Les panneaux solaires, c’est un concept sympa, mais ils sont rarement d’une grande puissance… Il faut un plein ensoleillement pour que ceux ci donnent leur plein potentiel, mais même la, le résultat n’est pas nécessairement a la hauteur de l’investissement. D’où cette idée, pour tenter d’augmenter le rendement d’une cellule photovoltaïque.
reflecteur parabolique pour concentrer les rayons solaires
Et l’idée m’est venue en regardant l’émission les mécaniciens de la planète, sur la chaine Planète, dans laquelle les protagonistes construisaient un système de cuisson solaire. Le concept est relativement simple : une surface métallique très réfléchissante est incurvée de façon a avoir une forme parabolique, ce qui donne un réflecteur qui concentrera les rayons du soleil en un point appelé point de focalisation.
A cet endroit se trouvait un plat en métal dans lequel cuisaient des aliments.
Maintenant si au lieu d’un plat en métal, on met un capteur solaire, on aura donc un “ensoleillement” bien supérieur!
Dans l’émission, ils parvenaient a bruler du tissus avec un réflecteur parabolique différent. Si on adapte le système de sorte que toute la surface du capteur soit couverte par les rayons concentrés (en plaçant le capteur un peu avant ou après le point de focalisation des rayons,on élargit la surface ou ils sont concentrés)
En théorie l’énergie solaire reçue par la cellule photovoltaïque passe donc de celle de la surface du capteur a celle de la surface de la parabole – les pertes, qui devraient être raisonnables avec une bonne surface réfléchissante…
En pratique, il nous suffit pour cette réalisation d’avoir :
- une cellule photovoltaïque
- une surface réfléchissante flexible
- quelques baguettes de bois pour la structure.
Pour la surface réfléchissante, on trouve dans la plupart des magasins de bricolage des feuilles d’aluminium “finition miroir”, qui sont assez fine pour être pliées a la main, et assez rigide pour être utilisable dans notre système. La feuille de 50*50cm coute a peine 8€.
Disposant de tous ces éléments, je ferai un prototype, et je publierai ici les résultats ultérieurement… Si ça marche et que ça vaut vraiment le coup, je publierai des plans.
Bien entendu, pour un rendement maximum, la parabole doit etre orientée vers le soleil a tout moment, mais j’ai aussi ma petite idée la dessus, et je publierai un billet a ce sujet ulterieurement 😉
bonjour, trés interresse par ton article sur l’augmentation du rendement d’un panneau solaire,as tu tiré les conclusions de ton expérience?
Non, malheureusement, je n’ai toujours pas eu le temps de mettre en place une expérimentation… Ceci dit je vais tenter de le faire rapidement, au moins une expérience simple…
je viens de découvrir votre article il est relativement intéressant. Cependant, je tiens à faire quelques remarques. En effet, la construction de panneaux solaires est très chère mais surtout très polluante. Cela pose donc un problème, dans le but d’une construction écolo. Cependant, en faisant quelques recherches sur internet tu découvrirais le moteur stirling, l’eau vapeur, le sel fondu… http://sfp.in2p3.fr/Debat/debat_energie/websfp/rivoire.htm
Bonne chance à toi!
Salut
Pierre
Le moteur stirling n’a jamais été exploité a échelle conséquente. Le concept est intéressant, mais en réalité, il manque toujours des exploitations réelles… Surtout que le cout n’est pas réputé faible, même pour de petits modèles. Les centrales à sodium liquide sont intéressantes, mais je n’en ai vu que dans la ferme solaire du Nevada. Encore une fois, aucune exploitation possible par un particulier. “l’eau vapeur”, la il faudra plus de précisions…
Après avoir lu ton lien, je vois à quoi ça fait référence, c’est un système que je connais pour son utilisation en Espagne. Mais encore une fois, cela n’a pas de sens pour une exploitation personnelles, les espagnols le font à échelle d’une cité, pour plusieurs dizaines de milliers de foyers.
