Réduction de la consommation d’énergie utilisation de l’énergie photovoltaïque
Le refroidissement passif de jour est une solution prometteuse pour réduire la consommation d’énergie de manière durable. Il empêche les bâtiments d’être chauffés par le rayonnement solaire et libère la chaleur stockée sans nécessiter d’énergie extérieure.
Des chercheurs de l’Université de Bayreuth ont mis au point un système de test qui caractérise et compare avec précision les matériaux utilisés pour le refroidissement passif, quelles que soient les conditions météorologiques et ambiantes. La méthode de mesure décrite dans Cell Reports Physical Science est la première étape vers un système de test standardisé applicable à l’échelle mondiale pour comparer des matériaux de refroidissement haute performance.
« L’augmentation de la consommation mondiale de combustibles fossiles continue de contribuer au réchauffement climatique et est un facteur majeur du réchauffement de nos villes. L’utilisation de matériaux de refroidissement passifs pour refroidir les bâtiments tout au long de la journée a le potentiel de devenir une méthode efficace d’économie d’énergie.
En conséquence, plusieurs matériaux et classes de matériaux technologiquement intrigants ont été produits pour la dissipation de la chaleur, mais il reste difficile de mesurer et de comparer avec précision leurs performances. La configuration de laboratoire que nous avons créée aide à surmonter cet obstacle.
Quelle que soit la météo, ce système de test contribue de manière significative à la caractérisation des matériaux de refroidissement existants et à la conception de nouveaux matériaux », explique le professeur Markus Retsch, chef de projet et titulaire de la chaire de chimie physique I à l’Université de Bayreuth.
Le système de test en laboratoire simule les paramètres les plus influents sur les performances de refroidissement passif.
Les composants essentiels comprennent un simulateur solaire, un dôme en aluminium refroidi à l’azote liquide qui absorbe le rayonnement thermique, un filtre qui ne laisse passer que les rayons lumineux de longueurs d’onde spécifiées et un flux de gaz chauffable qui peut être utilisé pour régler une température ambiante spécifique.
Cela permet une simulation minuscule de l’intensité du rayonnement solaire, des températures agissant sur les matériaux de refroidissement et d’autres facteurs environnementaux. En plein air, ces variables sont volatiles et ne peuvent pas être régulées, mais dans le nouveau système de mesure de Bayreuth, elles peuvent être ajustées avec précision.
Par conséquent, les résultats des tests sont reproductibles à tout moment, indépendamment de l’emplacement, du climat ou de l’heure de la journée. C’est la seule approche permettant de caractériser et de comparer avec précision les propriétés et le comportement des matériaux de refroidissement dans des conditions identiques. La configuration de mesure est fiable, rentable et facilement reproductible sans effort technique excessif.
Les scientifiques de Bayreuth ont prouvé les performances et la fiabilité exceptionnelles du système de test sur trois matériaux distincts: un miroir en argent (Ag), un revêtement en polydiméthylsiloxane (PDMS) appliqué sur de l’argent et une plaquette de silicium recouverte de graphite. Ce faisant, ils ont évalué non seulement les propriétés de chauffage et de refroidissement des matériaux, mais aussi leur efficacité de refroidissement.
« Notre configuration de test est la première étape vers des comparaisons de performances standardisées de matériaux de refroidissement qui ont été produits dans le monde entier dans des conditions climatiques et météorologiques très variées.
Un tel système de test est une condition préalable cruciale pour que le refroidissement passif devienne une technologie applicable dans le monde entier pour réduire la consommation d’énergie d’une quantité substantielle », explique le Dr Qimeng Song, auteur principal de l’étude et post-doctorant dans le groupe de recherche du professeur Markus Retsch.
Le gestionnaire de réseau espagnol Red Eléctrica de Espaa (REE) a déclaré le 14 septembre que la capacité photovoltaïque à grande échelle de l’Espagne avait dépassé 17 142 MW. Cela implique que l’énergie solaire a maintenant dépassé l’hydroélectricité, qui occupait auparavant la troisième place avec 17 094 MW. Cependant, le photovoltaïque est toujours derrière l’énergie éolienne et les centrales à cycle combiné, avec respectivement 29 512 MW et 26 250 MW.
