Région MENA : une nouvelle étude aide à trouver la fréquence optimale de nettoyage pour réduire les salissures

À Oman, des chercheurs ont étudié les effets des salissures sur les performances des modules solaires et observé que 8 à 12 cycles de nettoyage par an pourraient suffire à assurer de meilleurs rendements énergétiques.D’après pv magazine International
Sous l’égide de l’Université allemande de technologie d’Oman, des chercheurs ont observé l’effet de l’accumulation de poussière sur les systèmes PV et affirment avoir identifié une fréquence de nettoyage optimale en termes économiques. L’équipe, composée de scientifiques de l’Université Sultan Qaboos, de l’Université de Mascate et de l’Université de Duisburg-Essen en Allemagne, a présenté ses conclusions dans « Experimental Investigation Of The Soiling Effect On The PV Systems Performance And The Cleaning Intervals In Oman », article paru dans Solar Energy Advances.
Les scientifiques ont mené leurs recherches sur un dispositif expérimental situé dans une région non loin de leur campus. « Ces travaux pourront s’appliquer aux pays présentant un climat sec, un été humide et des températures élevées », a déclaré Ali Al Humairi, principal auteur de l’étude, à pv magazine.
« L’énergie photovoltaïque est considérée comme la source d’énergie la plus durable au Moyen-Orient et dans le nord de l’Afrique, en raison du fort taux de radiation solaire et du nombre de jours d’ensoleillement dans l’année, affirme le groupe. Toutefois, certains facteurs environnementaux tels que la poussière limitent son utilisation optimale. »
Le dispositif expérimental est constitué de deux strings identiques comportant neuf modules PV en série, l’un des strings étant nettoyé à sec quotidiennement, l’autre non. Le système de 5,85 kW installé au sol est orienté au sud et présente une inclinaison de 17 degrés. Les modules, basés sur des cellules polycristallines, affichent chacun une puissance de crête de 325 W. En outre, le système comprend un onduleur d’un rendement de 98,5 %.
L’observation des paramètres électriques et météorologiques a démarré en novembre 2020 pour s’achever en avril 2021. « L’expérience a été menée en hiver et au printemps, deux saisons où le taux de salissures et la contamination de l’air sont moins élevés », précisent les chercheurs.
En comparant le string non nettoyé au string nettoyé, les universitaires ont observé que la poussière avait entraîné jusqu’à 28 % de réduction du rendement en termes de courant PV et jusqu’à 24,2 % de réduction de la puissance PV. Dans l’ensemble, la différence moyenne de rendement de courant était de 14 %, et de 11 % pour la puissance de sortie selon les calculs.
« La différence de courant de sortie entre les modules non nettoyés et les modules nettoyés a augmenté de manière exponentielle sur cette période, notent-ils. En novembre, la différence au niveau du courant était d’environ 2 % et a progressé au fil du temps : en décembre et en janvier, ce chiffre était respectivement de 5 % et 10 %. L’intensité du rythme a légèrement ralenti en février pour enregistrer une différence de 18 %. S’en est suivie une dynamique de croissance moins rapide en mars et avril, avec une différence de 22 % et 28 % respectivement.
Pour ce qui est de la puissance de sortie PV, l’équipe n’a pas observé d’effet significatif sur les trois premiers mois, la différence atteignant 0,1 % en novembre, 1,9 % en décembre et 7,7 % en janvier. Toutefois, celle-ci a été nettement plus visible au cours des trois mois suivants, avec une différence de 14,7 % en février, 19,3 % en mars et 24,2 % en avril.
Pour réaliser son analyse économique, l’équipe a retenu un tarif fixe de 0,10 €/kWh. Le prix du nettoyage a été fixé à 1,23 €/heure et par ouvrier. Selon l’étude, une personne est en mesure de nettoyer l’ensemble du dispositif en une heure. En se fondant sur ces données, leurs calculs recommandent d’effectuer un nettoyage une fois tous les mois ou tous les 1,5 mois, soit 8 à 12 cycles de nettoyage par an. « Les répercussions de la poussière accumulée ont été visibles dès le troisième mois de la période d’expérimentation, indiquant la nécessité de conduire un cycle de nettoyage avant trois mois pour éviter les pertes, concluent les chercheurs. Toutefois, les résultats ont pu varier en fonction de l’emplacement, de la saison et des conditions géographiques et météorologiques. »
Traduction assurée par Christelle Taureau.