Pour la première fois, des cellules photovolltaïques fabriquées par une technologie bon marché franchissent la barre des 30 % de rendement grâce aux travaux de scientifiques de l’Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) en collaboration avec le Centre Suisse d’Innovation (CSEM). Ce résultat a été homologué de manière indépendante par le National Renewable Energy Laboratory (NREL) aux États-Unis.

A travers le monde, plusieurs équipes de chercheurs s’attellent à la mise au point de technologies photovoltaïques de plus en plus efficaces. En permettant la conversion en électricité d’une plus grande quantité de l’énergie solaire incidente qui frappe un panneau, ils ouvrent ainsi la voie à la production d’énergie verte de moins en moins chère. Notre site vous informe d’ailleurs régulièrement de la course aux records que ces équipes se livrent.

L’augmentation du rendement des cellules photovoltaïques est importante pour deux raisons. Elle constitue d’abord le meilleur moyen de réduire les coûts de l’électricité solaire. En outre, elle favorise l’adoption du photovoltaïque lorsque les surfaces disponibles sont limitées ; c’est notamment le cas des toitures, des façades et des véhicules.

De record en record

Il y a deux mois seulement, nous vous avions révélé le résultat obtenu par des scientifiques allemands de l’Institut Fraunhofer pour l’énergie solaire (Fraunhofer ISE) : 47,6 % de rendement pour une cellule photovoltaïque tandem à quatre jonctions. Toutefois, il s’agit là d’une technologie onéreuse qui peut être utile dans des applications particulières comme le domaine aéronautique ou spatial par exemple, mais qui ne pourra vraisemblablement pas être développée en masse dans le cadre de la transition énergétique.

L’annonce récente faite en Suisse par les chercheurs de l’EPFL et du CSEM suscite plus d’espoir puisque pour la première fois ils ont franchi la barre des 30% d’efficacité avec une technologie peu coûteuse : une cellule photovoltaïque en tandem pérovskite-silicium.

Le rendement des cellules photovoltaïques est physiquement limité par leurs matériaux constitutifs. Les scientifiques peuvent ainsi déterminer par calcul l’efficacité maximum de de chaque technologie. Les plus répandues à ce jour utilisent le silicium, sous forme amorphe ou cristalline. Malgré son succès, ce matériau affiche une limite de rendement théorique d’environ 29 %. Les niveaux atteints par les meilleures cellules de laboratoire aujourd’hui sont légèrement en deçà de 27 %, ce qui laisse très peu de marge de progression pour l’avenir.

Une autre piste

C’est pourquoi les chercheurs explorent une autre piste en associant au silicium une deuxième cellule qui absorbe les radiations bleues et vertes du spectre solaire pour l’exploiter de manière plus efficace. Ces deux cellules forment ainsi un « tandem ». Parmi les différents matériaux utilisables pour la deuxième couche, les pérovskites à base d’halogénure se sont révélées être la meilleure alternative possible afin de booster l’efficacité du silicium sans générer de frais de fabrication supplémentaires trop importants.

A l’origine la pérovskite est un cristal composé de calcium, de titane et d’oxygène. Toutefois le terme a aujourd’hui une acception plus large pour désigner d’autres composés métalliques dont la structure cristalline est identique. En 2012, des scientifiques se sont aperçus que certaines pérovskites présentaient des propriétés qui pourraient doper le rendement des cellules photovoltaïques : elles permettent une mobilité élevée des charges électriques, sont 500 fois plus fines que le silicium, et offrent un taux élevé de conversion de l’énergie solaire. Et surtout, les pérovskites sont bon marché !

Amélioration du rendement des cellules tandem

Les équipes de l’EPFL et du CSEM ont réussi à augmenter le rendement de deux types de tandems pérovskite-silicium. Ils ont adapté les matériaux et les techniques de fabrication afin de déposer des couches de pérovskite de haute qualité sur des cellules en silicium lisses. Ils ont ainsi obtenu un rendement de conversion de 30,93 % pour une cellule de 1 cm2. Ensuite, en utilisant un procédé hybride de déposition de la pérovskite sur des surfaces du silicium laissées intentionnellement rugueuses (pour réduire au minimum la réflexion de la lumière), ils ont réalisé une cellule (de 1 cm2 également) qui atteint une efficacité de 31,25 %. Ces résultats constituent deux nouveaux records du monde : l’un pour l’architecture lisse et l’autre pour la rugueuse.

La deuxième technique fournit un courant plus élevé et est compatible avec la structure des cellules photovoltaïques en silicium utilisées actuellement dans l’industrie. Le précédent record de conversion de rendement pour des cellules solaires de ce type avait été établi en 2021 […]

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L’entreprise Hysata vient d’obtenir plusieurs dizaines de millions de dollars pour financer ce qui pourrait être l’électrolyseur le plus efficace au monde !