Bien entendu la hauteur de la tour a un impact très important pour générer le courent d’air exploité par le système…
Donc encore une fois inutilisable par un particulier 😉
Les panneaux solaires sont réputés pour leur consommation énergétique importante à la création. Toutefois cela n’est pas vrai pour toutes les technologies de panneaux solaires. en outre les dernières génération à rendement important s’offrent même un bilan énergétique très intéressant.
Bref, dans tous les cas, hormis une éolienne , classique ou savonius, , je ne vois rien qui puisse rivaliser avec un panneau solaire dans un contexte de petit équipement.
Dernier détail : il existe des panneaux solaires de seconde catégorie, qui coutent infiniment moins chers que ceux de première catégorie, pour une efficacité légèrement moindre…
On obtient par exemple 50 a 100W pour une centaine d’euros!
Encore une fois, hormis le petit éolien, rien d’autre ne rivalise!
Au passage, notons que je suis totalement d’accord pour dire que sur la production de masse de l’électricité, le solaire photovoltaïque est encore très médiocre.
Cependant, si l’État allemand en équipe ses bordures d’autoroutes, ce n’est sans doute pas un pur hasard…
Merci pour ce post !?
Bonjour,
j’avoue que ce post est très intéressant et je suis bien tentée de faire l’expérimentation (si tu ne l’as pas déjà effectué à ce jour), mais il reste un détail qui me titille l’esprit. La trop grande concentration lumineuse sur la cellule photovoltaïque ne la détruirait-elle pas ?
Je sais que les cellules sont recouvertes d’un film protecteur, mais est-ce que tu crois qu’il serait toujours efficace dans cette expérimentation ?
A plus,
Sarah.
Bonjour, en effet, selon le type de cellules solaires, certaines supportent plus ou moins bien la chaleur. Certain modèles voient leurs performances baisser avec une élévation de température. Il convient donc de selectionner un modèle adapté;
Le second point est que la focalisation ne devrait pas se faire exactement au niveau de la surface de la céllule photovoltaique, mais un peu avant, ou un peu après. Ainsi, plutot que de concentrer les rayons solaires sur un point, on les concentre sur une surface, de sorte qu’on n’aie pas assez d’energie pour faire fondre la surface de la cellule…
Apres, l’idée est d’expérimenter, par exemple avec une vielle cellule solaire de calculatrice, par exemple pour voir le genre de rendements qu’il est possible d’atteindre…
Raisonnement correct pour un panneau … mais que se passe-t-il si on met plusieurs panneaux ? Chaque panneau aura une parable plus large que lui, et donc il faudra espacer les panneaux pour que les paraboles puissent prendre place.
Alors on va me dire : oui, mais donc à puissance égale, on met moins de panneaux, et donc économie à l’installation. Sauf qu’il faut aussi, pour chaque panneau, construire une parabole impeccable … qui risque de ne pas être gratuite.
La surface de l’installation sera conditionnée par l’encombrement des paraboles. Est-on vraiment sûr que ce système panneau + parabole est plus rentable qu’un tapis de panneaux sur la même surface ?
Et quid de ces paraboles qui doivent être installée vers le soleil, et donc creux vers le bas … De vrais récipients qui vont se remplir à la première pluie. Quid de l’entretien de ces paraboles, dont l’efficacité exige une surface réfléchissante impeccable (car la perte d’énergie par réflexion existe toujours … et augmente rapidement avec la dégradation du pouvoir réfléchissant de la surface).
Quant aux panneaux, est-il certain que leur rendement est linéaire ? Autrement dit, si je multiplie par N l’apport de lumière, est-on certain que leur production va augmenter aussi de N ? Rien de moins sûr.
Enfin, quid de l’esthétique d’une telle installation … qui est loin d’être plane ?
Perso, je trouve cette belle idée bien théorique … et je pense que ce n’est pas demain qu’on en verra fleurir sur nos toits ou dans nos jardins …
Lyk -> Je partage tes réserves concernant les usages que tu mentionnes.
