Des scientifiques de l'Université des sciences et technologies de Chine (USTC) ont récemment mené des recherches approfondies sur le processus de formation de poussière et les méthodes de nettoyage à base d'eau des panneaux photovoltaïques, dans le but d'optimiser les stratégies de maintenance et d'améliorer la sécurité et l'efficacité des systèmes photovoltaïques. La recherche se concentre sur le photovoltaïque commercial et industriel, le photovoltaïque résidentiel et le photovoltaïque à grande échelle, avec un accent particulier sur la pollution par la poussière dans la région asiatique, en particulier en Chine.
L'équipe de recherche a examiné 250 articles pertinents publiés dans le monde entier en 2024 afin de fournir une analyse approfondie du mécanisme de formation de la poussière et du tartre. Ils ont constaté que la composition élémentaire, la taille des particules et la rugosité de surface de la poussière étaient des propriétés clés, et que ces propriétés, combinées à des facteurs environnementaux tels que l'humidité relative, la rosée et les précipitations selon les saisons et les environnements géographiques, formaient quatre types d'encrassement. Les chercheurs ont souligné que la formation de flocons de poussière a différents modes d'action, notamment l'adsorption-agglomération, la recristallisation, etc., et que différents types de flocons ont des exigences différentes pour les méthodes de nettoyage. Par exemple, les tartres formés de poussières minérales uniques ont peu d'adhérence et sont faciles à nettoyer, tandis que les tartres contenant des poussières biologiques et industrielles sont plus difficiles.
Pour relever efficacement ces défis, l'équipe de recherche a identifié des paramètres de nettoyage de l'eau tels que la pression de l'eau, le débit et l'angle de diffusion, et a analysé la relation de correspondance entre ces paramètres et les types, sources et caractéristiques de poussière. Ils ont constaté que pour les écailles empilées localement, les écailles insulaires et les écailles lamellaires de sillon, un impact plus important était nécessaire pour éliminer efficacement ; Pour les écailles de poussière de faible épaisseur, la zone couverte par l'écoulement de l'eau doit être prise en compte. De plus, la poussière des déserts, des villes et des zones côtières peut former des « bandes de boue » qui réduisent encore l'efficacité photovoltaïque et augmentent les risques thermiques. Des études ont montré qu'en Asie, où l'efficacité photovoltaïque est perdue jusqu'à 7,84 % par semaine en raison de la pollution par la poussière, c'est l'une des régions les plus touchées.
En réponse à ces problèmes, l'équipe de recherche a proposé des stratégies pour optimiser les méthodes de nettoyage à base d'eau. Ils soulignent que le nettoyage à l'eau sous pression peut améliorer l'efficacité de la production d'énergie de 10,4 % en moyenne, et que le nettoyage hebdomadaire des panneaux photovoltaïques avec de l'eau est efficace pour éliminer la pollution par la poussière. En même temps, ils fournissent également des données de référence sur la consommation d'eau minimale et moyenne du nettoyage à l'eau, ce qui fournit une base scientifique pour une application pratique.