ESPCI web site
Les panneaux photovoltaïques pour couvrir les bâtiments sont à l’heure actuelle sous exploités. En effet, ils sont trop souvent vus uniquement comme une contrainte architecturale, déconnectée de l’intérieur du bâtiment et à usage « unique ». Des chercheurs de l’Université technologique d’Eindhoven, et de l’Institut des Matériaux Poreux de Paris ( ESPCI Paris - PSL, ENS-PSL, CNRS) ont exploré une nouvelle piste : un couplage entre ces panneaux photovoltaïques (PV) et une batterie thermique à base de MOFs (metal-organic frameworks) pour réguler l’environnement intérieur du bâtiment, et améliorer les performances des PVs. Leurs travaux ont été récemment publiés dans la revue Nano Energy.
Un des avantages majeurs d’utiliser des panneaux photovoltaïques pour alimenter le bâtiment sur lequel ils sont situés consiste justement à ne pas avoir de surcoût (financier et environnemental) lié au transport de l’énergie. Pourtant, trop peu sont aujourd’hui utilisés dans la construction des bâtiments modernes, en partie à cause de leur usage fonctionnel unique. Une équipe internationale a donc tenté une approche différente, afin d’intégrer ces panneaux solaires à un ensemble de fonctions permettant d’améliorer le confort du bâtiment. Les chercheurs ont créé une batterie thermique à base de MOFs, un matériau très absorbant, connectée aux panneaux solaires.
La nuit, la batterie absorbe l’humidité du bâtiment, pour un meilleur confort des occupants. La journée, la batterie va absorber la chaleur produite par les panneaux solaires, et les refroidir en produisant de la vapeur d’eau. Cerise sur le gâteau, ce processus permet d’augmenter l’efficacité des panneaux solaires d’environ 5%.
Après des tests en laboratoires, l’équipe a identifié le matériau poreux pour lesquels les performances du système sont les meilleures, enfin de le tester en extérieur.
Cette preuve de concept s’est avérée efficace, bien que certains paramètres puissent encore être améliorés.
L’équipe espère ainsi faire réfléchir à des solutions intégrées pour augmenter l’utilisation des PV dans les constructions modernes, voire inspirer de nouvelles manières de penser leur intégration. Plusieurs brevets ont d’ailleurs été déposés sur cette technologie.
Effrosyni Gkaniatsou, Bin Meng, Frédéric Cui, Roel Loonen, Farid Nouar, Christian Serre, Jan Hensen, Moisture-participating MOF thermal battery for heat reallocation between indoor environment and building-integrated photovoltaics, Nano Energy, Volume 87, 2021, 106224
https://doi.org/10.1016/j.nanoen.2021.106224
Contact : christian.serre@espci.psl.eu