fr.wedoany.com Rapport : Une étude de mesure sur le terrain menée par une équipe de recherche de l'Université du Texas à El Paso (UTEP) montre que les panneaux solaires situés près du champ de dunes de gypse blanc d'Alamogordo, au Nouveau-Mexique, n'ont subi qu'une perte de puissance due à l'encrassement très faible, comprise entre 2 % et 3 %, après 22 événements distincts de transport de sable. Les résultats de cette étude ont été publiés dans la revue Atmosphere.
L'étude indique que les vents dominants du sud au sud-ouest et les rafales à grande vitesse dans cette région soufflent directement sur le champ photovoltaïque, créant un mécanisme de nettoyage passif efficace. Ce processus naturel élimine continuellement les grosses particules et remet en suspension les fines particules à la surface des modules, éliminant ainsi le besoin d'un nettoyage manuel fréquent et intensif en main-d'œuvre, ce qui peut permettre aux développeurs régionaux de réaliser d'importantes économies sur les coûts d'exploitation et de maintenance à long terme.
Cette enquête de terrain a été menée à l'Installation nationale de recherche sur le dessalement des eaux souterraines salines (BGNDRF) du Bureau of Reclamation des États-Unis, située dans le nord du désert de Chihuahua, et a évalué des modules photovoltaïques en silicium monocristallin (m-Si) fonctionnant dans des conditions environnementales réelles. Les scientifiques ont utilisé l'analyse par diffraction des rayons X sur poudre (PXRD) pour analyser les matériaux prélevés directement sur le verre des modules et ont découvert des variations saisonnières significatives sur le plan minéralogique.
Les résultats de l'analyse montrent qu'en automne, le quartz domine dans la poussière, avec une concentration supérieure à 76 % ; au printemps, la calcite devient le composant principal, représentant 48 % à 60 % de la masse. Les échantillons collectés par la méthode d'extraction à sec contiennent une grande quantité de gypse, entre 23 % et 49 %, confirmant le transport atmosphérique direct des poussières minérales provenant du parc national voisin de White Sands.
L'étude souligne que, comparée aux sols désertiques sombres standard, la poussière de gypse a des propriétés d'absorption lumineuse plus faibles et une capacité de diffusion lumineuse plus élevée. Par conséquent, la composition unique de la poussière recouvrant les installations réduit structurellement l'effet d'atténuation du transport du rayonnement solaire attendu. L'équipe de l'UTEP a analysé les données météorologiques de l'aéroport voisin pour isoler l'impact de la dynamique du vent sur le taux d'accumulation de poussière (DAR). Au printemps, où les vents sont plus forts, 10 événements de poussière ont été enregistrés, avec une vitesse moyenne du vent augmentée à 3,9 m/s, et le taux d'accumulation de poussière n'a augmenté que de 20 % par rapport à l'automne, où les vents sont plus faibles (seulement 3 événements).
Les chercheurs attribuent cet écart disproportionné à l'alignement de la direction du vent. Les événements régionaux de transport de sable sont provoqués par des courants d'air du sud-ouest au sud avec une vitesse moyenne de 12 m/s, avec des rafales de pointe atteignant 26,2 m/s ; ces vecteurs frappent directement la face avant orientée au sud du champ photovoltaïque. Les rafales à haute énergie cisaillent systématiquement les grains de sable, assurant un nettoyage environnemental continu. De plus, cette dynamique de nettoyage par le vent nécessite très peu d'aide des précipitations ; un cumul de seulement 2,2 mm/h de pluie légère a été totalement suffisant pour emporter les particules résiduelles et restaurer les performances électriques des modules.
Alors que la capacité installée solaire domine le réseau électrique moderne (représentant récemment environ 77 % du déploiement mondial des énergies renouvelables), les coûts liés à l'encrassement augmentent de façon exponentielle. Les données sectorielles citées dans l'étude prévoient que les pertes liées à la poussière à l'échelle nationale se situent entre 4,2 et 7,3 milliards de dollars par an, soulignant l'importance des investissements en exploitation et maintenance pour la rentabilité des projets à l'échelle des services publics. L'équipe de recherche de l'UTEP indique que, bien que la faible atténuation observée de 2 à 3 % fasse du sud du Nouveau-Mexique un point chaud privilégié pour les investissements photovoltaïques nécessitant peu d'entretien, les gestionnaires d'actifs doivent encore prendre en compte les variables locales. Les auteurs recommandent d'étendre la surveillance pluriannuelle pour suivre l'impact des changements dans les régimes de vent pendant la saison de la mousson estivale, car des changements dans la direction du vent pourraient déclencher des sources alternatives de poussière et modifier les exigences de nettoyage.
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