Des scientifiques de l’université égyptienne de Benha, la capitale du gouvernorat de Qalyubiya en Égypte, ont récemment proposé une technique de refroidissement actif des panneaux photovoltaïques (PV) basée sur l’utilisation de l’eau et d’un mélange d’oxyde d’aluminium (Al2O3) et de chlorure de calcium hexahydraté (CaCl2H12O6), un matériau à changement de phase.
En Égypte, des scientifiques de l’université de Benha, la capitale du gouvernorat de Qalyubiya, ont découvert une nouvelle technique de refroidissement actif des panneaux photovoltaïques. Elle est basée sur l’utilisation de l’eau et d’un mélange d’oxyde d’aluminium (Al2O3) et de chlorure de calcium hexahydraté (CaCl2H12O6), un matériau à changement de phase (MCP). Les matériaux à changement de phases – des composés qui peuvent stocker de l’énergie thermique et aider à stabiliser la température – peuvent absorber ou libérer de grandes quantités de chaleur « latente » lorsqu’ils subissent un changement de leur état physique, comme lors de la fusion et de la congélation.
Avant de faire cette découverte, l’équipe de recherche de Benha a appliqué divers mélanges de leurs réfrigérants actifs à un panneau photovoltaïque polycristallin de 50 W et a comparé les performances pendant les mois d’été au Caire, la capitale de l’Égypte, avec celles d’un panneau non traité. Selon les résultats de la recherche, une performance optimale a été observée avec une solution composée de 75 % d’eau et de 25 % d’Al2O3/MCP.
Le système comprenait l’utilisation d’un groupe de refroidissement, d’une pompe à courant continu, de vannes, d’un débitmètre d’eau et de tuyaux de raccordement. Des canaux en aluminium ont été fabriqués pour l’eau et le mélange Al2O3/MCP. Ceux-ci ont ensuite été placés sous les deux panneaux solaires, qui ont été réglés au sud et orientés à 30 degrés de l’horizontale.
La technique utilisée par les scientifiques
Le mélange MCP a été chauffé jusqu’au point de fusion pour former un liquide. Des nanoparticules d’Al2O3 ont ensuite été ajoutées dans les canaux d’aluminium. Selon les scientifiques de l’université de Benha, la dispersion des particules dans le liquide MCP a été effectuée à l’aide d’un bain agitateur avec quatre concentrations massiques différentes. Après cette étape, les chercheurs ont enregistré le courant et la tension du photovoltaïque, les températures de surface des panneaux avant et arrière, les températures d’entrée et de sortie de l’eau, l’irradiation solaire, la température de l’ampoule sèche à l’air ambiant et la vitesse du vent. « L’application du système de refroidissement, qu’il utilise de l’eau et/ou le mélange Al2O3/MCP, permet une baisse sensible de la température des cellules par rapport au panneau non refroidi », explique l’équipe de scientifiques.
Une technique similaire, utilisant l’eutectique CaCl2.6H2O-Fe3Cl2.6H2O comme matériau à changement de phase, a récemment été proposée par des scientifiques de l’Institut d’ingénierie et de technologie KPR et du Collège national d’ingénierie en Inde.
Inès Magoum
