L’INNOVATION DANS LA FILIÈRE PHOTOVOLTAÏQUE

Secteur en constante mutation, la filière photovoltaïque ne cesse de se renouveler afin de démocratiser l’utilisation de l’énergie solaire. Intelligence artificielle ou agrivoltaïsme, faisons le point sur les dernières innovations et sur les projets en cours d’étude.

LES RECHERCHES ET ÉTUDES AU SERVICE DE L’ÉNERGIE SOLAIRE

Pour répondre à la demande croissante en électricité des populations et afin de séduire davantage les futurs producteurs d’électricité verte, la filière photovoltaïque se renouvelle sans cesse. Les solutions de demain se construisent dès aujourd’hui, notamment grâce à de nombreuses études initiées partout dans le monde.

L’intelligence artificielle

Depuis son développement dans les années 1950, l’intelligence artificielle intervient dans de nombreux domaines pour assister les travaux de l’Homme. Dans le cadre des énergies renouvelables, et notamment de la consommation énergétique, elle permet de faire des prévisions extrêmement fiables en quelques secondes.

Prenons quelques exemples de réalisations possibles grâce à cette technologie :

• Une entreprise ou une industrie, grande consommatrice d’énergie, peut déceler ses pics de consommation énergétique et adapter sa production pour les réduire.
• Un installateur de solutions photovoltaïques, tel que GROUPE ROY ÉNERGIE, peut prédire les performances d’une centrale photovoltaïque et trouver des solutions pour stocker ou revendre l’énergie non utilisée.
• Les concepteurs de champs solaires peuvent anticiper la surchauffe de leurs panneaux solaires photovoltaïques et automatiser l’arrosage avec eau de pluie de leurs équipements aux périodes les plus chaudes.

Vous l’avez compris, l’intelligence artificielle a un rôle autonome et très pertinent dans la collecte, l’analyse et la fluidification des données susceptibles d’être intéressantes lors de la production d’énergie renouvelable. L’ensemble de ces données est ensuite traité dans des systèmes intégrés et automatisés ne nécessitant pas ou peu l’intervention de l’Homme.

Le nettoyage à sec des panneaux photovoltaïques

Avec les récents nuages de sable saharien qui ont parcouru l’Europe, le nettoyage des panneaux solaires est plus que jamais d’actualité. De nos jours, ce nettoyage s’effectue généralement à l’eau claire, ce qui garantit une efficacité certaine sans risques de rayures. Cependant, cette méthode engendre une utilisation conséquente en eau, ce qui est fortement dommageable dans le cadre d’une production d’énergie verte. D’autres solutions sont aujourd’hui à l’étude, notamment le nettoyage à sec.

En effet, une équipe du MIT (Massachusetts Institute of Technology) développe actuellement un système électrique implanté sur les panneaux solaires afin de retirer toute poussière résiduelle. Concrètement, une barre métallique et un petit moteur électrique sont installés sur le panneau, alimentés grâce à une infime partie de la production électrique générée par les panneaux. Cette barre métallique dispose d’une électrode intégrée qui produit un champ électrique à quelques centimètres du panneau, celui-ci conférant une charge électrique aux particules de poussières qui sont attirées vers la barre. La barre n’étant pas en contact direct avec le panneau, il n’y a aucun risque de rayures.

Pour l’instant, cette solution fonctionne à l’essai avec un minimum de 30% d’humidité. Sans humidité, les particules ne se décollent pas complètement du panneau et il peut rester des résidus. Cette contrainte peut cependant être facilement écartée par une planification chronométrée du nettoyage, à l’aube par exemple lorsque se dépose la rosée du matin.

Avec le développement de champs solaires dans des régions désertiques, ces nouvelles solutions apportent de réelles avancées pour la filière photovoltaïque et améliorent le rendement des panneaux solaires photovoltaïques.

Les tuiles photovoltaïques

L’idée est simple, transformer les tuiles d’une habitation en panneaux photovoltaïques miniatures capables de produire de l’électricité.  De nombreux projets de tuiles photovoltaïques ont ainsi vu le jour au fil des années. Plusieurs entreprises se partagent actuellement ce marché, dont la plus notable est Tesla. Le géant des véhicules électriques souhaite ainsi proposer un nouveau produit permettant d’exploiter l’énergie solaire.

