Energie solaire: les panneaux solaires en rotation peuvent augmenter l'efficacité de 32%

Pendant une bourse Fulbright en Ouganda, Beth Parks, professeur à l'Université Colgate, a remarqué un grave défaut dans les panneaux solaires sur lesquels les communautés de l'Afrique subsaharienne dépendent pour leur électricité. Le soleil bouge. Les panneaux solaires n'ont pas.

Étant donné que le maximum le rendement théorique de la cellule photovoltaïque la plus couramment utilisée n’est que d’environ 29%, chaque petite goutte de lumière supplémentaire compte.En restant stationnaire, at-elle expliqué, les panneaux solaires laissaient une énergie précieuse gaspillée.

Ainsi, en utilisant seulement un seau d’eau et quelques roches, Beth Parks a construit un nouveau type de panneau solaire à rotation lente conçu pour suivre l’arc quotidien du soleil. Après une période de test de 20 jours, Mme Parks a constaté que ses panneaux, qui se déplaçaient lentement, recueillaient 32% plus d'énergie que les modèles à position fixe, soit une différence de plusieurs centaines de watts, selon l'American Physics Society. Elle a présenté ses conclusions à la réunion de mars de l'American Physical Society en 2019.

Pourquoi les panneaux solaires itinérants pourraient-ils changer la donne?

Ces quelques centaines de watts supplémentaires ne suffisent pas à faire une énorme différence dans les foyers américains, où la consommation moyenne d’électricité est d’environ 29 kWh par jour, selon les chiffres du département américain de l’énergie.

Mais en Ouganda, où près d’une personne sur quatre n’a pas accès à l’électricité, la consommation quotidienne moyenne d’un ménage est de 0,04 kWh / jour, ce qui signifie que la seule conception de Parks - si elle est largement mise en œuvre - pourrait transformer des communautés entières. Cela signifie l'accès aux téléphones portables. Pour allumer la nuit.

En tant que professeur agrégé de physique, Parks avait déjà vu d’autres modèles de panneaux solaires utilisant des systèmes de pesée pour se déplacer lentement au cours d’une journée. Mais ces cadres dynamiques n’avaient jamais été testés, dit Parks, et n’avaient pas été conçus dans un souci d’efficacité économique.

Comment bricoler un panneau solaire pivotant

En collaboration avec des étudiants de l'Université des sciences et de la technologie de Mbarara, Parks a créé un cadre de panneau solaire à l'aide de tubes métalliques que les soudeurs locaux pouvaient facilement obtenir. Le panneau est ensuite attaché à un pivot. Du côté ouest, un seau de roches; à l'est, un seau d'eau. Lorsque le poids du seau d'eau baisse lentement, grâce à une fuite contrôlée, le panneau se déplace lentement et de manière constante, en suivant le soleil.

À l'heure actuelle, selon Parcs, les panneaux solaires les moins chers s'avèrent encore trop coûteux pour la plupart des familles, et la majorité des panneaux sont soudés au toit des maisons pour empêcher le vol. Mais une efficacité accrue signifie que les panneaux peuvent être plus petits et donc plus abordables. Des cadres facilement transportables et des panneaux plus petits permettent aux résidents de rentrer leurs systèmes à l'intérieur chaque nuit, éliminant ainsi le besoin de les verrouiller. Le coût total du système de Parks - qui comprend une cellule solaire, une batterie, un chargeur et un cadre - est environ 10% inférieur à un panneau solaire traditionnel monté, et ses étudiants à la maîtrise ont récemment collaboré avec un soudeur local pour produire un projet de cadre à 6 $..

Le nouveau panneau solaire mobile de Parks, à la fois par sa conception et par son coût, illustre l’importance de la recherche immersive, de la construction au sein d’une communauté, en particulier pour cette communauté. Comment aurait-elle pu savoir comment rendre le design suffisamment léger et suffisamment petit pour pouvoir y entrer chaque jour? Sinon, comment aurait-elle pu comprendre l’effet qu’une poignée de kilowatts de plus peut avoir sur la routine quotidienne d’un ménage?

Pour le moment, Parks est de retour aux États-Unis. Mais elle voit l'adoption généralisée de son design comme une opportunité pour la croissance d'une petite industrie dans tout le pays.