La startup australienne, qui souhaite commercialiser sa technologie d’électrolyse capillaire (CFE) qu’elle a conçue à l’Université de Wollongong, a conclu un tour de financement de série A de 30 millions de dollars américains. La somme obtenue servira à agrandir l’équipe de l’entreprise et à développer une usine pilote pour fabriquer ses électrolyseurs novateurs. Selon Hysata, ceux-ci seront capables de produire l’hydrogène vert le moins cher au monde.

L’électricité renouvelable utilisée pour la production d’hydrogène vert constitue son élément le plus coûteux. Hysata affirme que son électrolyseur n’a besoin que de 41,5 kWh d’électricité par kg d’hydrogène. En comparaison, les électrolyseurs à haut rendement actuels nécessitent 50 kWh/kg.

« Pour produire 1 million de tonnes d’hydrogène vert par an, les électrolyseurs de 52,5 kWh/kg utilisés aujourd’hui par l’industrie exigent 14 GW d’énergie éolienne et solaire », expliquent les représentants d’Hysata. « Pour générer la même quantité d’hydrogène, nos électrolyseurs n’ont besoin que de 11 GW d’énergie renouvelable, ce qui correspond à une économie de 3 milliards de dollars. »

Plusieurs avantages en terme d’efficacité et d’économie

La cellule d’électrolyse à alimentation capillaire de l’électrolyseur d’Hysata génère directement de l’hydrogène et de l’oxygène. L’électrolyte liquide est continuellement aspiré vers son séparateur par capillarité via un réservoir situé au fond de la cellule. Le séparateur poreux et hydrophile maintient un débit suffisant pour l’électrolyse de l’eau.

Outre la pureté de l’hydrogène qu’ils permettent de produire, les électrolyseurs CFE sont moins chers à fabriquer. Contrairement aux modèles PEM utilisant de l’iridium, les matériaux utilisés pour leur conception sont abondants et l’efficacité de leur cellule élimine la nécessité de refroidissements onéreux.

« Hysata interagit depuis plusieurs mois avec des clients importants dans le monde entier », conclut Paul Barrett, PDG d’Hysata. « Nous prévoyons une production à l’échelle du gigawatt en 2025. »

Cette grue de 70 mètres de haut et à six bras se trouve sur le territoire de la commune suisse de Arbedo-Castione et a été construite par la startup américano-suisse Energy Vault. Celle-ci s’est consacrée à trouver une solution à un des principaux problèmes qui se dresse sur notre chemin vers la transition aux énergies renouvelables : le stockage de cette énergie. Et, parmi d’autres pistes, Energy Vault s’est penchée sur un système qui met à profit notre interaction la plus fondamentale et la plus permanente avec notre planète : sa gravité.

De l’énergie stockée à bloc(s)

La grande tour d’acier construite à Arbedo-Castione est un système mécanique géant de stockage de l’énergie grâce à tout un système de blocs suspendus de 35 tonnes chacun. Lorsque la demande d’électricité est faible, la grue utilise le surplus d’électricité du réseau suisse pour soulever les briques et les empiler au sommet. Lorsque la demande d’électricité augmente, les briques sont abaissées, ce qui génère de l’énergie cinétique qui peut être transférée dans le réseau.

Une idée aussi simple n’est évidemment pas si neuve : elle a déjà été mise en œuvre il y a plus d’un siècle avec des systèmes de retenue d’eau. Pendant les périodes creuses, une turbine pompe l’eau d’un réservoir situé en contrebas vers un second réservoir en hauteur, et pendant les périodes de forte demande, l’eau peut s’écouler à travers une turbine, produisant ainsi de l’énergie électrique.

« Pour concurrencer les combustibles fossiles, il faut rendre les énergies renouvelables prévisibles », résume Robert Piconi, le fondateur de Energy Vault, interrogé par CNN Business. « Ce qui signifie qu’il faut stocker l’énergie excédentaire et être en mesure de la répartir en cas de besoin. Sauf qu’au lieu d’utiliser de l’eau, nous utilisons ces blocs composites. »

Une alternative aux barrages comme aux batteries

Une manière d’obtenir les mêmes résultats qu’un barrage, mais sans dépendre de la topographie, ni de devoir creuser le sol ou de détourner des cours d’eau, ce qui n’est jamais très bon pour l’environnement.

En outre, le stockage par gravité offre une alternative à l’autre méthode de stockage de l’énergie renouvelable, jusqu’ici privilégiéeles batteries ion-lithium, comme celles des voitures électriques. Or, ces grosses piles nécessitent des minéraux rares, dont la production est pour l’instant limitée à quelques pays comme la Chine, et qui ont déjà déclenché les prémisses d’une nouvelle ruée mondiale vers les ressources souterraines. Or, l’exploitation du nickel ou du lithium n’a rien d’écologique, sans parler de l’assemblage et du recyclage des batteries.

