Au cours des dernières années, a été surveillé un système de refroidissement mis au point par une équipe dirigée par le professeur Shanhui Fan de l’Université de Stanford, qui puise la chaleur d’un bâtiment et la diffuse dans l’espace au moyen d’un processus baptisé refroidissement radiatif, le tout sans source d’alimentation externe. Les chercheurs ont maintenant associé cette technologie à un panneau solaire, en concevant un système avec la même empreinte de toit qui pourrait générer de l’électricité et refroidir passivement un bâtiment en même temps.

Les climatiseurs sont de gros producteurs d’énergie et, avec la hausse des températures globales, le problème ne fera que s’aggraver. Lorsque le système de refroidissement radiatif mis au point par Shanhui Fan et ses collaborateurs a été examiné pour la première fois en 2013, il a été suggéré que les panneaux de toit passifs pourraient être utilisés à la place de panneaux solaires utilisés pour produire de l’électricité afin de faire fonctionner des systèmes de climatisation ou refroidir des bâtiments dans des zones non connectées au réseau électrique.

Mais maintenant, l’équipe a trouvé une solution encore meilleure, dans un appareil à double usage qui signifie que le refroidissement passif ne doit pas nécessairement impliquer de sacrifier la production d’électricité pour les immeubles situés sur les toits.

« Nous avons construit le premier appareil qui pourrait un jour produire de l’énergie et économiser de l’énergie, au même endroit et au même moment, en contrôlant deux propriétés très différentes de la lumière », a déclaré Shanhui Fan.

Le dispositif hybride se présente sous la forme d’un panneau solaire à double couche, la couche supérieure faisant face au soleil est constituée des mêmes matériaux semi-conducteurs que les panneaux solaires de toit existants, tandis que la couche inférieure est constituée de matériaux qui convertissent la chaleur thermique d’un bâtiment en longueur d’onde particulière de la lumière infrarouge capable de traverser directement l’atmosphère, ce qui permet de la diffuser dans l’espace.

Pour tester le potentiel du concept, l’équipe a construit un appareil prototype d’un diamètre approximativement égal à celui d’un plat à tarte et l’a monté sur le toit d’un bâtiment à Stanford. Comme le prototype n’incluait pas de couche de feuille métallique comme celle que l’on trouve normalement dans les cellules solaires, ce qui aurait empêché la lumière infrarouge de s’échapper, il était impossible de vérifier si l’appareil produisait de l’électricité. Cependant, la couche supérieure, qui absorbait la lumière solaire, a atteint 24°C au-dessus de la température ambiante, tandis que la couche de refroidissement radiatif protégée au-dessous tombait à 29°C au-dessous de la température ambiante.

« Cela montre que la chaleur a rayonné du bas vers le haut, à travers la couche supérieure et dans l’espace », explique Zhen Chen, actuellement professeur à la Southeast University of China, mais qui a dirigé les expériences en tant que chercheur postdoctoral dans le laboratoire de Shanhui Fan.

Après avoir démontré les capacités de refroidissement du système, l’équipe travaille actuellement à la conception de cellules solaires ne nécessitant pas de revêtement métallique, de sorte qu’un seul appareil puisse à la fois refroidir un bâtiment et générer de l’électricité.

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2542435118304719?via%3Dihub

https://news.stanford.edu/2018/11/08/new-device-can-collect-solar-energy-cool-buildings/