Maintenant l’idée de ce projet si je le réalise un jour est plus didactique que réellement fonctionnelle. Il existe des systèmes solaires suivant la course du soleil, mais la plupart du temps il est plus simple en effet de faire un système à plat. EN outre il faut gérer la résistance au vent. Cependant, si l’on considère un système isolé, et un cout de fabrication limité, il pourrait être intéressant de fabriquer un tel dispositif.
L’idée est la suivante : j’ai UN petit panneau solaire, des capacités de bricolage, et des matières premières peu couteuses à disposition. Je pourrais donc envisager un système permettant de multiplier l’efficacité de mon panneau solaire.
Maintenant, si j’ai les moyens d’acheter de multiples panneaux solaires, et de tapisser la surface entière avec, c’est peut être plus intéressant de le faire…
Concernant l’eau, ce n’est pas réellement un problème, car il suffit que le rayon de la parabole soit assez grand : de même qu’une parabole de satellite ne stocke pas l’eau tant qu’elle n’est pas orientée vers le zenith… Or ici cela n’arriverait qu’une fois par jour, et ne durerait pas. Enfin, si le système est toujours face au soleil, la zone sous la cellule solaire devrait être à l’ombre. On pourrait donc même percer un trou d’où s’écoulerait l’eau à cet endroit, ce qui ne devrait pas avoir d’incidence sur le système.
Pour l’esthétique, tant qu’on parle de petits dispositifs, sur un toit cela ne devrait pas poser de problèmes.
Maintenant la grande question est celle de savoir si on augmente réellement le rendement de la cellule et dans quelle mesure, quelles bornes?
En pratique, on sait que l’énergie ainsi concentrée est augmentée d’un facteur très important. C’est la raison pour laquelle on s’en sert avec des centrales solaires thermiques à concentration (dans le névada, avec Nevada Solar One, par exemple, ou en espagne – http://www.actu-environnement.com/ae/news/espagne_solaire_concentration_ps10_seville_2434.php4 – ). La question est maintenant de savoir dans quelle mesure une cellule solaire photovoltaïque peut exploiter ce meilleur rayonnement?
Pour un meilleur ensoleillement, une cellule solaire aura un meilleur rendement. Maintenant, il y a une puissance maximale qui peut être délivrée par la cellule, et selon son modèle, ses performances peuvent varier selon sa température. Il faudra donc probablement concentrer les rayons lumineux de façon à ne pas atteindre ces limites. Enfin, il conviendra d’étudier si le rapport entre la puissance maximale et la puissance en utilisation de base est assez important : si l’on augmente de 5% le rendement seulement, ce n’est clairement pas intéressant. Maintenant, si l’on peut augmenter le rendement d’un facteur 2 ou 3, cela n’est pas négligeable… On imagine qu’en conditions optimales ce ne sera probablement pas le cas, mais en conditions dégradées (peu de soleil) cela pourrait être le cas.
On peut imaginer sur un mur ou à l’arrière d’un véhicule garé un tel système, qui capterait le maximum d’énergie pendant les phases restreintes ou la lumière solaire est accessible…
Bien sur tout cela devra être mis en balance afin de déterminer si un tel projet à un intérêt ou pas.
Pour ma part, le premier intérêt est justement scientifique, afin de tenter de répondre expérimentalement à ces questions.
pour une version fixe de la parabole, le coût est très faible, et la fabrication simple. J’espère avoir le temps d’en faire un prototype pour des essais.
J’ai réussi en utilisant un “cul de poule” (très grand bol à mélager en aluminium). Le bol à environ 45 degrée et le capteur solaire dans la parti basse du contour du bol. Ça m’a permis de voir ma petite fontaine fonctionner entre 2 nuages.
Accueilbricolo ecoloAugmenter le rendement d’une cellule photovoltaïque
Augmenter le rendement d’une cellule photovoltaïque
5 septembre 2008 11 Commentaires Ecrit par sky99
Les panneaux solaires, c’est un concept sympa, mais ils sont rarement d’une grande puissance… Il faut un plein ensoleillement pour que ceux ci donnent leur plein potentiel, mais même la, le résultat n’est pas nécessairement a la hauteur de l’investissement. D’où cette idée, pour tenter d’augmenter le rendement d’une cellule photovoltaïque.
reflecteur parabolique pour concentrer les rayons solaires
reflecteur parabolique pour concentrer les rayons solaires
Et l’idée m’est venue en regardant l’émission les mécaniciens de la planète, sur la chaine Planète, dans laquelle les protagonistes construisaient un système de cuisson solaire. Le concept est relativement simple : une surface métallique très réfléchissante est incurvée de façon a avoir une forme parabolique, ce qui donne un réflecteur qui concentrera les rayons du soleil en un point appelé point de focalisation.
