Introduction aux systèmes de montage solaire flottant
Face à la demande mondiale croissante en énergie propre, des solutions innovantes émergent pour optimiser l'espace et l'efficacité du déploiement de l'énergie solaire. Parmi ces innovations figure le système de montage solaire flottant, une technologie permettant d'installer des panneaux photovoltaïques (PV) sur des plans d'eau tels que des réservoirs, des lacs, des étangs et même des zones côtières proches du rivage. Cette approche permet non seulement de préserver de précieuses ressources foncières, mais aussi d'améliorer l'efficacité de la production d'énergie solaire en exploitant l'effet rafraîchissant naturel des surfaces aquatiques.
Qu'est-ce qu'un système de montage solaire flottant ?
Un système de montage solaire flottant est une structure technique qui soutient les panneaux solaires à la surface de l'eau. Le système de base comprend :
Flotteurs : dispositifs flottants qui maintiennent les panneaux solaires au-dessus de l'eau.
Cadres de montage : généralement fabriqués à partir de matériaux résistants à la corrosion tels que l'aluminium ou le PEHD.
Systèmes d'ancrage et d'amarrage : Maintenir la structure en place, en tenant compte des changements de niveau d'eau, du vent et des conditions de vagues.
Passerelles : Chemins optionnels pour l'accès à la maintenance.
Contrairement aux systèmes solaires au sol ou sur les toits, l’énergie solaire flottante permet de produire de l’électricité sur des plans d’eau sous-utilisés, créant ainsi une opportunité unique pour les pays disposant d’un espace terrestre limité ou d’une forte densité de population.
Principaux avantages des systèmes photovoltaïques flottants
1. Utilisation efficace de l'espace
Dans de nombreux pays, les terres sont rares et chères. Les systèmes solaires flottants éliminent la concurrence avec l'agriculture, le logement ou l'industrie pour l'accès aux terres, ce qui les rend idéaux pour les régions aux ressources limitées comme l'Asie du Sud-Est, le Japon et certaines régions d'Europe.
2. Rendement énergétique amélioré
Grâce à l'effet de refroidissement de l'eau, les modules PV sur les systèmes flottants fonctionnent généralement à des températures plus basses, ce qui peut entraîner une 5–Augmentation de 15% de l'efficacité énergétique par rapport aux systèmes traditionnels.
3. Conservation de l'eau
La couverture de panneaux solaires réduit l'évaporation de l'eau des réservoirs et des lacs. Ceci est particulièrement utile dans les régions sujettes à la sécheresse ou dans les zones où la conservation de l'eau est essentielle pour l'agriculture ou l'approvisionnement en eau potable.
4. Compatibilité environnementale
Les systèmes flottants réduisent la croissance des algues en limitant la pénétration de la lumière solaire. De plus, ils peuvent être installés sur des réservoirs artificiels existants ou des plans d'eau inutilisés, minimisant ainsi les perturbations environnementales.
5. Évolutivité et flexibilité
Qu'un projet nécessite 50 kW ou 50 MW, les systèmes solaires flottants sont hautement évolutifs. Des modules peuvent être ajoutés progressivement, en fonction du budget et des infrastructures.
Applications typiques des structures de montage solaires flottantes
L'énergie solaire flottante ne se limite pas à une région ou à un secteur d'activité. Voici quelques applications courantes :
Centrales hydroélectriques :Installé sur des réservoirs de barrage, permettant une production hybride et une utilisation optimisée du transport.
Stations de traitement des eaux :Utilise la surface disponible dans les installations municipales ou industrielles.
Réservoirs d'irrigation :Ajoute de la valeur à l’agriculture en conservant l’eau et en produisant de l’énergie simultanément.
Étangs industriels :Réduit l’évaporation et fournit de l’énergie pour une utilisation sur site, améliorant ainsi la durabilité.
Lacs de sites miniers ou pétroliers :Aide à compenser les émissions dans les industries à forte intensité de carbone.
Composants et considérations matérielles
Lors de la conception d'un système solaire flottant, la qualité des matériaux utilisés est essentielle en raison de l'exposition constante à l'eau et aux rayons UV. Parmi les matériaux courants, on trouve :
Flotteurs en polyéthylène haute densité (PEHD) :Résistant aux UV, respectueux de l'environnement et flottant.
Rails de montage en alliage d'aluminium :Léger, résistant à la corrosion et solide.
Quincaillerie en acier inoxydable :Pour les joints, les boulons et les supports qui résistent à l'humidité et aux environnements salins.
Système d'ancrage :Comprend des blocs de béton, des ancres hélicoïdales ou des amarrages lestés en fonction des conditions du site.
Câblage électrique et boîtes de jonction :Étanche et conçu pour résister à l'humidité et à une éventuelle submersion.
Défis et considérations techniques
Bien que le photovoltaïque flottant présente de nombreux avantages, il présente également des défis uniques :
Facteurs environnementaux :Doit résister aux charges de vent, à l’action des vagues et aux fluctuations des niveaux d’eau.
Accès à la maintenance :Une conception appropriée devrait inclure des passerelles ou des plates-formes flottantes pour les techniciens.
Connexion au réseau :Un câblage sous-marin plus long peut être nécessaire pour atteindre les sous-stations terrestres.
Permis et réglementations :Selon le pays, des droits d’utilisation des masses d’eau et des évaluations d’impact environnemental peuvent être nécessaires.
Coûts initiaux :Peut être légèrement plus élevé que les systèmes montés au sol en raison de structures et d'ancrages spécialisés.
Perspectives du marché des systèmes solaires flottants
Selon l'IRENA, le marché de l'énergie solaire flottante devrait croître à un taux de croissance annuel composé (TCAC) de plus de 20 % d'ici 2030. Des pays comme la Chine, l'Inde, la Corée du Sud, la Thaïlande, les Philippines et le Brésil ont déjà installé d'importantes fermes solaires flottantes, et de nombreux autres mènent des projets pilotes.
Les incitations gouvernementales, l’amélioration des technologies de conception et la baisse des prix des composants devraient encore alimenter cette croissance.
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