Production des modules monofaciaux vs. bifaciaux en environnement neigeux

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D’après pv magazine USA

Avec la baisse des coûts du solaire, il est maintenant économiquement intéressant d’installer des panneaux photovoltaïques même dans le grand nord. Cependant, les effets de la neige sur la production d’énergie sont encore source de questionnements. Alors que les panneaux solaires fonctionnent mieux dans des températures froides, la couverture neigeuse entraîne cependant une réduction de la production d’énergie, c’est ce que l’on appelle la “perte de neige”. Une étude, publiée dans Renewable Energy, a donc été menée à l’université Western en Ontario, au Canada, pour comparer les systèmes photovoltaïques monofaciaux et bifaciaux et évaluer dans chaque cas les pertes dues à la neige. L’analyse a été menée en utilisant des données horaires comprenant l’énergie, l’irradiation solaire et l’albédo, la mesure de la réflexion diffuse du rayonnement solaire.

Les chercheurs ont découvert qu’en utilisant des modules solaires bifaciaux au lieu de modules commerciaux monofaciaux, les pertes de neige pouvaient être réduites d’un facteur à deux chiffres à seulement 2 % sur une base annuelle. L’installation solaire bifaciale présentait un gain de 19 % largement dû à la réflexion de la neige par rapport aux systèmes monofaciaux traditionnels.

L’étude a été menée sur des parcs solaires utilisant à la fois des modules monofaciaux et bifaciaux, et des données ont été générées en été et en hiver pour déterminer la perte de neige. Une caméra était dirigée vers chacun des panneaux solaires pour suivre la couverture neigeuse. Un total de 4 826 images a été analysé pour chaque module de novembre 2020 à mars 2021. Chaque jour, 32 images ont été prises à intervalles de 15 minutes. Les chercheurs ont utilisé le traitement d’images pour identifier et quantifier automatiquement la couverture neigeuse sur chaque module.

Les chercheurs ont utilisé ces informations pour déterminer l’impact de la neige sur les deux systèmes en les combinant aux données pyranométriques et aux valeurs énergétiques des modules, comme l’explique Joshua Pearce, chercheur principal et titulaire de la chaire John M. Thompson en technologie de l’information et en innovation au Thompson Centre for Engineering Leadership and Innovation de l’université Western.

Les résultats ont montré que les pertes de neige des systèmes monofaciaux sont en moyenne de 33 % pour la période hivernale, et de 16 % sur une base annuelle. Pour leur part, les systèmes bifaciaux enregistrent des pertes de neige moyennes de 16 % en hiver et de 2 % sur l’année.

“Les résultats préliminaires suggéraient que les systèmes bifaciaux étaient plus performants, mais cette étude a mis le clou dans le cercueil des systèmes monofaciaux dans le nord des États-Unis et du Canada.  « Il est clair que toutes les fermes solaires du nord devraient utiliser des systèmes photovoltaïques bifaciaux », a déclaré Joshua Pearce.

Une étude précédente, menée il y a deux ans aux Sandia National Labs, a examiné les modules bifaciaux et les trackers et a constaté que les modules bifaciaux produisaient globalement 14 % d’énergie de plus que les modules monofaciaux, en plus de l’augmentation estimée de 35 à 40 % fournie par les trackers à double axe.

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