A cet endroit se trouvait un plat en métal dans lequel cuisaient des aliments.
Maintenant si au lieu d’un plat en métal, on met un capteur solaire, on aura donc un « ensoleillement » bien supérieur!
Dans l’émission, ils parvenaient a bruler du tissus avec un réflecteur parabolique différent. Si on adapte le système de sorte que toute la surface du capteur soit couverte par les rayons concentrés (en plaçant le capteur un peu avant ou après le point de focalisation des rayons,on élargit la surface ou ils sont concentrés)
En théorie l’énergie solaire reçue par la cellule photovoltaïque passe donc de celle de la surface du capteur a celle de la surface de la parabole – les pertes, qui devraient être raisonnables avec une bonne surface réfléchissante…
En pratique, il nous suffit pour cette réalisation d’avoir :
une cellule photovoltaïque
une surface réfléchissante flexible
quelques baguettes de bois pour la structure.
Pour la surface réfléchissante, on trouve dans la plupart des magasins de bricolage des feuilles d’aluminium « finition miroir », qui sont assez fine pour être pliées a la main, et assez rigide pour être utilisable dans notre système. La feuille de 50*50cm coute a peine 8€.
Disposant de tous ces éléments, je ferai un prototype, et je publierai ici les résultats ultérieurement… Si ça marche et que ça vaut vraiment le coup, je publierai des plans.
Bien entendu, pour un rendement maximum, la parabole doit etre orientée vers le soleil a tout moment, mais j’ai aussi ma petite idée la dessus, et je publierai un billet a ce sujet ulterieurement
Réseaux sociaux
0
0
0
Articles similaires
Fabrication d’une éolienne à axe vertical – premiere partie : le principe
13 septembre 2010
Dans “bricolo”
Systeme de detection automatique de la position du soleil
5 septembre 2008
Dans “bricolo”
Concevoir un waterchiller pour aquarium, avec des peltiers
6 juin 2016
Dans “aquariophilie”
bricolo, ecolo écologie, énergie, parabole, photovoltaique, solaire
WTF?Systeme de detection automatique de la position du soleil
11 Commentaires
cacout 3121 octobre 2009
bonjour, trés interresse par ton article sur l’augmentation du rendement d’un panneau solaire,as tu tiré les conclusions de ton expérience?
sky999 février 2010
Non, malheureusement, je n’ai toujours pas eu le temps de mettre en place une expérimentation… Ceci dit je vais tenter de le faire rapidement, au moins une expérience simple…
pierre11 mai 2010
je viens de découvrir votre article il est relativement intéressant. Cependant, je tiens à faire quelques remarques. En effet, la construction de panneaux solaires est très chère mais surtout très polluante. Cela pose donc un problème, dans le but d’une construction écolo. Cependant, en faisant quelques recherches sur internet tu découvrirais le moteur stirling, l’eau vapeur, le sel fondu… http://sfp.in2p3.fr/Debat/debat_energie/websfp/rivoire.htm
Bonne chance à toi!
Salut
Pierre
sky9918 juin 2010
Le moteur stirling n’a jamais été exploité a échelle conséquente. Le concept est intéressant, mais en réalité, il manque toujours des exploitations réelles… Surtout que le cout n’est pas réputé faible, même pour de petits modèles. Les centrales à sodium liquide sont intéressantes, mais je n’en ai vu que dans la ferme solaire du Nevada. Encore une fois, aucune exploitation possible par un particulier. « l’eau vapeur », la il faudra plus de précisions…
Après avoir lu ton lien, je vois à quoi ça fait référence, c’est un système que je connais pour son utilisation en Espagne. Mais encore une fois, cela n’a pas de sens pour une exploitation personnelles, les espagnols le font à échelle d’une cité, pour plusieurs dizaines de milliers de foyers.
