Mais ces
panneaux ne présentent malheureusement pas une solution idéale, notamment parce
qu'ils doivent être installés en extérieur, dans des régions du monde chaudes
et souvent poussiéreuses. Et lorsque poussière, pollution et autres fientes
d'oiseaux se déposent sur les panneaux, leur efficacité peut s’en voir
drastiquement réduite et entraîner des pertes d'énergie considérables. Une
étude récente a révélé qu’il suffisait de deux semaines pour que certains
panneaux solaires des régions poussiéreuses accumulent jusqu’à 5 grammes de
poussières et de pollution. Et pour peu que les panneaux ne soient nettoyés
qu’un mois sur deux, ces couches peuvent entraîner des pertes d'énergie de 35%.
Ce problème
oblige souvent les propriétaires de panneaux solaires à les nettoyer
régulièrement, une tâche qui peut s'avérer délicate et fastidieuse. Certaines
innovations s’appliquent à trouver une issue résoudre ce problème : surfaces
autonettoyantes, drones, ventilation... Voici un petit panorama des solutions
les plus ingénieuses du moment :
Un groupe
de chercheurs britanniques de l'université de Warwick propose d’utiliser de l'air comprimé pour faire d'une pierre deux coups
: nettoyer les panneaux solaires tout en les refroidissant.
- Après avoir étudié, à l'aide d'un modèle
mathématique, la manière dont la poussière se colle à la surface des panneaux
solaires (et comment l'enlever à l’aide d’air pressurisé), leur solution
consiste à installer un réservoir d'air régulé par une vanne et un compresseur
– tous deux alimentés par les panneaux solaires – à même de pomper l'air à
travers une série de buses disposées à intervalles réguliers.
- Le flux d'air aspiré par les embouts
permet de refroidir le panneau et d'enlever la poussière, améliorant ainsi leur
rendement énergétique de 30 à 36 % selon les intervalles.
- Les chercheurs ont souligné
l’impossibilité de générer un flux d'air constant sur les panneaux, car les
coûts de production seraient alors supérieurs aux gains en efficacité.
- Leur solution est rentable, selon
eux, car tous les composants produits à faible coût.
Aux
États-Unis, des scientifiques de l'université de Washington ont quant à eux mis
au point une surface autonettoyante
pour panneaux solaires.
- Leur innovation consiste à placer le
panneau solaire sur un plateau vibrant et à l'équiper d’« Anisotropic Ratchet
Conveyors » (ARC), sortes de barreaux hydrophiles incurvés placés sur un fond
hydrophobe.
- Lors d’un test, les scientifiques
ont déposé à l’aide d’une pipette des gouttelettes d'eau sur un panneau solaire
sale. Les vibrations ont transporté les gouttelettes, jusqu’à atteindre les
zones à nettoyer. Les chercheurs affirment que les gouttelettes défient même la
gravité et sont en mesure de remonter une pente, à condition que le panneau
solaire soit incliné à un angle inférieur à 15 degrés.
- La force de tension de la surface du
panneau solaire, associée à la force de cisaillement hydrodynamique de l'eau,
permet aux gouttelettes d'éliminer les particules de poussière en glissant sur
le panneau.
Une autre
idée encore consiste à recourir à l’électrodynamique, afin d’empêcher les
particules de poussière de se poser sur les panneaux solaires. C'est l'approche
adoptée par Superclean Glass, une société fondée par Alexander Orlov,
professeur de science des matériaux et de génie chimique au College of
Engineering and Applied Science de l'université de Stony Brook, à New York.
- Superclean Glass a conçu un bouclier
électrodynamique, en instance de brevetage, qui repousse la poussière des
panneaux solaires. Grâce à des électrodes, cette technologie crée des champs
électriques qui balaient la poussière et les particules des panneaux solaires.
- La société affirme que la solution
pourrait permettre d'économiser jusqu'à 95% de l'énergie perdue par les
panneaux placés en extérieur dans des régions poussiéreuses, soit
potentiellement des millions de dollars d'économies.
- Superclean Glass affirme que son
système pourrait également permettre de faire l’impasse sur les milliards de
litres d’eau habituellement utilisés pour nettoyer les modules.
L’ŒIL D'ENGIE
L'innovation
CleanRight d'ENGIE aide les centrales électriques à concevoir la stratégie de
nettoyage la plus adaptée.
- En combinant capteurs de poussière
et algorithmes de pointe, CleanRight garde un œil sur les pertes causées par la
saleté, leur évolution et leur répartition dans la centrale.
- Grâce à ces informations, CleanRight
émet des recommandations sur quelles parties de la centrale nettoyer – et
quand. Les coûts sont ensuite évalués pour chaque fuite et opération de
nettoyage, tant d’un point de vue financier qu'écologique, dans un esprit de
minimisation des dépenses. Il formule également des suggestions sur la manière
de nettoyer chaque partie afin de réduire encore davantage les coûts de
nettoyage.
- ENGIE a calculé que les centrales
électriques économiseraient ainsi jusqu'à 200 000 dollars par an en améliorant
leurs systèmes de nettoyage, grâce à des décisions commerciales intelligentes
renforcées par CleanRight.
Mais les
inefficacités de nettoyage peuvent entraîner un gaspillage d'argent, de temps
et d'eau au-delà du secteur de l'énergie, et des stratégies améliorées peuvent
également profiter à un large éventail d'autres systèmes. C'est pour cette
raison que le ENGIE Lab CRIGEN Drones & Robots Lab a également développé
une solution innovante pour nettoyer l'éclairage urbain par le biais de drones.
- L’introduction de LED dans
l'éclairage urbain a permis de réduire considérablement le nombre d'opérations
de nettoyage de l'éclairage des villes, mais les lampes nécessitent toujours un
nettoyage important afin de respecter la réglementation en place et de
conserver la qualité de leur éclairage. Et, bien sûr, les lampadaires restent
difficiles d'accès et sujets à de lourdes opérations de nettoyage manuel.
- Le Drones & Robots Lab propose
un moyen plus efficace et moins coûteux d’effectuer ces opérations, grâce à une
plateforme robotique mobile autonome dotée d'un mât télescopique, lui-même
équipé d'une brosse de nettoyage motorisée. Grâce aux solutions matérielles et
logicielles développées par le Lab, l'innovation identifie et atteint les
lampadaires de façon autonome pour nettoyer l'éclairage urbain, que ce dernier
soit doté d’optiques plates, horizontales ou inclinées.
Au Chili, ENGIE a investi dans la société Inti-Tech et l'a accompagnée dans son processus d'amélioration continue et de positionnement sur le marché.
Inti-Tech offre désormais dans le monde entier une solution solide pour le nettoyage des panneaux solaires dans les installations centralisées et décentralisées. Sa solution "as a service" est composée de robots, automatisée, sans utilisation d'eau, gérée via Internet, et avec un fonctionnement à zéro émission. Compte tenu du nombre de centrales solaires aujourd'hui et dans un avenir proche, il est facile de voir l'importance stratégique de cette solution pour le secteur de l'énergie.