Il y a près de six ans, le futurologue Ray Kurzweil avait prédit que d'ici 20 ans, la technologie de l'énergie solaire évoluerait au point de pouvoir répondre à tous les besoins énergétiques mondiaux. Ses prévisions optimistes n'étaient pas exagérées étant donné que la quantité d'énergie reçue par la Terre en une heure suffirait à alimenter la vie des êtres humains pendant une année entière. Mais maintenant, même les partisans les plus ardents ne sont plus disposés à aider à subventionner cette vision autrefois brillante de l'avenir.
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En fin de compte, exploiter l’immense potentiel du soleil est une entreprise incroyablement capricieuse. Sur le plan géographique, seuls certains pays ont la chance de recevoir suffisamment de soleil toute l'année, alors que les conditions météorologiques défavorables se dispersent davantage et diluent ainsi la quantité d'énergie utilisable atteignant les systèmes de captage solaire en dessous. Plus important encore, le rendement théorique maximum de conversion des cellules photovoltaïques conventionnelles à base de silicium est d’environ 33, 7%, ce qui signifie que 33, 7% de toute la lumière solaire atteignant une cellule peut être convertie en électricité. En termes simples, la manière la plus optimale de produire de l’énergie solaire reste trop onéreuse pour être compétitive.
L'architecte allemand André Broessel, qui a longuement réfléchi à ces insuffisances, affirme avoir inventé un appareil modèle conçu pour contourner ces goulots d'étranglement. Fondamentalement, son concept Betaray n’est pas un changement radical par rapport aux autres technologies de panneaux, car il utilise également des cellules solaires pour capter la lumière du soleil. L'énergie, cependant, arrive sous la forme d'un faisceau dense en énergie qui est concentré jusqu'à 10 000 fois. Au-dessus du réseau miniature de cellules solaires se trouve un grand globe de verre rempli d'eau qui fonctionne comme une loupe pour focaliser la lumière présente dans toutes sortes de conditions moins qu'idéales, comme lorsque le ciel est nuageux ou que la seule lumière disponible est l'illumination de faible intensité réfléchie par la lune.
Broessel estime que la "lentille sphérique" transparente contribue à améliorer l'efficacité de 50% par an, tout en utilisant un agencement de cellules représentant moins de 25% de la surface des cellules en silicium trouvée dans la plupart des systèmes. "La plupart des aspects coûteux des systèmes solaires proviennent de la production de cellules, ce qui conduit également à une empreinte carbone élevée", a déclaré Broessel. "Et quand il fait mauvais temps, la production est équivalente à celle des cacahuètes, même si elles sont parfaitement placées."
Le Betaray utilise ce que Broessel appelle une fonction de suivi à deux axes pour surveiller la position du soleil qui change continuellement et s’ajuster en conséquence pour maximiser les entrées. Contrairement aux systèmes équipés de suiveurs solaires informatisés, souvent utilisés dans les grandes exploitations solaires, les prototypes qu’il a assemblés peuvent être utilisés à l’intérieur. Ils peuvent être installés le long du mur d’un bâtiment à la place des fenêtres, sachant qu’ils sont transparents à 99%.
Le dispositif est compatible avec l’ensemble des systèmes de cellules solaires existants, bien qu’il convienne particulièrement aux cellules solaires multijonctions à haute efficacité qui nécessitent également l’utilisation de lentilles de concentration pour fonctionner. Ces systèmes plus avancés offrent une efficacité de conversion de 43% avec une efficacité théorique maximale de plus de 70%. Selon M. Broessel, des tests internes ont déjà montré que le dernier modèle Betaray produit environ 150 watts par mètre carré perpendiculaire au soleil. Ce tarif est comparable à certains des systèmes PV les plus efficaces du marché.
Juris Kalejs, directeur de la technologie chez American Capital Energy, développeur de systèmes solaires, reconnaît que le concept de Broessel confère certains avantages, notamment pour les consommateurs à la recherche d'alternatives plus simples et plus polyvalentes, mais a exprimé un certain scepticisme. "C'est un système très délicat à fabriquer", a-t-il déclaré à Discovery News, "et vous devez le faire à grande échelle pour le rendre rentable."
(Crédit: Rawlemon) Broessel, cependant, n'est pas d'accord et affirme que Betaray peut être rentable compte tenu de la totalité des coûts de production, mais également des économies projetées sur la facture énergétique du propriétaire à long terme. Il souligne, par exemple, que la construction de l'appareil implique des «matériaux très basiques», tels que l'eau et le verre, qui coûtent moins cher que la fabrication de cellules photovoltaïques.
"Vous pouvez optimiser la conversion de la lumière en énergie toute l'année, même par mauvais temps", dit-il. "Ce n'est pas irréaliste de penser qu'en un an, cela peut doubler votre rendement énergétique."
Pour l'instant, Broessel espère collecter des fonds grâce à la vente d'un "gadget" anonyme encore en développement. Dans les trois ans à venir, il devrait disposer de suffisamment de fonds pour passer à la production avec le générateur d’énergie solaire sphérique. Mais c'est un objectif difficile, a-t-il trouvé.
"Toute l'Europe est au courant de mon projet", déclare Broessel. "J'ai un mois pour payer les droits de brevet, sinon le logiciel deviendra une source ouverte. Et d'ici là, tout le monde le saura."