Bien entendu la hauteur de la tour a un impact très important pour générer le courent d’air exploité par le système…
Donc encore une fois inutilisable par un particulier
Les panneaux solaires sont réputés pour leur consommation énergétique importante à la création. Toutefois cela n’est pas vrai pour toutes les technologies de panneaux solaires. en outre les dernières génération à rendement important s’offrent même un bilan énergétique très intéressant.
Bref, dans tous les cas, hormis une éolienne , classique ou savonius, , je ne vois rien qui puisse rivaliser avec un panneau solaire dans un contexte de petit équipement.
Dernier détail : il existe des panneaux solaires de seconde catégorie, qui coutent infiniment moins chers que ceux de première catégorie, pour une efficacité légèrement moindre…
On obtient par exemple 50 a 100W pour une centaine d’euros!
Encore une fois, hormis le petit éolien, rien d’autre ne rivalise!
sky9918 juin 2010
Au passage, notons que je suis totalement d’accord pour dire que sur la production de masse de l’électricité, le solaire photovoltaïque est encore très médiocre.
Cependant, si l’État allemand en équipe ses bordures d’autoroutes, ce n’est sans doute pas un pur hasard…
Portail automatique27 novembre 2011
Merci pour ce post !?
Sarah2 février 2012
Bonjour,
j’avoue que ce post est très intéressant et je suis bien tentée de faire l’expérimentation (si tu ne l’as pas déjà effectué à ce jour), mais il reste un détail qui me titille l’esprit. La trop grande concentration lumineuse sur la cellule photovoltaïque ne la détruirait-elle pas ?
Je sais que les cellules sont recouvertes d’un film protecteur, mais est-ce que tu crois qu’il serait toujours efficace dans cette expérimentation ?
A plus,
Sarah.
sky999 juin 2012
Bonjour, en effet, selon le type de cellules solaires, certaines supportent plus ou moins bien la chaleur. Certain modèles voient leurs performances baisser avec une élévation de température. Il convient donc de selectionner un modèle adapté;
Le second point est que la focalisation ne devrait pas se faire exactement au niveau de la surface de la céllule photovoltaique, mais un peu avant, ou un peu après. Ainsi, plutot que de concentrer les rayons solaires sur un point, on les concentre sur une surface, de sorte qu’on n’aie pas assez d’energie pour faire fondre la surface de la cellule…
Apres, l’idée est d’expérimenter, par exemple avec une vielle cellule solaire de calculatrice, par exemple pour voir le genre de rendements qu’il est possible d’atteindre…
Lyk30 juin 2012
Raisonnement correct pour un panneau … mais que se passe-t-il si on met plusieurs panneaux ? Chaque panneau aura une parable plus large que lui, et donc il faudra espacer les panneaux pour que les paraboles puissent prendre place.
Alors on va me dire : oui, mais donc à puissance égale, on met moins de panneaux, et donc économie à l’installation. Sauf qu’il faut aussi, pour chaque panneau, construire une parabole impeccable … qui risque de ne pas être gratuite.
La surface de l’installation sera conditionnée par l’encombrement des paraboles. Est-on vraiment sûr que ce système panneau + parabole est plus rentable qu’un tapis de panneaux sur la même surface ?
Et quid de ces paraboles qui doivent être installée vers le soleil, et donc creux vers le bas … De vrais récipients qui vont se remplir à la première pluie. Quid de l’entretien de ces paraboles, dont l’efficacité exige une surface réfléchissante impeccable (car la perte d’énergie par réflexion existe toujours … et augmente rapidement avec la dégradation du pouvoir réfléchissant de la surface).
Quant aux panneaux, est-il certain que leur rendement est linéaire ? Autrement dit, si je multiplie par N l’apport de lumière, est-on certain que leur production va augmenter aussi de N ? Rien de moins sûr.
