L'impact de la poussière sur la température et les performances des modules photovoltaïques

Une équipe de chercheurs internationaux a étudié comment l'accumulation de poussière affecte l'efficacité des panneaux solaires dans deux zones climatiques distinctes du Pakistan. Ils ont minutieusement mesuré l'accumulation de poussière sur les panneaux, examinant leur composition et la taille de leurs particules.

À Islamabad, la capitale du Pakistan, ils ont installé une installation sur le toit d'un immeuble. Islamabad bénéficie d'un climat propre et chaud avec une température moyenne annuelle de 20,3°C et des précipitations régulières, ce qui contribue à maintenir la propreté des panneaux solaires. A l'inverse, à Bahawalpur, ville du sud située dans une zone désertique, le climat est sec avec peu de précipitations mais de fréquentes tempêtes de vent et de poussière, avec une température moyenne de 26,1°C.

L'expérience a utilisé des panneaux polycristallins de 40 W, y compris des panneaux de référence régulièrement nettoyés. Tous les panneaux étaient orientés vers le sud, fixés à une inclinaison de 34 degrés sur des supports métalliques.

Les chercheurs ont rassemblé des données sur le rayonnement solaire ainsi que sur la tension et le courant de chaque panneau. Ils ont également fixé des feuilles de verre aux modules pour collecter et analyser la poussière.

Après six semaines, ils ont observé une baisse notable de l'efficacité en raison des différentes densités de poussière à Islamabad et Bahawalpur. L’accumulation de poussière était de 6,388 g/m2 (moyenne quotidienne 0,152 g/m2) à Islamabad et de 10,254 g/m2 (moyenne quotidienne 0,244 g/m2) à Bahawalpur. L'analyse SEM a révélé que les particules de poussière dans les deux villes variaient en taille, en forme et en disposition.

La poussière d'Islamabad était principalement composée de carbone (55,8 %), suivi de l'oxygène, du silicium et du calcium. D’autres éléments comme l’aluminium, le fer, le potassium, le magnésium et le sodium étaient présents en plus petites quantités. À Bahawalpur, l'oxygène était le composant prédominant (46,9 %), le carbone, le silicium et l'aluminium étant également présents de manière significative.

En comparant les modules propres et poussiéreux, les chercheurs ont constaté une réduction de la puissance de sortie de 15,08 % à Islamabad et de 25,42 % à Bahawalpur.

Ils ont conclu que la diminution de la production était due à l'effet de protection de la poussière bloquant la lumière du soleil et au phénomène de « température de la poussière ». Cet effet est provoqué par le transfert de chaleur altérant la poussière sur les panneaux, conduisant à des points chauds.