De part leur resemblance avec une tuile classique, les tuiles photovoltaïques présentent l’avantage de ne pas transformer l’aspect extérieur de l’habitation. Elles sont composées de cellules photovoltaïques mais leur aspect est semblable aux tuiles traditionnelles en terre cuite ou bien des tuiles en ardoise. Autre avantage, les fabricants annoncent que leur pose pourrait être réalisée par un couvreur et un électricien sans que l’intervention d’un professionnel du photovoltaïque soit nécessaire.

Néanmoins, l’inconvenient principal des tuiles photovoltaïques restent leur coût financier. Bien que la technologie évolue, les prix restent très élevés et demandent un coût d’investissement bien supérieur aux panneaux photovoltaïques. De plus, il est encore difficile d’affirmer si les tuiles offrent un meilleur rendement que les panneaux. Il faudra donc encore quelques années de recherche et développement pour que nous vous recommandions ce type de produit.

L’AGRIVOLTAÏSME, LES PRÉMICES DE NOMBREUSES AVANCÉES EN ÉNERGIE SOLAIRE

L’agrivoltaïsme consiste à installer des panneaux photovoltaïques au-dessus d’une culture agricole. Très en vogue en ce moment et soutenue à la fois par les scientifiques et les politiques, cette technique se généralisant grâce à l’encadrement établi par l’Assemblée nationale. L’agrivoltaïsme se développe par de nombreux tests et essais, le but étant de produire de l’énergie verte sans nuire à l’activité agricole. Pour se faire, les entreprises de la filière photovoltaïque expérimentent et mettent à l’étude de nouveaux procédés et équipements.

L’agrivoltaïsme dynamique

Aujourd’hui plus que jamais, les exploitations agricoles sont soumises aux aléas climatiques. Sécheresse, gels printaniers ou encore épisodes grêleux, ces changements climatiques nuisent aux cultures et diminuent fortement le rendement de production. Pour pallier cela, l’entreprise Sun’Agri, la SEFRA (Station Expérimentale Fruits Rhône-Alpes) et la Chambre d’Agriculture de la Drôme expérimentent en ce moment-même un dispositif au-dessus de cultures fruitières dans la vallée du Rhône. Là où poussent des pêches, abricots et cerises sont désormais installées des persiennes photovoltaïques équipées de filets paragrêles.

Avec cette installation, il est annoncé un meilleur rendement des arbres fruitiers, une collecte de données agronomiques ainsi que la production d’énergie verte à destination des entreprises et collectivités du territoire.

Les haies agrivoltaïques

L’agrivoltaïsme est une pratique s’adaptant aux cultures de céréales, de fruits ou encore de légumes mais également aux élevages de bovins et ovins.

Dans le cadre de l’accroissement de l’agrivoltaïsme, la société Engie green et l’INRAE (Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’alimentation et l’Environnement) expérimentent l’installation de haies agrivoltaïques associée à de l’élevage bovin. Ces haies composées de panneaux photovoltaïques installés à la verticale ont l’avantage d’utiliser de faibles espaces et de ne pas “déranger” les bovins, tout en produisant une grande quantité d’électricité verte. Le but de cette étude est de mesurer les effets agronomiques de l’installation, d’étudier le comportement des bovins et d’évaluer les effets sur la biodiversité, pour espérer un déploiement à plus grande échelle dans les années à venir.

L’objectif, encore une fois, est de ne pas nuire à l’usage agricole de ces surfaces tout en produisant de l’énergie verte pour l’agriculteur mais également pour tout l’écosystème environnant.

Les persiennes photovoltaïques

À Bordeaux, 2 000 m2 de vignes seront prochainement recouvertes de panneaux photovoltaïques orientables. L’INRAE souhaite tester l’efficacité de l’agrivoltaïsme concernant la protection de la culture de la vigne, par l’installation de panneaux bifaces orientables conçus par la société Ampex. Dès 2023, et ce pendant 5 années, la vigne sera ombragée et/ou couverte lors d’intempéries ou d’épisodes de sécheresse par des panneaux photovoltaïques qui produiront de l’électricité verte répondant aux usages agricoles.

Avec cette installation, les chercheurs étudieront les algorithmes de pilotage des panneaux et analyseront la santé de la plante pour pouvoir répondre efficacement à ses besoins.

Evidemment, l’ensemble de ces études comportent une zone témoin, un espace à proximité sans installation agrivoltaïque, afin d’effectuer des comparaisons réalistes et objectives. Par ces études, la filière photovoltaïque se développe et se structure afin de répondre à la demande croissante en électricité des Français.