Oubliez les panneaux solaires. Voici les panneaux pluviaux et ils produisent de l'électricité
Une avancée technologique dans la collecte de l'énergie des gouttes de pluie qui tombent pourrait déboucher sur les premiers panneaux pluviaux sur les toits.
Les tentatives précédentes pour générer de l'énergie à partir de la pluie ont rencontré des obstacles techniques souvent réputés insurmontables, mais les chercheurs à l'origine de cette nouvelle méthode affirment avoir trouvé une solution qui pourrait rendre les panneaux pluviaux aussi populaires, sinon plus, que les panneaux solaires.
Les ingénieurs connaissent depuis longtemps le potentiel de génération d'énergie du mouvement de l'eau. Cette idée est déjà mise en pratique dans des applications telles que les barrages hydroélectriques et les systèmes de collecte d'énergie houlomotrice, où le mouvement de l'eau génère de l'électricité.
Cependant, les efforts pour collecter l'énergie des gouttes de pluie ont été confrontés à un obstacle technique rendant le concept inefficace et peu pratique. En utilisant ce qu'on appelle un nanogénérateur triboélectrique (TENG), les ingénieurs peuvent collecter la petite mais mesurable quantité d'électricité générée par une goutte de pluie tombante. Comme on peut s'y attendre, la quantité d'énergie par goutte de pluie est extrêmement petite.
Dans des technologies comme les panneaux solaires, un problème similaire est surmonté en combinant une série de cellules solaires individuelles en un seul circuit, ce qui donne un panneau complet de cellules qui peuvent collecter une plus grande quantité d'énergie ensemble. Malheureusement, cela ne fonctionne tout simplement pas pour les cellules individuelles de collecte d'énergie de gouttes de pluie en raison d'un phénomène appelé "capacité de couplage" dont la conséquence est une perte de puissance trop importante d'une cellule à l'autre, rendant l'idée de construire un véritable panneau pluvial apparemment impossible.
Récemment, une équipe de chercheurs à l'École supérieure internationale de Shenzhen de Tsinghua a affirmé avoir trouvé une conception et une configuration qui réduisent considérablement le problème de la capacité de couplage et qui, selon eux, pourraient rendre les panneaux pluviaux de collecte d'énergie une réalité pratique.
Publié dans la revue iEnergy, le processus semble prometteur, offrant une nouvelle façon d'agencer les cellules individuelles en un réseau en série qui peut collecter et stocker l'énergie pour des utilisations pratiques. "Lorsque la goutte tombe sur la surface du panneau, appelée surface FEP, la goutte devient positivement chargée, et la surface FEP chargée négativement", explique le communiqué de presse annonçant la recherche.
"Après un long moment sur la surface, les charges sur la surface FEP s'accumuleront progressivement jusqu'à saturation", a déclaré le principal chercheur. "À ce stade, le taux de dissipation de la charge de surface du FEP est équilibré avec la quantité de charge générée par chaque impact de la goutte."
En fin de compte, l'équipe affirme avoir ciblé ce qu'ils pensent être le design le plus optimal pour faire des panneaux pluviaux une alternative pratique ou un complément aux panneaux solaires. Plus précisément, faire fonctionner les cellules individuelles indépendamment et trouver la bonne épaisseur de surface semble avoir suffisamment réduit la capacité de couplage pour rendre la collecte d'énergie à partir de panneaux pluviaux viable.
"La puissance de sortie maximale des générateurs en réseau de ponts est près de 5 fois supérieure à celle de l'énergie de pluie de grande surface conventionnelle de la même taille, atteignant 200 watts par mètre carré", a expliqué Li, "ce qui montre pleinement ses avantages en matière de collecte d'énergie de pluie de grande surface."