Les panneaux solaires bifaciaux qui suivent le soleil sont désormais les plus rentables

Un panneau solaire biface est un panneau solaire qui peut collecter l’énergie de la face avant et de la face arrière (un panneau monofacial normal ne collecte l’énergie que d’un côté). La technologie solaire bifaciale a été créée à la fin des années 1960. Elle était en sommeil alors que le marché du photovoltaïque en général explosait. Elle était trop coûteuse pour les améliorations progressives de la production d’énergie.

Une visite sur le terrain et une série d’articles de CleanTechnica il y a quelques années ont cependant mentionné que les cellules et les panneaux solaires bifaciaux entrent plus sérieusement en jeu grâce à la baisse des coûts et aux améliorations de l’efficacité. Un récent article scientifique publié dans la revue Joule confirme notre conviction antérieure, fondée sur le temps passé avec les ingénieurs et le fondateur de Array Technologies, Ron Corio, dans leurs usines et leurs bureaux, que cette technologie est prometteuse.

La technologie qui permet d’incliner les panneaux pour qu’ils puissent suivre le soleil augmente la production d’électricité des panneaux solaires normaux. Ce suivi du soleil est utilisé dans certains projets solaires, en particulier les grands projets dans certaines régions, mais n’a pas été utilisé dans la plupart des cas. La technologie solaire photovoltaïque bifaciale, cependant, peut obtenir un coup de pouce particulièrement utile de la technologie de suivi solaire, en capturant beaucoup plus de lumière solaire qu’un panneau solaire normal ne pourrait jamais le faire.

Le nouveau rapport, « Global Techno-Economic Performance of Bifacial and Tracking Photovoltaic Systems« , confirme que l’inclinaison vers la lumière, pour une collecte optimale de la lumière solaire des deux côtés, peut être l’option solaire la plus rentable à ce jour. Le rapport a déterminé que cette combinaison de technologies produit en moyenne près de 35 % d’énergie en plus que les systèmes photovoltaïques à panneau unique immobiles. Cela permet de réduire le coût de l’électricité de 16 % en moyenne.

Rapports de Science Daily :

« Les résultats sont stables, même en tenant compte des variations des conditions météorologiques et des coûts des panneaux solaires et des autres composants du système photovoltaïque, sur une assez large échelle », déclare le premier auteur, Carlos Rodríguez-Gallegos, chercheur à l’Institut de recherche sur l’énergie solaire de Singapour, parrainé par l’Université nationale de Singapour. « Cela signifie que l’investissement dans les systèmes bifaciaux et de suivi devrait être une valeur sûre dans un avenir prévisible ».

L’article de recherche note que la plupart des installations PV actuelles utilisent des modules PV en silicium cristallin monofacial avec un système d’inclinaison fixe. Les choses vont cependant changer, car la technologie plus compétitive sur le plan des coûts est susceptible de perturber cette domination.

« Les résultats révèlent que les installations bifaciales-1T augmentent le rendement énergétique de 35% et atteignent le LCOE le plus bas pour la majorité du monde (93,1% de la surface terrestre). Bien que les trackers bi-axiaux atteignent le rendement énergétique le plus élevé, leurs coûts sont encore trop élevés et ne sont donc pas aussi rentables. Des analyses de sensibilité sont également fournies pour montrer la robustesse générale de nos conclusions ».

Les trackers à deux axes deviennent plus compétitifs à mesure que l’on se rapproche des pôles.

De plus, malgré les preuves que les panneaux solaires bifaciaux avec un seul axe de poursuite sont plus rentables, M. Rodríguez-Gallegos ne s’attend pas à un passage rapide à cette technologie.

« Le marché du photovoltaïque est traditionnellement conservateur », dit-il. « De plus en plus d’éléments indiquent que la technologie bifaciale et de suivi est fiable, et nous constatons qu’elle est de plus en plus adoptée sur le terrain. Mais les transitions prennent du temps, et il faudra du temps pour montrer si les avantages que nous voyons sont suffisamment attrayants pour que les installateurs passent à cette technologie.

« Tant que la recherche se poursuivra, les coûts de fabrication de ces matériaux devraient continuer à diminuer, et un moment pourrait être atteint où ils deviendraient économiquement compétitifs et où vous pourriez les voir sur votre toit », explique M. Rodríguez-Gallegos. « Nous voulons alors avoir une longueur d’avance sur ce futur potentiel afin que nos recherches puissent servir de guide aux scientifiques, aux fabricants, aux installateurs et aux investisseurs ».

Voici un résumé plus détaillé du texte du rapport :

  • Nous constatons que les installations bifaciales équipées de trackers à axe unique atteignent le LCOE le plus bas presque partout (c’est-à-dire 93,1% de la superficie totale), tandis que leurs homologues monofaciales n’atteignent le LCOE le plus bas que sur 3,1% de la superficie. En outre, les installations de trackers bifaciaux à deux axes n’atteignent le LCOE le plus bas que dans les régions éloignées très proches des pôles, à des latitudes supérieures à 70°, ce qui représente 3,8 % de la surface terrestre totale. En outre, les trackers monofaciaux à axe unique atteignent les deuxièmes valeurs de LCOE les plus basses pour 87,9 % de la surface terrestre.
  • D’une part, ces résultats s’expliquent par le fait que les systèmes de trackers mono-axiaux génèrent des rendements comparativement élevés (figure 9), tout en ne nécessitant qu’un coût légèrement plus élevé (figure 10) par rapport aux installations à inclinaison fixe. D’autre part, bien que les systèmes de suiveurs à deux axes génèrent en général le rendement le plus élevé, leur structure de montage considérablement plus coûteuse (voir figures 7 et 10) l’emporte sur les avantages en matière de production d’énergie.
  • En outre, la figure 11 révèle également que, par rapport aux installations classiques à inclinaison fixe, les installations bifaciales à inclinaison fixe présentent des valeurs de LCOE plus élevées à proximité de l’équateur (comparer les figures 11A et 11B), tandis que les installations de suiveurs avec modules bifaciaux atteignent, en général, des valeurs de LCOE plus faibles par rapport à leurs homologues monofaciales (comparer les figures 11C-11F).

Le rapport complet est disponible ici.

La politique solaire bifaciale dans l’actualité
Un juge a bloqué les tentatives de M. Trump d’annuler une exemption de droits de douane pour les modules solaires bifaciaux. La décision du juge de bloquer ces droits sur les modules solaires bifaciaux devrait permettre de préserver des emplois aux États-Unis. Une aide supplémentaire à court terme :

« Le gouvernement américain a tenu sa promesse, faite au début du mois, d’un sursis concernant les crédits d’impôt pour le solaire (ITC) et l’éolien (PTC), en annonçant cette semaine que les promoteurs de projets d’énergies renouvelables disposeront d’une année supplémentaire pour bénéficier de l’incitation gouvernementale.

« L’extension des dispositions de la sphère de sécurité – que les entreprises utilisent pour verser les 5% initiaux des coûts des projets afin de bénéficier pleinement des crédits ITC et PTC – est destinée à aider les opérateurs confrontés à des retards COVID-19, ont déclaré le Trésor américain et l’Internal Revenue Service (IRS) en présentant les changements cette semaine ».

« L’action d’aujourd’hui montre que l’énergie solaire est un moteur économique à l’attrait bipartite », a écrit en réponse l’Alliance des industries de l’énergie solaire (SEIA).

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