fr.wedoany.com Rapport : Une étude internationale dirigée par des scientifiques norvégiens a comparé les niveaux de contraintes induites par l'humidité subies par les panneaux photovoltaïques flottants (FPV) et ceux installés au sol (GPV) dans différentes conditions climatiques. L'équipe de recherche a utilisé des données météorologiques pluriannuelles provenant de sept plans d'eau intérieurs et de leurs zones terrestres adjacentes pour simuler la température des panneaux, l'humidité relative et la pénétration de l'humidité. Les résultats montrent que les contraintes induites par l'humidité à la surface de l'eau ne sont pas nécessairement plus sévères que sur terre, et que la zone climatique et les paramètres de conception du système peuvent avoir une influence plus importante.
L'étude couvre les lacs Stortjärn, Erssjön et Erken en Suède, le lac Almbergasjön en Norvège, le lac Washington aux États-Unis, le lac Harp au Canada et le lac Taupo en Nouvelle-Zélande. Les chercheurs ont analysé les données in situ de température de l'air, d'humidité relative, de vitesse du vent et de température de l'eau à chaque point de mesure, et les ont combinées avec les données d'irradiation ERA5. Ils ont utilisé le modèle de température photovoltaïque de Faiman pour simuler la température des panneaux et les conditions d'humidité, puis un modèle de diffusion tridimensionnel par éléments finis pour simuler le processus de pénétration de l'humidité dans des panneaux verre-verre et verre-dos sur une période de 25 ans. L'étude a également examiné l'influence de paramètres de conception tels que la hauteur d'installation des panneaux au-dessus de la surface de l'eau et l'efficacité du transfert thermique du système sur les contraintes induites par l'humidité.
L'auteur Nathan Roosloot a indiqué qu'il s'agit de la première étude comparant systématiquement les niveaux de contraintes induites par l'humidité entre les environnements aquatiques et terrestres dans différentes conditions climatiques, comblant ainsi une lacune dans les connaissances sur la dégradation induite par l'humidité des panneaux photovoltaïques flottants et leur comparaison avec les panneaux photovoltaïques au sol. Il a ajouté que ce type de recherche contribue à comprendre la fiabilité des panneaux photovoltaïques flottants et fournit une base scientifique pour l'élaboration de protocoles de test spécifiques et de normes de sélection des matériaux pour le photovoltaïque flottant.
Les résultats de simulation montrent que les températures ambiantes et les températures des panneaux sur l'eau et sur terre sont similaires, avec une différence moyenne absolue inférieure à 2 degrés Celsius ; l'humidité relative à la surface de l'eau peut être plus élevée ou plus faible que sur terre, avec une différence moyenne absolue pouvant atteindre 9 points de pourcentage selon les sites. Les fluctuations quotidiennes de température et d'humidité relative sur terre sont plus importantes que sur l'eau, ce que les chercheurs attribuent à l'effet stabilisateur des plans d'eau. En ce qui concerne la teneur en humidité interne, dans la plupart des cas, les panneaux photovoltaïques au sol présentent des valeurs plus élevées que les panneaux photovoltaïques flottants, avec une concentration moyenne pouvant être jusqu'à 37 % supérieure. La conception du système photovoltaïque flottant a un impact plus significatif sur la pénétration de l'humidité : les variations de la hauteur des panneaux au-dessus de la surface de l'eau peuvent modifier la concentration moyenne d'humidité jusqu'à 47 %, tandis que les différences d'efficacité du transfert thermique du système peuvent entraîner des variations allant jusqu'à 42 %.
Les chercheurs soulignent que les panneaux photovoltaïques flottants ne nécessitent pas toujours de conceptions ou de protocoles de test spéciaux pour une dégradation accrue induite par l'humidité. Cette étude montre également que les résultats de recherche sur la fiabilité du photovoltaïque flottant dépendent fortement de la zone climatique et de la conception du système, ce qui rend difficile le transfert des résultats de recherche entre différents systèmes photovoltaïques flottants et la définition de « l'environnement flottant » comme un concept unique.
Les résultats de cette recherche ont été publiés dans la revue « Solar Energy » sous le titre « Comparison of humidity-induced stress levels between floating and ground-mounted photovoltaics ». Les institutions participantes comprennent l'Institut norvégien de technologie énergétique (Institute for Energy Technology), l'Université d'Oslo (University of Oslo), l'Institut norvégien de recherche sur l'eau (Norwegian Institute for Water Research), le comté de King (King County) aux États-Unis, l'Université du Wisconsin-Madison (University of Wisconsin-Madison), le Macalester College, l'Université d'État de New York à Oneonta (State University of New York at Oneonta), l'Université d'Albany (University at Albany), l'Université suédoise des sciences agricoles (Swedish University of Agricultural Sciences), l'Université Victoria de Wellington (Victoria University of Wellington) en Nouvelle-Zélande, le ministère de l'Environnement, de la Conservation et des Parcs (Ministry of the Environment, Conservation and Parks) du Canada, l'Université Queen's (Queen's University), l'Université de la Saskatchewan (University of Saskatchewan) et la Fondation Edmund Mach (Edmund Mach Foundation) en Italie.
