L’augmentation des phénomènes météorologiques extrêmes liés au changement climatique pose un défi majeur pour les installations photovoltaïques. Des chercheurs viennent d’identifier une solution étonnamment simple pour préserver ces équipements face aux tempêtes de grêle de plus en plus destructrices.

L’impact dévastateur de la grêle sur les installations photovoltaïques

Le réchauffement climatique intensifie les épisodes de grêle dans plusieurs régions du monde. L’air plus chaud retient davantage d’humidité, ce qui favorise la formation de grêlons plus volumineux en haute altitude. Ces projectiles naturels représentent une menace sérieuse pour les panneaux solaires.

Les conséquences économiques peuvent être catastrophiques. En 2019, une centrale solaire de 178 MW dans le comté de Pecos a subi des dommages sur plus de 400 000 modules, engendrant des pertes estimées à 65 millions d’euros. Un scénario similaire s’est reproduit en 2023 dans une ferme solaire du Nebraska, démontrant la vulnérabilité persistante de ces infrastructures.

Les dégâts causés par la grêle vont au-delà des dommages visibles. Même lorsque le verre ne semble pas brisé, des microfissures invisibles à l’œil nu peuvent apparaître et provoquer des points chauds. Ces anomalies réduisent significativement l’efficacité énergétique et accélèrent la dégradation des panneaux. La perte de production qui en résulte compromet la rentabilité des investissements dans cette énergie alternative, tout comme les innovations en motorisation propre qui transforment actuellement le secteur énergétique.

Une solution simple mais efficace révélée par la recherche

Une étude conjointe menée par des chercheurs du Vellore Institute of Technology, de Waaree Energies Ltd. et de la City University a examiné la résistance de différents panneaux solaires face aux impacts de grêle. Leur approche méthodique consistait à tester trois épaisseurs de verre frontal distinctes : 2,8 mm, 3,2 mm et 4 mm.

Les chercheurs ont soumis ces panneaux à des conditions rigoureuses simulant des tempêtes de grêle sévères. Les grêlons utilisés variaient en poids (de 7,5 à 80 g), en diamètre (de 25 à 55 mm) et en vitesse d’impact (de 23 à 34 m/s). Cette diversité de paramètres a permis de reproduire fidèlement les différentes intensités de grêle observées dans la nature.

Les résultats sont révélateurs : les panneaux avec un verre frontal de 4 mm d’épaisseur ont démontré une résistance remarquable, ne perdant que 1,1% de leur puissance de sortie même après l’impact d’un grêlon de 55 mm. En comparaison, les modèles dotés d’un verre de 2,8 mm et 3,2 mm ont subi des pertes respectives de 21,8% et 11,74% de leur capacité de production.

Ce qui rend cette découverte particulièrement importante, c’est que l’épaisseur standard actuelle de 3,2 mm s’avère insuffisante pour les zones à risque. Simplement augmenter l’épaisseur du verre frontal à 4 mm pourrait donc constituer une solution accessible et efficace pour prolonger la durée de vie des installations photovoltaïques.

Adaptation stratégique pour les régions à risque

Pour les propriétaires d’installations solaires situées dans des zones sujettes aux tempêtes de grêle, l’investissement dans des panneaux à verre épaissi représente une stratégie préventive judicieuse. Même si le coût initial est plus élevé, cette approche s’avère économiquement avantageuse sur le long terme.

Cette solution permet d’éviter les frais considérables liés aux réparations d’urgence et au remplacement prématuré des équipements endommagés. Elle présente également l’avantage de limiter les périodes d’interruption de production qui surviennent après chaque incident météorologique.

Pour les installations existantes, l’amélioration de la couverture d’assurance contre les événements climatiques extrêmes peut constituer une alternative. En revanche, les chercheurs soulignent que cette option reste moins rentable que l’investissement initial dans des équipements plus résistants.

Les résultats complets de cette étude, publiés sur ScienceDirect, offrent des perspectives prometteuses pour l’adaptation des infrastructures d’énergie renouvelable face aux défis climatiques futurs. Cette avancée simple mais efficace pourrait contribuer significativement à la résilience du réseau énergétique mondial dans un contexte d’intensification des phénomènes météorologiques extrêmes.