Les panneaux solaires flottants sont-ils une voie viable vers la décarbonisation ?

La décarbonisation – comme son nom l’indique – vise à éliminer ou à réduire les émissions de dioxyde de carbone dans l’atmosphère. L’objectif, en termes généraux, est de passer à l’utilisation de sources d’énergie à faibles émissions de carbone. 

Nous savons désormais tous pourquoi nous devons réduire ou éliminer le dioxyde de carbone de l’atmosphère. Il y a presque dix ans, le monde avait atteint le Accord de Paris, qui préconisait de limiter le réchauffement climatique bien en dessous de 2 degrés centigrades au-dessus des niveaux préindustriels et d'entreprendre des initiatives sincères pour le limiter à 1.5 degré centigrades en poursuivant, entre autres, la neutralité carbone nette d'ici 2050. 

La décarbonation est une tâche tellement nécessaire et urgente pour l'avenir du monde que les gouvernements, les entreprises et les communautés sociales dans leur ensemble souhaitent trouver des moyens de l'accélérer. Cependant, elle nécessite des systèmes énergétiques radicalement différents, s'appuyant sur des sources d'énergie alternatives basées sur l'électricité et les molécules vertes. Une nouvelle étude a présenté la possibilité d'utiliser des panneaux solaires flottants comme voie de décarbonation. Mais ces panneaux sont-ils viables ? Examinons la question. 

Potentiel mondial de déploiement de panneaux solaires flottants à faible teneur en carbone

Une équipe de chercheurs des universités de Bangor et de Lancaster et du Centre britannique pour l'écologie et l'hydrologie a entrepris un effort pour calculer la quantité d'énergie qui pourrait être générée et alimenté par le déploiement de panneaux solaires flottants. Plus précisément, les chercheurs ont calculé la production électrique quotidienne des installations photovoltaïques flottantes sur environ 68,000 XNUMX lacs et réservoirs dans le monde. 

Pour être considéré comme le plus adapté à l'installation de la technologie solaire, un emplacement ne doit pas se trouver à plus de 10 km d'une agglomération et ne doit pas être situé dans une zone protégée. De plus, les lacs et les réservoirs ne doivent pas rester secs ou gelés plus de six mois par an. Seulement 10 % de la superficie de ces lacs et réservoirs a été prise en compte pour le calcul.

Sous réserve de toutes ces considérations et en fonction des facteurs d'altitude, de latitude et de saison, la production annuelle potentielle d'électricité à partir du FPV sur ces lacs était de 1302 XNUMX térawattheures (TWh), soit environ quatre fois la demande annuelle totale d'électricité du Royaume-Uni.

Les résultats ont incité les chercheurs à approfondir leurs recherches et à examiner les possibilités globales de cette méthode. Au niveau national, cinq pays pourraient satisfaire l’intégralité de leurs besoins en électricité à partir du FPV. Ces cinq pays comprenaient la Papouasie-Nouvelle-Guinée, l’Éthiopie et le Rwanda. Des pays comme la Bolivie et les Tonga, en revanche, pourraient satisfaire jusqu'à 87 et 92 % de leurs demandes grâce à ces moyens. 

Plusieurs autres pays, d'Afrique, des Caraïbes, d'Amérique du Sud et d'Asie centrale, pourraient satisfaire entre 40 et 70 % de leur demande annuelle d'électricité en déployant des FPV. Même des pays développés comme la Finlande et le Danemark pourraient tirer respectivement 17 % et 7 % de leur demande annuelle de ces sources. 

Les FPV pourraient également réduire la pénurie d'eau en produisant de l'électricité décarbonée. Comment ? Dans la prochaine partie, nous examinerons brièvement la solution.

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Comment les FPV peuvent réduire la pénurie d'eau

Pour parler franchement, les FPV peuvent réduire la pénurie d’eau en atténuant la perte d’eau par évaporation. De nombreuses études scientifiques corroborent l'affirmation selon laquelle les systèmes FPV pourraient être l'une des stratégies les plus efficaces pour atténuer la pénurie d'eau en réduisant la perte d'eau par évaporation des réservoirs et des lacs mondiaux. La manière dont les FPV contribuent à réduire la perte d’eau par évaporation est à deux volets. 

Premièrement, les FPV offrent des ombres et réduisent la température de la surface de l’eau. Un tel ombrage aide à supprimer le gradient de pression de vapeur à l’interface air-eau, qui est l’un des principaux moteurs des flux de chaleur latente et de l’évaporation. 