Bien sûr, la tour de Arbedo-Castione n’est encore qu’un prototype, dont la construction avait commencé en 2020. Depuis, l’entreprise a abandonné le modèle de la tour, qui pouvait atteindre 200 mètres de haut, au profit de bâtiments modulaires de 20 étages qu’elle appelle « Energy Vault Resiliency Centers », plus conforme aux codes de construction internationaux.

Le choix de Di Caprio

Ces structures utiliseront des poids fabriqués à partir de terre et de déchets, et les bâtiments auront une hauteur d’environ 100 mètres. Les briques composites monteront et descendront à l’intérieur du bâtiment sur des charriots, contrôlés par un système d’intelligence artificielle qui identifie les moments optimaux pour charger ou décharger l’énergie, en fonction de l’offre et de la demande.

En février, Energy Vault a fait son entrée à la bourse de New York, levant environ 235 millions de dollars. Elle a récemment annoncé que Leonardo DiCaprio avait rejoint le conseil consultatif stratégique de la société.

Source

CNN / https://fr.businessam.be/et-si-la-solution-pendait-juste-en-dessous-de-nos-yeux-la-gravite-un-moyen-de-resoudre-le-probleme-de-stockage-de-lenergie-renouvelable/

La mission première de la Société du Canal de Provence (SCP) consiste à sécuriser l’approvisionnement de l’eau dans la région. Mais l’entreprise se diversifie également dans le développement d’énergies renouvelables. Elle teste notamment depuis 2016 des tronçons de couverture du canal par des panneaux solaires. Le projet franchira bientôt une nouvelle étape, puisque la SCP projette de recouvrir le canal d’ombrières solaires sur une longueur totale de près de 5,5 kilomètres.

Lire

https://www.revolution-energetique.com/le-canal-de-provence-se-couvre-de-panneaux-solaires/

Pendant que, depuis Hollande/Macron, nos gouvernants bricolent avec des méthaniseurs, des éoliennes terrestres qui n’ont de vert que le nom, se réorientent vers le nucléaire, d’autres élaborent des solutions renouvelables d’une autre trempe, pour faire face à l’urgence climatique dans laquelle la folie néolibérale nous a placés …

800.000 tonnes d’hydrogène vert produits annuellement : c’est le projet titanesque que mène le consortium NortH2 dans le port de Groningen, au nord des Pays-Bas. Il prévoit d’alimenter l’usine géante par des parcs éoliens offshore d’une capacité de 3 gigawatts (GW) d’ici 2030 et 10 GW en 2040.

https://www.revolution-energetique.com/quel-est-le-plus-grand-projet-de-production-dhydrogene-vert-en-europe/

Constitué lors de son lancement en février 2020, de ShellGroningen Seaports et Gasunie, le gestionnaire du réseau gazier des Pays-Bas, le consortium NortH2 a été rejoint en décembre 2020 par deux partenaires de poids : l’énergéticien norvégien Equinor et l’allemand RWE.
Les porteurs du projet ont l’ambition de faire des Pays-Bas un leader en matière d’hydrogène produit à partir d’énergies renouvelables.

Dans un premier temps, NortH2 prévoit la construction d’immenses parcs éoliens en mer du Nord, dont la capacité devrait atteindre 1 GW en 2027, 3 à 4 GW en 2030 et 10 GW d’ici 2040.  Rendez-vous compte : cela correspond à la consommation électrique actuelle de la totalité des ménages néerlandais.

C’est en intégrant des cellules solaires dans les voiles d’un bateau participant au Vendée Globe qu’Alain Janet, le fondateur de Solar Cloth system s’est fait connaître. Aujourd’hui, les tissus photovoltaïques ultralégers, flexibles et incassables que conçoit et fabrique la jeune entreprise de Mandelieu-la-Napoule ont trouvé bien d’autres applications, dans l’agriculture, les transports, les sports, les loisirs de plein air et même l’aéronautique.

https://www.revolution-energetique.com/de-la-voile-aux-deflecteurs-de-camion-les-textiles-photovoltaiques-de-solar-cloth-ont-un-bel-avenir/

La start-up se prépare à lancer d’ici peu la production « de la batterie nécessaire pour mettre définitivement à la retraite les [centrales] thermiques au charbon ou au gaz naturel »

Si pour vous, ça ne signifie rien, pour d’autres(*), cela veut dire beaucoup.

https://www.lopinion.fr/edition/wsj/start-up-americaine-affirme-avoir-revolutionne-batteries-longue-duree-250670

(*) plus ça va et plus il semble que les producteurs de « bio »méthane, vont devoir se le bouffer, leur gaz.