Pourquoi le pollen reste un frein à l’énergie solaire ?

Une nouvelle étude met en lumière un obstacle inattendu à l’efficacité des panneaux solaires : le pollen. Malgré les pluies régulières, le pollen semble résister et affecter la performance des panneaux solaires. Découvrons ensemble les détails de cette recherche.

Une pluie abondante peut emporter bien des choses, mais il semble qu’elle ne suffise pas à nettoyer le pollen des panneaux solaires. C’est la conclusion à laquelle sont parvenus des chercheurs qui ont étudié les effets du pollen sur la performance de cinq centrales solaires à grande échelle en Caroline du Nord.

Les scientifiques, dirigés par une équipe du Laboratoire national d’énergie renouvelable (NREL) du Département américain de l’énergie, ont constaté que la prolifération du pollen printanier qui recouvrait les panneaux solaires réduisait la performance de la technologie sur chaque site.

La pluie a pu éliminer une partie du pollen, mais pas suffisamment pour ramener les performances photovoltaïques (PV) à leur niveau initial.

Des résultats surprenants malgré les pluies régulières

« Il reste encore beaucoup de travail à faire pour comprendre pleinement les risques et les implications du pollen et de l’encrassement biologique dans le sud-est des États-Unis, mais ce travail a clairement montré que les pluies régulières ne suffisent pas à supposer que les centrales solaires sont entièrement nettoyées dans certains environnements », a indiqué Matthew Muller, ingénieur de recherche au sein du groupe Performance et Fiabilité PV du NREL et co-auteur d’un nouvel article décrivant le problème du pollen.

L’encrassement, un problème persistant

L’encrassement, qui se produit lorsque la poussière, le pollen ou d’autres éléments empêchent la lumière d’atteindre les cellules solaires, est devenu un problème persistant, tant en termes de performance PV que de revenus réalisés pour les exploitants de centrales solaires. L’ampleur du problème d’encrassement dépend des conditions locales et du climat.

Des recherches antérieures ont estimé les pertes dues à l’encrassement dans des lieux arides et semi-arides, mais pas dans des lieux plus pluvieux où le pollen pose problème, comme dans le sud-est des États-Unis.

Des pertes de performance significatives

Matthew Muller, qui a étudié en profondeur le problème de l’encrassement, et ses collègues ont mesuré les effets des centrales solaires à grande échelle situées dans quatre comtés de Caroline du Nord.

Leurs résultats ont contredit une hypothèse courante selon laquelle des pluies fréquentes entraîneraient des impacts d’encrassement négligeables. Au contraire, ils ont constaté que la performance des panneaux solaires diminuait jusqu’à 15% pendant la saison de pointe du pollen, la plupart des pollens provenant des cyprès, genévriers, pins et chênes.

Bien que ces pertes soient maximales, les données suggèrent qu’en l’absence de nettoyage planifié, les pertes de production annuelles peuvent être de l’ordre de 10%.

L’importance du nettoyage planifié

Les centrales solaires étaient toutes en fonctionnement depuis plus de sept ans au moment de l’analyse, sans aucun nettoyage manuel effectué. Solar Unsoiled, en collaboration avec le propriétaire du système, a mesuré des augmentations de performance de 5% à 11%, suite à un nettoyage mécanique à la brosse humide.

Les chercheurs ont noté dans leur article qu’ils s’attendaient à ce que les pertes dues à l’encrassement soient minimes en raison d’une pluviométrie moyenne relativement élevée et de courtes périodes de sécheresse, mais les pertes étaient plus élevées que prévu. Même après la fin de la saison du pollen, la performance des panneaux solaires n’est pas revenue à leurs niveaux «nettoyés» précédents malgré les pluies fréquentes.

Les résultats ont confirmé que le potentiel d’encrassement doit être soigneusement examiné dans les régions à pluviométrie fréquente et qu’un nettoyage planifié peut être nécessaire pour éviter de grandes pertes financières et une sous-performance du système.

Suite à ce travail, le NREL et Solar Unsoiled prévoient une étude pour approfondir les mécanismes et les risques associés au pollen et à l’encrassement biologique dans le sud-est des États-Unis.

En synthèse

Cette étude révèle que le pollen peut avoir un impact significatif sur la performance des panneaux solaires, même dans les régions où les pluies sont fréquentes. Les pertes de performance peuvent atteindre jusqu’à 15% pendant la saison de pointe du pollen, et les pertes de production annuelles peuvent être de l’ordre de 10% sans nettoyage planifié. Ces résultats soulignent l’importance d’un nettoyage régulier des panneaux solaires pour maintenir leur efficacité, même dans les régions à forte pluviométrie.

Pour une meilleure compréhension

Qu’est-ce que l’encrassement ?

L’encrassement se produit lorsque la poussière, le pollen ou d’autres éléments empêchent la lumière d’atteindre les cellules solaires, ce qui peut réduire leur performance.

Quel est l’impact du pollen sur les panneaux solaires ?

Le pollen peut réduire la performance des panneaux solaires jusqu’à 15% pendant la saison de pointe du pollen, et les pertes de production annuelles peuvent être de l’ordre de 10% sans nettoyage planifié.

La pluie peut-elle nettoyer le pollen des panneaux solaires ?

La pluie peut éliminer une partie du pollen, mais pas suffisamment pour ramener les performances des panneaux solaires à leur niveau initial.

Quelle est la solution à ce problème ?

Un nettoyage régulier des panneaux solaires peut être nécessaire pour maintenir leur efficacité, même dans les régions à forte pluviométrie.

Quelles sont les prochaines étapes de la recherche ?

Le NREL et Solar Unsoiled prévoient une étude pour approfondir les mécanismes et les risques associés au pollen et à l’encrassement biologique dans le sud-est des États-Unis.

Références

Article : « An Investigation on the Pollen-Induced Soiling Losses in Utility-Scale PV Plants » – DOI: https://ieeexplore.ieee.org/document/10301702

Muller, M., Bessa, J. G., Valerino, M., et al. (2023). An Investigation on the Pollen-Induced Soiling Losses in Utility-Scale PV Plants. IEEE Journal of Photovoltaics.