Le refroidissement radioactif photovoltaïque (PV-RC) est une technologie hybride émergente qui combine l’énergie solaire photovoltaïque et le refroidissement radioactif pour produire de l’électricité et refroidir des locaux de manière durable. Cette technologie a attiré l’attention ces dernières années en tant que méthode prometteuse pour répondre à la demande croissante d’énergie et réduire les émissions de gaz à effet de serre.

Les systèmes PV-RC utilisent des panneaux solaires pour produire de l’électricité, tout en tirant parti du refroidissement radioactif pour dissiper passivement la chaleur dans l’espace. Ce processus crée une différence de température qui peut être utilisée pour des applications de refroidissement sans avoir recours à des climatiseurs gourmands en énergie. L’électricité solaire et les effets de refroidissement se produisent simultanément, ce qui constitue un moyen efficace et renouvelable de répondre aux besoins en électricité et en refroidissement. Contrairement aux climatiseurs traditionnels qui nécessitent beaucoup d’électricité, les systèmes PV-RC peuvent fournir un refroidissement par rejet passif de la chaleur radiative. Cela fait du PV-RC une technologie potentiellement transformatrice pour réduire la consommation d’électricité dans les bâtiments par temps chaud. Si le développement et l’adoption de cette technologie se poursuivent, le PV-RC pourrait jouer un rôle majeur dans la transition vers une économie d’énergie propre alimentée par des sources renouvelables.

Fonctionnement du refroidissement PV-radioactif : la source qui remplacera l’énergie nucléaire

Le système hybride de refroidissement PV-radioactif associe des cellules photovoltaïques à la technologie de refroidissement radioactif pour fournir de l’électricité renouvelable ainsi qu’un refroidissement passif. Les cellules photovoltaïques produisent de l’électricité à partir de la lumière du soleil, comme dans les panneaux solaires traditionnels. Cette électricité peut être utilisée pour alimenter des appareils et même renvoyer l’énergie excédentaire.

Le refroidissement radioactif utilise l’atmosphère comme puits de chaleur pour refroidir les surfaces. Un filtre optique spécialisé est conçu pour réfléchir la lumière du soleil tout en permettant à la chaleur de la surface de se propager efficacement dans l’espace sous forme de rayonnement infrarouge, abaissant ainsi la température de manière passive. Les deux technologies fonctionnent en tandem : les cellules photovoltaïques produisent de l’énergie propre à partir du rayonnement solaire, tandis que le système de refroidissement radioactif exploite le rayonnement infrarouge pour refroidir les cellules photovoltaïques et les surfaces environnantes dans l’air ambiant. Le système hybride vise à fournir de l’électricité durable avec un refroidissement passif et économe en énergie. Les scientifiques du MIT ont mis au point une nouvelle approche photonique pour améliorer les performances du refroidissement radioactif de jour. Leur conception utilise un élément optique métagrant qui émet sélectivement dans l’espace un rayonnement thermique dans l’infrarouge moyen. Cela permet d’obtenir des capacités de refroidissement passif plus efficaces pendant 24 heures.

Des percées récentes qui suscitent l’optimisme à l’égard de cette nouvelle énergie

Ces dernières années, des chercheurs du monde entier ont réalisé des progrès et des percées significatifs dans le domaine du refroidissement radioactif photovoltaïque. En 2021, des scientifiques de l’université de Stanford ont mis au point un système hybride fin et léger capable de fournir simultanément de l’électricité et du froid.

Ce système en effet, combine des cellules photovoltaïques à bande interdite étroite et un système de refroidissement par rayonnement en un seul dispositif. Il a pu fournir de l’électricité avec un rendement de plus de 20 % tout en refroidissant passivement jusqu’à environ 20 °C de moins que la température de l’air ambiant. Des chercheurs de l’université du Colorado à Boulder ont progressé dans l’amélioration de l’efficacité des dispositifs de refroidissement radioactif. Leur approche de conception nano-photonique a permis d’augmenter les performances de 25 % par rapport aux prototypes de refroidissement radioactif précédents. La technologie se rapproche ainsi de la viabilité commerciale. Ces percées démontrent les progrès rapides des conceptions et des capacités de refroidissement radioactif photovoltaïque. La recherche dans ce domaine libère le potentiel de cette technologie pour fournir de l’électricité durable ainsi qu’un refroidissement efficace et rentable.