Un ballon équipé de cellules solaires pourrait générer une énergie portable et rapide.
Des chercheurs chinois et suédois ont créé un système de ballon générant de l’énergie solaire qui pourrait fournir de l’électricité d’urgence.
Système d’énergie solaire par ballon de Cool Earth Solar. Vidéo utilisée avec la permission de Sandia National Laboratories
Le système photovoltaïque intégré au ballon (BIPVS) pourrait être lancé pour fournir une puissance temporaire après une catastrophe naturelle, un accident, ou toute situation nécessitant une énergie rapide. Bien qu’il ne fonctionne pas dans toutes les conditions, ce concept pourrait devenir une option pour un micro-réseau facile à déployer.
Comment un ballon équipé de panneaux solaires peut-il aider dans les situations d’urgence énergétique ? Adapté d’images utilisées avec la permission de Canva
Comment ça fonctionne
Une combinaison d’air chaud et d’hélium soulève le ballon à basse altitude, qui est attaché par quatre câbles et relié à un enrouleur de corde. Une vanne d’échappement permet de contrôler le gaz et la hauteur du ballon. La moitié supérieure est fabriquée à partir d’un matériau transparent fin conçu pour capturer et concentrer le rayonnement solaire. La partie inférieure contient des cellules solaires à film mince en tellurure de cadmium, qui absorbent la lumière mieux que le silicium et d’autres photovoltaïques. Les chercheurs affirment une efficacité de 19 %.
La partie supérieure du ballon protège également les cellules solaires de la pluie, de la grêle et de la neige. Si les conditions météorologiques deviennent sévères, la vanne d’échappement s’active automatiquement et dégonfle le ballon.
Les chercheurs ont effectué plusieurs tests physiques et utilisé des simulations pour prédire les performances du BIPVS dans cinq grandes villes du monde. La production mensuelle moyenne était comprise entre 3,5 et 4 GWh d’électricité.
Processus du système BIPVS. Image utilisée avec la permission de Zhang et al.
Avantages de l’énergie par ballon
Le BIPVS peut être dégonflé pour un rangement et une portabilité faciles. Cela le rend idéal pour une utilisation après des catastrophes naturelles ou dans des zones reculées lorsqu’une énergie d’urgence est requise. Le ballon peut être lancé suffisamment haut pour éviter l’ombre des bâtiments, des arbres ou d’autres obstacles.
À l’instar de toutes les innovations, l’empreinte du système est réduite, ce qui permet de l’utiliser sur la plupart des types de terrain. Si nécessaire, plusieurs ballons peuvent être utilisés ensemble pour augmenter la puissance.
Dans une étude dans la revue Energy, les chercheurs ont rapporté que le BIPVS pourrait produire entre 480 et 700 GWh au cours de son cycle de vie et réduire les émissions de gaz à effet de serre de 696 kg par kWh d’électricité produite.
Autres dispositifs solaires par ballon
Les chercheurs ne sont pas les premiers à proposer un système photovoltaïque basé sur un ballon. En 2009, Cool Earth Solar, basé en Californie, a conçu des ballons recouverts de métal avec une cellule solaire au centre. L’entreprise a recouvert la moitié du ballon d’aluminium. L’autre moitié est restée transparente, créant un effet miroir. Les ballons mesuraient environ 2,5 mètres de diamètre.
En 2013, Cool Earth Solar est passée à un cylindre en plastique fin gonflé à l’hélium ou à l’hydrogène. L’entreprise s’est associée à Sandia National Laboratories pour tester le système. Cependant, à cette époque, les chercheurs n’avaient pas encore trouvé de méthode pour transmettre l’électricité du ballon à une station au sol.
Cool Earth Solar ne commercialise pas actuellement de systèmes photovoltaïques basés sur des ballons.
Le besoin d’énergie solaire portable
Les micro-réseaux solaires peuvent fournir une énergie rapide et à la demande pendant de longues coupures d’électricité suite à des catastrophes naturelles. Après que l’ouragan Helene a laissé les habitants de la Caroline du Nord sans électricité pendant des semaines, de nombreuses personnes ont utilisé des micro-réseaux solaires d’urgence avec des panneaux photovoltaïques et des onduleurs. D’autres ont utilisé des systèmes de génération solaire mobiles montés sur des remorques et des camions.
Système PV mobile. Image utilisée avec la permission de Wikimedia Commons
Les camps militaires temporaires peuvent également utiliser des micro-réseaux photovoltaïques avec des batteries de stockage.