Enfin, quid de l’esthétique d’une telle installation … qui est loin d’être plane ?
Perso, je trouve cette belle idée bien théorique … et je pense que ce n’est pas demain qu’on en verra fleurir sur nos toits ou dans nos jardins …
sky9929 septembre 2012
Lyk -> Je partage tes réserves concernant les usages que tu mentionnes.
Maintenant l’idée de ce projet si je le réalise un jour est plus didactique que réellement fonctionnelle. Il existe des systèmes solaires suivant la course du soleil, mais la plupart du temps il est plus simple en effet de faire un système à plat. EN outre il faut gérer la résistance au vent. Cependant, si l’on considère un système isolé, et un cout de fabrication limité, il pourrait être intéressant de fabriquer un tel dispositif.
L’idée est la suivante : j’ai UN petit panneau solaire, des capacités de bricolage, et des matières premières peu couteuses à disposition. Je pourrais donc envisager un système permettant de multiplier l’efficacité de mon panneau solaire.
Maintenant, si j’ai les moyens d’acheter de multiples panneaux solaires, et de tapisser la surface entière avec, c’est peut être plus intéressant de le faire…
Concernant l’eau, ce n’est pas réellement un problème, car il suffit que le rayon de la parabole soit assez grand : de même qu’une parabole de satellite ne stocke pas l’eau tant qu’elle n’est pas orientée vers le zenith… Or ici cela n’arriverait qu’une fois par jour, et ne durerait pas. Enfin, si le système est toujours face au soleil, la zone sous la cellule solaire devrait être à l’ombre. On pourrait donc même percer un trou d’où s’écoulerait l’eau à cet endroit, ce qui ne devrait pas avoir d’incidence sur le système.
Pour l’esthétique, tant qu’on parle de petits dispositifs, sur un toit cela ne devrait pas poser de problèmes.
Maintenant la grande question est celle de savoir si on augmente réellement le rendement de la cellule et dans quelle mesure, quelles bornes?
En pratique, on sait que l’énergie ainsi concentrée est augmentée d’un facteur très important. C’est la raison pour laquelle on s’en sert avec des centrales solaires thermiques à concentration (dans le névada, avec Nevada Solar One, par exemple, ou en espagne – http://www.actu-environnement.com/ae/news/espagne_solaire_concentration_ps10_seville_2434.php4 – ). La question est maintenant de savoir dans quelle mesure une cellule solaire photovoltaïque peut exploiter ce meilleur rayonnement?
Pour un meilleur ensoleillement, une cellule solaire aura un meilleur rendement. Maintenant, il y a une puissance maximale qui peut être délivrée par la cellule, et selon son modèle, ses performances peuvent varier selon sa température. Il faudra donc probablement concentrer les rayons lumineux de façon à ne pas atteindre ces limites. Enfin, il conviendra d’étudier si le rapport entre la puissance maximale et la puissance en utilisation de base est assez important : si l’on augmente de 5% le rendement seulement, ce n’est clairement pas intéressant. Maintenant, si l’on peut augmenter le rendement d’un facteur 2 ou 3, cela n’est pas négligeable… On imagine qu’en conditions optimales ce ne sera probablement pas le cas, mais en conditions dégradées (peu de soleil) cela pourrait être le cas.
On peut imaginer sur un mur ou à l’arrière d’un véhicule garé un tel système, qui capterait le maximum d’énergie pendant les phases restreintes ou la lumière solaire est accessible…
Bien sur tout cela devra être mis en balance afin de déterminer si un tel projet à un intérêt ou pas.
Pour ma part, le premier intérêt est justement scientifique, afin de tenter de répondre expérimentalement à ces questions.
pour une version fixe de la parabole, le coût est très faible, et la fabrication simple. J’espère avoir le temps d’en faire un prototype pour des essais.
volver5 août 2014
J’ai réussi en utilisant un « cul de poule » (très grand bol à mélager en aluminium). Le bol à environ 45 degrée et le capteur solaire dans la parti basse du contour du bol. Ça m’a permis de voir ma petite fontaine fonctionner entre 2 nuages.