Impact de la poussière sur les performances des panneaux solaires en zones côtières arides

Une étude scientifique récente révèle que l’accumulation de poussière sur les panneaux photovoltaïques dans les régions côtières arides peut entraîner des pertes de puissance allant jusqu’à 48%. Ces recherches menées par une équipe saoudo-égyptienne apportent un éclairage crucial sur les défis de l’énergie solaire dans ces environnements particuliers.

Une étude approfondie sur la composition des poussières

Cette recherche expérimentale, publiée dans le Journal of Materials Research and Technology, a été conduite par des scientifiques de l’Université Imam Abdulrahman Bin Faisal d’Arabie saoudite, de l’Autorité égyptienne de l’énergie atomique et de l’Université Ain Shams d’Égypte. L’étude s’est concentrée sur l’impact de quatre types de poussières spécifiques : montmorillonite, kaolinite, bentonite et poussière naturelle.

Méthodologie et conditions expérimentales

Les tests ont été réalisés à Jubail, ville côtière saoudienne du Golfe persique caractérisée par un climat désertique chaud selon la classification de Köppen. Les chercheurs ont utilisé un panneau photovoltaïque polycristallin de 20 W pour leurs mesures, effectuées entre le 9 et le 29 septembre 2025. Le dépôt de poussière a été appliqué progressivement, avec des densités de surface variant de 1,0 à 7,0 g/m².

Résultats alarmants sur la perte d’efficacité

L’analyse minéralogique par SEM-EDX a démontré des profils de composition distincts directement corrélés à la dégradation des performances. La poussière naturelle, caractérisée par sa forte teneur en silice (25,37%) et en oxyde de calcium (30,52%), s’est révélée être le contaminant le plus problématique, causant une perte de puissance de 48% à une densité de dépôt de 6 g/m².

Le rôle critique de l’humidité

L’humidité relative élevée (40 à 65%) typique des environnements côtiers transforme les particules de poussière en couches adhérentes résistantes aux mécanismes de nettoyage naturels. Les chercheurs ont observé que lorsque l’humidité relative dépasse 60%, l’efficacité diminue de 15 à 30%. Ce seuil marque la transition entre un encrassement réversible et une adhésion cimentée.

Implications pratiques pour l’industrie solaire

Ces découvertes ont des conséquences importantes pour l’optimisation de la maintenance des systèmes photovoltaïques dans les régions côtières arides. Selon l’Agence Internationale de l’Énergie, la compréhension des mécanismes de dégradation permet d’adapter les stratégies de nettoyage et de sélectionner des revêtements spécifiques aux minéraux dominants.

Recommandations techniques

Les chercheurs suggèrent que les revêtements hydrophobes peuvent atténuer l’adhésion due à l’humidité dans les environnements riches en calcium, tandis que les régions riches en fer bénéficieraient de matériaux résistants à la chaleur. L’analyse diurne a également montré que la production d’énergie optimale se produit pendant les heures matinales à faible humidité (8h00 – 11h30), avec une efficacité de 12 à 13%.

Impact de la qualité de l’air sur les performances

L’étude a également démontré que la pollution particulaire influence significativement la dégradation des performances. L’indice de qualité de l’air (AQI) présente une corrélation négative plus forte avec l’efficacité que l’humidité seule. À des niveaux d’AQI supérieurs à 160, les effets combinés de la diffusion lumineuse par les aérosols et de l’encrassement de surface réduisent l’efficacité de conversion en dessous de 10%, même avec des densités de dépôt de poussière modérées.

Perspectives pour l’énergie solaire durable

Ces résultats soulignent l’importance de développer des solutions de maintenance adaptées aux conditions environnementales spécifiques. Comme le souligne le Laboratoire National des Énergies Renouvelables, l’optimisation des systèmes photovoltaïques dans les environnements difficiles est essentielle pour assurer la rentabilité et la durabilité de l’énergie solaire à l’échelle mondiale.