Panneau photovoltaique a concentration

Dans un module solaire photovoltaïque, le composant le plus cher est, de loin, la cellule photovoltaïque. En intercalant un dispositif concentrateur entre le soleil et la cellule, on peut utiliser une surface de cellule beaucoup plus petite, et ainsi utiliser des cellules à rendement très supérieur, avec des valeurs oscillant typiquement entre 30 et 40 % (et qui, à moyen terme, dépasseront les 50 %). On obtient alors un panneau photovoltaïque à concentration, ou simplement panneau à concentration.

La concentration est obtenue par un système de miroirs paraboliques ou de lentilles de Fresnel, comme sur les phares d'automobiles. Le rapport de concentration peut atteindre voire dépasser 1000 (le record étant détenu par la société Sunrgi avec une valeur de 1600).

Il faut que la lumière concentrée tombe bien sur la cellule, et non à coté : un tel panneau ne fonctionne correctement qu'avec un dispositif de "tracking" (héliostat), pour rester en permanence perpendiculaire aux rayons du soleil. Favorable au rendement (il augmente la production d'environ la moitié sur une journée), ce type de dispositif a l'inconvénient d'accroître la complexité et la maintenance.

Il faut ensuite évacuer la chaleur excessive, préjudiciable au rendement des cellules et surtout à leur durée de vie: sans dispositf de refroidissement, ces dernières fondraient.

Enfin, ces modules plus complexes sont plus fragiles, plus délicats à transporter et à monter.

Globalement, si le rendement est environ deux à trois fois supérieur à celui d'un module plat classique, toutes ces contraintes ont aussi un coût, de sorte que les modules classiques dominent toujours le marché.

Différents constructeurs proposent ce type d'appareil : Sol3G en Espagne, Pyron Solar et Sunrgi en Californie, Solar Systems en Australie (cette dernière construit actuellement une centrale photovoltaique de 154 MW).

Pour calculer la puissance de ces appareils, il faut utiliser les données concernant l'intensité de la lumière directe qui arrive à la surface du sol. Cette intensité varie en fonction de la latitude.

Par exemple, à Lyon, la valeur moyenne basée sur 10 ans d'observations effectuées par la NASA est de 3,42 kWh/m²/jour (soit une puissance moyenne de 285 W/m²).

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