Outre leurs effets d'ombrage, les FPV servent également de barrière contre le vent. La vitesse du vent est directement corrélée aux taux d’évaporation, et le vent atténué sert de facteur atténuant. En parlant des avantages du FPV, le Dr Lastyn Woolway, auteur principal de l'article de l'Université de Bangor, avait le suivant à dire:

«Même avec les critères que nous avons fixés pour créer un scénario réaliste de déploiement du FPV, il y a des avantages à tous les niveaux, principalement dans les pays à faible revenu avec des niveaux d'ensoleillement élevés, mais également dans les pays d'Europe du Nord. Les critères que nous avons choisis reposaient sur des exclusions évidentes, comme les lacs dans des zones protégées, mais aussi sur ce qui pourrait réduire le coût et les risques du déploiement.

Il s’agit d’une voie viable vers la décarbonisation qui comporte des avantages supplémentaires. Cependant, de nombreuses autres stratégies peuvent aider les grands espaces industriels – souvent associés à l’utilisation de combustibles fossiles et à la production de carbone – à devenir effectivement décarbonés. Dans les prochains segments, nous discuterons de certaines de ces industries et examinerons leurs voies possibles de décarbonation.

Produits chimiques

L’utilisation d’outils d’analyse prédictive, de visualisation avancée et d’outils de gestion de l’énergie basés sur l’IA peut aider l’industrie chimique à améliorer son efficacité en matière de ressources et d’énergie. Elle peut utiliser de plus en plus de déchets durables ou de matières premières d’origine biologique, telles que les graisses végétales ou animales, le sucre, la lignine, l’hémicellulose, l’amidon, le maïs ou le sucre. Un autre moyen potentiel pour cette industrie de contribuer positivement aux objectifs de décarbonation pourrait être d’éviter la production de matériaux vierges tels que les polymères, les caoutchoucs, les batteries, les matériaux d’emballage, les solvants, les fluides caloporteurs et les lubrifiants.

PETROLE ET GAZ

Les entreprises pétrolières et gazières doivent prendre des mesures drastiques pour réussir leur décarbonisation. Certaines entreprises ont déjà développé leurs capacités en matière d'énergies renouvelables, tandis que d'autres acquièrent des sociétés dans des secteurs auxiliaires, tels que les installateurs solaires ou les stations de recharge pour véhicules électriques (VE), afin d'élargir leur portefeuille d'offres à émissions faibles ou nulles.

De plus, il existe la possibilité de transformer le dioxyde de carbone en matière première. L’utilisation du dioxyde de carbone comme matière première peut potentiellement créer des marchés valant des milliards de dollars. Par exemple, des entreprises comme C2CNT utiliser l'électrolyse fondue pour convertir le dioxyde de carbone directement en nanotubes de carbone, qui sont plus résistants que l'acier et hautement conducteurs.

Services publics d’électricité et énergies renouvelables

Ce secteur s’engage depuis longtemps de manière proactive dans la décarbonisation. Il existe cependant des possibilités d’amélioration. Les acteurs de l’industrie doivent plaider en faveur d’un environnement réglementaire plus propice, rationalisé et efficace. 

Pour rendre leurs opérations transparentes, bien coordonnées et optimisées, les entreprises doivent passer en temps opportun à des outils numériques qui renforcent une structure organisationnelle allégée. Il existe également un besoin accru de découvrir de nouvelles stratégies de croissance. 

Mines et métaux

Dans le secteur minier, les entreprises investissent dans les énergies renouvelables pour compenser leurs émissions. Par exemple, BHP a signé un accord pour développer de nouveaux parcs solaires et éoliens dans l'État australien du Queensland. Cet accord lui permettra d'alimenter ses mines de charbon de la région grâce à l'énergie solaire et de réduire ses émissions indirectes dans le pays de 20 % sur cinq ans. Jusqu'à présent, les sociétés minières sont bien placées pour maîtriser leurs émissions opérationnelles. Cependant, ce sont les émissions de la chaîne de valeur qui doivent les préoccuper davantage et les contrer de manière proactive. 

Alors que les secteurs industriels et les gouvernements évaluent constamment leur impact sur l'environnement, notamment en ce qui concerne l'empreinte carbone, les entreprises individuelles proposent des solutions innovantes. Dans les prochains segments, nous examinerons quelques-unes de ces sociétés. 

# 1. Ciel & Terre International

Fondation en 2006 en tant que spécialiste de l'intégration de systèmes photovoltaïques, Ciel & Terre International développe des centrales photovoltaïques flottantes à grande échelle depuis 2011. L'entreprise a installé des centrales photovoltaïques flottantes dans le monde entier, notamment à Ondani Ike, au Japon, à Changbin 3 et 4, à Taiwan, à Tata Steel Jamshedpur, en Inde, à Montpezat, en France, à Canoe Brook, aux États-Unis. , et beaucoup plus. 

L'entreprise possède plus de dix ans d'expérience en matière de tests et de terrain et plus de 30 ans de production d'énergie solaire flottante avec ses centrales électriques. Son travail couvre 280 projets solaires flottants dans le monde. 

