Poussière et panneaux solaires ne font pas bon ménage

Une étude publiée dans ScienceDirect constate une perte de 15 à 25 % en puissance de sortie de panneaux solaires positionnés dans 2 villes pakistanaises. La poussière déposée sur les panneaux est responsable de cette baisse de rendement : elle bloque le soleil et chauffe le panneau.

Cinq chercheurs issus d’un laboratoire pakistanais et un anglais ont publié un article dans ScienceDirect autour de l’influence de la poussière sur le rendement des panneaux solaires. Cette dernière entraîne une réduction du rendement dont ils tentent d’élucider les raisons. Leur terrain est constitué de 2 panneaux solaire disposés dans deux villes pakistanaises : Islamabad et Bahawalpur.

Les caractéristiques climatiques des deux villes sont radicalement différentes. Islamabad connaît de son côté des températures plus clémentes, avec 20,3°C en moyenne annuelle. Des pluies fréquentes viennent nettoyer les panneaux solaires dans cette capitale. L’ensoleillement est de 3 691 heures par an contre 3 853 à Bahawalpur. Dans cette seconde ville, la zone désertique fait grimper la température (26,1°C) et entraîne des tempêtes de sable accompagnées de très rares précipitations. Deux modules photovoltaïques de la marque Shivgreen Solar System sont montés dans les deux villes, orientés similairement, d’une puissance de 40 W chacun.

Une poussière qui affecte différemment les deux panneaux

Après 42 jours, la densité de poussière sur le panneaux installé à Islamabad est de 6,388 grammes par mètres carrés (g/m²). Dans le désert de Bahawalpur, elle est supérieure, à 10,254 g/m². Le premier effet qui diminue le rendement du panneau solaire est dû au fait que la poussière accumule la chaleur du soleil et chauffe la surface du panneau solaire. Or, le panneau connaît son meilleur rendement à 25°C et diminue au-delà. Ainsi, le rendement diminue à mesure que la poussière s’accumule.

Comparaison des deux panneaux dans les deux communes au Pakistan / Image : Rashid et al 2023, composition par : RE

La poussière, en plus de chauffer le panneau, masque les cellules du panneau. Le rayonnement n’atteint pas la cellule et l’effet photovoltaïque ne peut avoir lieu. La composition des poussières influe également sur l’absorption des photons. Ainsi, à Islamabad, les poussières proviennent majoritairement de la circulation automobile et des industries et, en conséquence, elle contient plus de carbone (contrairement au désert). En cause, la pollution atmosphérique cause plus de pertes en rendement car elles occultent plus la lumière que le sable.

En conclusion, Bahawalpur a un « excellent potentiel avec la grande efficacité des panneaux solaires. » Mais la forte déposition de poussière entraîne une augmentation plus importante de la température. Les conditions sont donc plus défavorables à moins que le panneau soit régulièrement nettoyé.