Des chercheurs de l’Université technologique du Michigan, aux Etats-Unis, et de l’École supérieure de Génie électrique d’Aalto en Finlande ont établi des règles de conception pour construire des modules flexibles à couche mince et les adapter à des installations photovoltaïques flottantes, en contact direct avec l’eau.
“Ce type de conception est extrêmement simple, rentable et, potentiellement, mieux adapté aux environnements aquatiques difficiles”, ont déclaré les scientifiques qui voient l’opportunité de “développer des designs avec des modules PV flexibles, et d’appliquer ce mode de fabrication au marché existant du PV flottant”.
Les panneaux peuvent être posés sur trois types de matériaux : le néoprène, le Mincell et le polyéthylène. Les scientifiques ont choisi le néoprène en raison de sa bonne résistance à l’eau, tout comme le Mincell, qui a en plus l’avantage d’être moins cher. Quant au polyéthylène, il s’est avéré être le moyen le plus rentable d’accroître la flottabilité, mais il peut présenter certains problèmes de sensibilité à l’eau.
« Les panneaux photovoltaïques sont pelables et collants, et ces mousses adhèrent aux panneaux », expliquent les scientifiques. Les chercheurs ont par ailleurs déclaré que le premier test avait été effectué avec des laminés solaires à base de silicium amorphe produits par Uni-solar. « Cette conversion est rendue possible par le collage de la mousse à l’arrière des modules ».
Les scientifiques ont découpé trois types de mousse sur la largeur des modules PV, puis en bandes de 50 millimètres. Ils ont ensuite utilisé des bandes de bâche pour relier les panneaux et les œillets, afin de fixer l’ensemble flottant au système d’amarrage. Les fils des modules ont été soudés et recouverts de gaines thermorétractables revêtues d’adhésif.
« La couche adhésive interne de la gaine thermorétractable à double paroi fond pendant le chauffage, assurant une étanchéité à l’eau », indiquent-ils.
Trois prototypes ont été testés sur la voie navigable de Keweenaw, au Great Lakes Research Center (GLRC) de l’Université technologique Michigan.
« Le GLRC a fourni la bouée, l’ancre, la corde et l’amarrage », précisent les chercheurs, ajoutant que les mesures de la température de chaque panneau, de l’eau et de l’air ont été prises par cinq sondes de température à intervalles de 15 minutes.
Ces tests ont montré que les trois types de mousse sont des options réalisables, pour ce que les scientifiques ont appelé la « fabrication de prosommateurs en post-production » de PV flottants, avec des modules PV flexibles. « Cela offre également la possibilité pour les futures entreprises de vendre des modules photovoltaïques prêts à l’emploi en intégrant le PV au rack flottant. »
« Depuis cette étude préliminaire, nous avons testé le concept sur plusieurs types de modules flexibles », indique le chercheur Joshua Pearce à PV magazine. « Une étude en cours d’examen a révélé une performance nettement meilleure des PV flexibles à base de silicium cristallin ».
Dans les climats nordiques, cette approche est la plus logique avec des projets à petite échelle tels que des maisons d’été, a-t-il avancé, notant que les systèmes flottants peuvent être facilement retirés de l’eau pour l’hiver et ensuite redéployés à la belle saison.
« Notre étude montre comment les consommateurs peuvent fabriquer eux-mêmes le PV flottant », a affirmé Joshua Pearce, en rappelant l’importance du marché de la production de PV flexibles avec des supports en mousse, pour coupler la conservation de l’eau et la production d’électricité solaire à grande échelle. « Nous pensons que cette technologie est incroyablement prometteuse dans les régions arides du monde pour réduire radicalement les pertes par évaporation tout en diminuant les coûts d’investissement des systèmes photovoltaïques ».
Les scientifiques ont décrit cette technique open source dans un article intitulé “Distributed manufacturing of after market flexible floating photovoltaic modules“, sur sciencedirect.com et dans la revue Sustainable Energy Technologies and Assessments.
« Il s’agissait toutefois d’une étude très préliminaire et limitée au regard des types de modules photovoltaïques et de mousses étudiés, de la taille du système, ainsi du lieu et des heures de test », déclare le groupe de recherche.
Les chercheurs discutent actuellement avec des sociétés d’ingénierie qui envisagent des projets pilotes à grande échelle.
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