Sans détailler l'ensemble de l'activité de l'entreprise, nous nous pencherons sur l'un de ses produits phares : Hydrelio Air Optim. Ce système solaire flottant flexible est l'évolution du système original de l'entreprise, Hydrelio Classic, la toute première solution solaire flottante brevetée et industrialisée à être commercialisée à l'échelle mondiale en 2010. Cette solution résiste à des vents forts jusqu'à 210 km/h, soit l'équivalent d'une pression dynamique de 130 1625 pascals. Sa technologie stabilisée aux UV lui confère une durabilité allant jusqu'à 30 ans. Il s'adapte efficacement aux conditions côtières et proches du littoral jusqu'à 1 mètre, selon la longueur d'onde. Fabriqué avec les meilleurs matériaux pour garantir sa résistance à la corrosion et sa compatibilité avec l'eau potable. 

Ciel & Terre possède également une filiale appelée Solaire Flottant Royaume-Uni. Il est destiné à approvisionner le système Hydrelio au Royaume-Uni. À ce jour, selon les chiffres publiés par l'entreprise elle-même, Ciel & Terre a permis d'éviter près de 740,000 XNUMX tonnes de dioxyde de carbone.

# 2. Kyocera mondial

Une autre entreprise qui a accompli un travail remarquable pour construire une société décarbonée est Kyocera mondial. L'une de ses solutions innovantes et révolutionnaires comprend les panneaux solaires FIT que les employés de Kyocera ont installés sur les toits de leurs résidences. L'énergie excédentaire générée par ces panneaux, ainsi que celle générée par les centrales solaires Kyocera non-FIT et JEPX+ appartenant à Kyocera, est injectée dans la plateforme P2P du réseau numérique, qui sert ensuite à alimenter l'installation Kyocera Yokohama Nakayama en électricité non fossile. 

Kyocera est un acteur reconnu dans la conception de solutions de panneaux solaires flottants. En 2018, elle a lancé la plus grande installation de panneaux solaires flottants du Japon. Centrale solaire flottante de 13.7 MW. Construite sur la surface d'un réservoir géré par le Bureau des Eaux de la Préfecture de Chiba à usage industriel, cette usine a une superficie de 180,000 2 m44 (plus de XNUMX acres). 

50,904 16,170 modules solaires Kyocera ont été installés pour générer environ 5,000 XNUMX mégawattheures (MWh) par an, ce qui pourrait alimenter près de XNUMX XNUMX foyers types. L'électricité a été vendue à TEPCO Energy Partner, Incorporated. Le projet a été initialement lancé par l'Agence des entreprises publiques de la préfecture de Chiba, qui recherchait des entreprises pour l'aider à réduire son impact sur l'environnement.

Lorsque cette centrale électrique est entrée en service, l'usine Kyocera Solar TCL avait déjà construit plus de 60 centrales solaires à travers le Japon et développé sept centrales solaires flottantes en utilisant les barrages et réservoirs d'eau douce du Japon plutôt que les terres agricoles. 

Selon les dernières données disponiblesLe chiffre d'affaires de Kyocera Global s'est élevé à 1,492,672 31 2023 millions de yens pour les neuf mois clos le XNUMX décembre XNUMX. 

Panneaux solaires flottants et avenir de la décarbonisation

Selon un rapport publié par la Banque mondiale qui a examiné la viabilité de la construction de centrales solaires flottantes en Inde, il existe certains obstacles à une mise en œuvre à grande échelle. Ces obstacles s’appliquent également à un scénario mondial. La production d'énergie solaire à partir de panneaux flottants pourrait être plus coûteuse que les installations au sol. Il existe un manque de clarté concernant les critères d’éligibilité pour un site solaire flottant. La capacité de fabrication des équipements nécessaires à la construction de ces installations est souvent limitée. 

La Banque mondiale a également noté les moyens par lesquels les fournisseurs pourraient accélérer et maximiser l'adoption. Il a plaidé en faveur de l’établissement d’objectifs clairs en matière de capacité solaire flottante afin d’établir les objectifs globaux du pays en matière d’énergie solaire. 

À l’instar de l’expérience avec laquelle nous avions commencé notre discussion, elle conseillait la création d’un référentiel de sites potentiels pour des projets solaires flottants afin de donner un signal positif au marché et de rationaliser le processus de développement des projets. 

Dans un avenir proche, la croissance de la production d'énergie solaire basée sur le FPV nécessitera la promotion et l'encouragement de la fabrication d'équipements solaires flottants selon des procédures et des certifications standardisées pour garantir la qualité. Puisqu’il s’agit encore d’un domaine émergent, des investissements dans des institutions capables de mener des études de faisabilité fiables pour de tels projets seront nécessaires.

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