Comment la réduction des gaz à effet de serre et des aérosols dans l’atmosphère rendra les panneaux solaires plus efficaces

Les niveaux d’aérosols atmosphériques et les émissions de gaz à effet de serre auront à l’avenir un impact significatif tant sur la production d’énergie photovoltaïque que sur les coûts associés.

C’est la conclusion des recherches menées par les ingénieurs de l’UNSW, qui ont étudié un large éventail de modèles de changement climatique sur une période de 70 ans. Dans un article publié dans Énergie renouvelableils concluent que les variations du système climatique, selon que des mesures faibles ou fortes sont prises à l’échelle mondiale pour réduire les émissions, entraîneront des changements dans la production d’énergie photovoltaïque (PV).

Leur analyse de simulations informatiques complexes, connues sous le nom de modèles climatiques mondiaux, indique que l’efficacité potentielle du photovoltaïque en Australie, ainsi qu’en Amérique du Nord et dans la majeure partie de l’Asie, serait réduite en raison de la diminution du rayonnement et de l’augmentation des températures. En revanche, l’efficacité en Europe serait accrue.

Les aérosols présents dans l’atmosphère ont pour effet de diminuer potentiellement la quantité de rayonnement solaire atteignant la surface de la Terre. Une augmentation des températures aggraverait encore l’impact, car les panneaux solaires ne fonctionnent pas efficacement à des températures élevées, au-dessus d’environ 25°C.

Une efficacité réduite du photovoltaïque à l’avenir augmenterait donc les coûts, car il faudrait davantage de panneaux solaires pour produire la même quantité d’énergie.

Les chercheurs de l’UNSW ont calculé que la différence de coûts pourrait atteindre 12,4 milliards de dollars par an si l’on compare un scénario futur dans lequel peu de mesures sont prises en matière d’émissions de gaz à effet de serre et de pollution atmosphérique, avec une « croissance verte » à faibles émissions d’air pur. “feuille de route.

Auteur principal de l’article Alejandra Isaza, titulaire d’un doctorat. candidat à l’UNSW travaillant avec le professeur agrégé Merlinde Kay à l’École d’ingénierie des énergies photovoltaïques et renouvelables, a déclaré : « Ces résultats visent à contribuer à l’analyse des futurs besoins en stockage d’énergie, à optimiser l’emplacement des futures centrales solaires et à promouvoir le l’adoption de politiques visant à accélérer la transition énergétique en cours et à atténuer les impacts du changement climatique.

“Tous les modèles informatiques montrent que la température va augmenter à l’avenir, mais le scénario le plus optimiste, qui s’aligne sur de bonnes politiques climatiques et l’adoption accrue d’énergies renouvelables, est également celui associé à une baisse des coûts futurs.

“En revanche, dans les pires scénarios, nous avons une efficacité photovoltaïque moins favorable, en particulier en Chine, car il y a moins de ressources solaires en raison de l’augmentation des aérosols dans l’atmosphère, ainsi que des températures plus élevées, ce qui a également un effet négatif.”

Coûts de l’énergie future

Les chercheurs ont utilisé une analyse du coût actualisé de l’énergie (LCOE) pour prédire le prix de l’énergie produite par une centrale photovoltaïque au cours de sa durée de vie.

Bien que les chercheurs reconnaissent qu’il s’agit d’une approche relativement simple qui ne tient pas compte de tous les coûts et facteurs qui influencent les décisions d’investissement, ils notent qu’il s’agit d’un outil couramment utilisé pour évaluer la rentabilité et la faisabilité de différentes technologies énergétiques.

Kay a déclaré : « Ce que le travail montre, c’est qu’il existe une gamme de possibilités et que cela dépend de la façon dont nous avançons dans le temps quant à ce que l’on pourrait réaliser en termes d’efficacité de la production photovoltaïque et donc des coûts associés.

“Je pense que l’essentiel est que les décideurs politiques et les développeurs examinent les aspects économiques et les coûts selon ces différents scénarios.

“Et ce que nous constatons, c’est que si nous continuons à développer des technologies renouvelables, nous réduirons ces émissions et économiserons également beaucoup d’argent. En revanche, si nous sommes pessimistes et espérons qu’il y aura des contrôles moins stricts sur la pollution, alors cela cela nous coûte en fait plus économiquement.

“Nous pouvons constater que l’augmentation des aérosols dans l’atmosphère réduit l’efficacité de la production photovoltaïque, c’est pourquoi nous aimerions que les mesures de contrôle de la pollution aient un réel impact. Ces aérosols peuvent être produits naturellement, comme les cendres des éruptions volcaniques ou des tempêtes de poussière. comme celui de Sydney en 2009 – et nous ne pouvons pas faire grand-chose à ce sujet.

“Mais ils sont également générés par des centrales électriques au charbon, donc si nous pouvons réduire considérablement les émissions de ce type de source et passer à des formes de production d’énergie plus propres, nous obtiendrons un meilleur environnement et économiserons de l’argent en termes de futur photovoltaïque.”

La recherche a également étudié la différence entre deux types différents de panneaux photovoltaïques afin d’évaluer si un type serait plus bénéfique dans divers scénarios climatiques futurs.

L’analyse a été menée sur des modules de silicium monocristallin (mono-Si) et à couches minces, les premiers étant plus dominants sur le marché mais plus touchés dans un futur climat plus chaud.

Le document souligne qu’il reste encore beaucoup à faire pour améliorer les performances des cellules photovoltaïques à haute température afin de garantir qu’elles soient plus résilientes au changement climatique.