La poussière réduit considérablement le rendement des panneaux solaires, mais l’application d’un champ électrique aux panneaux peut faire en sorte que les particules de poussière se repoussent et se dispersent
Technologie 11 mars 2022
Illustration du dépoussiérage d’un panneau solaire à l’aide d’électricité statique
Sreedath Panat et Kripa Varanasi
L’électricité statique pourrait éliminer la poussière des panneaux solaires du désert, économisant environ 10 milliards de gallons d’eau chaque année.
Certaines des plus grandes fermes solaires au monde se trouvent dans des déserts, comme le parc solaire Mohammed bin Rashid Al Maktoum aux Émirats arabes unis et la ferme solaire Desert Sunlight en Californie. Ces environnements ont tendance à être très poussiéreux, les particules s’accumulant rapidement sur les panneaux solaires. L’accumulation de poussière pendant un mois peut réduire la production d’un panneau solaire d’environ 40 %.
L’un des moyens les plus courants d’éliminer cette poussière consiste à pulvériser de grandes quantités d’eau distillée sur les panneaux solaires. Avec environ 10 milliards de gallons d’eau utilisés chaque année uniquement pour nettoyer les panneaux solaires, le processus est coûteux et non durable, déclare Kripa Varanasi du Massachusetts Institute of Technology.
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« Cette quantité pourrait fournir de l’eau à plus d’un million de personnes [every year], » il dit.
Pour aider à résoudre ce problème, Varanasi et ses collègues ont créé un moyen sans eau de nettoyer les panneaux solaires via l’électricité statique en laboratoire.
La poussière ne conduit normalement pas l’électricité. Cependant, cela change lorsque l’humidité de l’air se fixe à la surface d’une particule de poussière – un processus connu sous le nom d’adsorption. Les fines feuilles de verre qui recouvrent les panneaux solaires ne sont pas non plus conductrices. Pour changer cela, l’équipe de Varanasi a ajouté une couche de 5 nanomètres d’oxyde de zinc transparent et d’aluminium à la surface d’un panneau solaire.
Une plaque métallique a ensuite été posée au-dessus du panneau recouvert de poussière, et un champ électrique d’environ 12 kilovolts a été appliqué entre la plaque et le panneau. Cela a fait que les deux couches sont devenues des électrodes, des conducteurs qui entrent en contact avec une partie non métallique d’un circuit.
Le panneau solaire et la poussière sont alors devenus chargés positivement, tandis que la plaque métallique est devenue chargée négativement. Au fur et à mesure que la plaque balayait le panneau, les particules de poussière ont commencé à se repousser, provoquant leur dispersion.
À environ 30 % d’humidité relative, les particules de poussière ont adsorbé suffisamment d’humidité pour être complètement éliminées du panneau solaire en laboratoire, restaurant 95 % de sa puissance perdue. Même les déserts les plus secs ont une humidité relative d’environ 30 %, dit Varanasi.
« Je pense que l’eau est une denrée précieuse qui est très sous-évaluée », dit-il. « Ce que j’espère, c’est que cela incitera plus de gens à réfléchir aux problèmes d’eau. »
Référence de la revue : Avancées scientifiquesDOI : 10.1126/sciadv.abm0078
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