Panneaux solaires résistants à la chaleur et au climat – Nos solutions
Les pays du monde entier s’efforcent, dans leurs plans nationaux, de remplacer une grande partie de l’électricité produite par des combustibles traditionnels par une source d’énergie renouvelable, en tête de laquelle se trouve l’énergie solaire, ce qui nécessite l’installation de plus en plus de panneaux solaires.
Alors que le rythme d’installation des panneaux sur les toits des maisons et dans les fermes s’accélère, le monde se réchauffe et le climat devient de plus en plus extrême, exposant ces panneaux au risque de dégradation, selon une étude australienne publiée dans la revue « Progress in Photovoltaics: Research and Applications ».
Les chercheurs de l’Université de Nouvelle-Galles du Sud en Australie ont conclu, après avoir comparé l’efficacité des panneaux solaires dans différentes régions australiennes, que les panneaux solaires se détériorent plus rapidement dans le nord de l’Australie chaud et humide, tandis qu’ils performaient mieux dans les régions intérieures désertiques et les climats plus modérés du sud.
Les raisons de la dégradation des panneaux solaires
La technologie dominante de l’énergie solaire est actuellement le « silicium », et les modules en silicium se dégradent en raison de contraintes environnementales, de variations de tension et de contraintes mécaniques, les plaquettes de silicium étant rigides et très fragiles, l’humidité, les rayons ultraviolets et la température étant les principales causes de dommages.
Les conditions les plus chaudes et humides, exacerbées par le changement climatique, accélèrent la dégradation et la détérioration des panneaux solaires.
Ces conditions peuvent accélérer la détérioration des panneaux solaires de quatre manières, selon l’étude :
- Le pelliculage : la chaleur et l’humidité peuvent entraîner la perte des liaisons entre les différentes couches de la cellule solaire
- La protection à changement de couleur : une exposition excessive au soleil et une humidité excessive peuvent endommager ou changer la couleur de l’emballage, un polymère utilisé pour lier les différentes couches à l’intérieur de la cellule solaire
- La corrosion par bande : si le temps est plus humide plus souvent, il augmente les chances d’accumulation d’humidité et démarre la corrosion des connexions de bande interne de la cellule
- La défaillance du circuit interne : les cellules solaires sont soumises à des fluctuations régulières de température quotidiennes et saisonnières, et ces variations de température au fil du temps peuvent entraîner la défaillance des circuits.
L’impact du changement climatique
Face aux scénarios d’émissions élevées et faibles établis par le Groupe d’experts intergouvernemental sur l’évolution du climat, l’étude prévoit que, appliqué à l’Australie, les taux de détérioration augmenteront partout jusqu’en 2059.
En raison de cela, les fermes solaires pourraient être capables de produire moins d’énergie et pourraient être contraintes de remplacer les panneaux en raison de leur défaillance fréquente. En moyenne, cela signifie une perte d’environ 8,5% de la production uniquement en raison de la détérioration supplémentaire d’ici 2059. Dans le scénario d’émissions élevées, cela signifie que le coût de l’énergie pourrait augmenter de 10 à 12%.
Que faire?
Étant donné que la chaleur est la principale cause de la dégradation des panneaux solaires, avec une augmentation des températures mondiales, il est impératif de considérer le risque de dégradation lors de l’achat de panneaux solaires.
La chercheuse principale de l’étude, Shokla Boudar, de l’Université de Nouvelle-Galles du Sud, souligne dans un article publié sur « The Conversation » que très peu de développeurs d’énergie solaire prennent actuellement en compte le changement climatique lorsqu’ils achètent leurs panneaux, et ils devraient être plus prudents, en particulier dans les régions humides, lors du choix d’un nouvel emplacement pour une ferme solaire, pour s’assurer que leurs unités ont moins de risques de défaillance en raison de la détérioration.
Pour résoudre le problème dès la fabrication, il faudra intégrer de nouvelles méthodes de refroidissement des panneaux et améliorer les matériaux utilisés, ainsi qu’améliorer les processus de fabrication et les matériaux pour éviter l’accumulation d’humidité à l’intérieur des panneaux.
La maintenance prédictive: une réponse urgente
En attendant les interventions industrielles pour développer les panneaux solaires en silicium ou rechercher d’autres matériaux, le professeur d’énergies renouvelables à l’Université de Zagazig en Égypte, Jamal Alm al-Din, recommande une action immédiate: la maintenance prédictive.
Ce type de maintenance implique des inspections régulières et des analyses de performance pour détecter précocement les éventuels problèmes, évitant ainsi la détérioration accélérée des panneaux solaires, permettant des réparations ou des remplacements en temps opportun pour prolonger la durée de vie des panneaux solaires autant que possible.