Le réchauffement climatique menace la production d'énergie solaire
Contre le réchauffement climatique, les experts s'accordent à dire qu'il est nécessaire de développer les énergies renouvelables comme le solaire. Sauf que ces énergies renouvelables sont elles-mêmes lourdement impactées... par le réchauffement.
Les panneaux solaires n'apprécient pas du tout les grosses chaleurs. Lorsque les photons traversent les cellules photovoltaïques, elles arrachent des électrons aux créant alors un « trou » dans le matériau semi-conducteur. Un facteur important de l'efficacité d'un panneau solaire est la vitesse à laquelle les électrons se recombinent avec les trous. Or, ce taux de recombinaison est très sensible à la température : plus il fait chaud, plus il est élevé, ce qui diminue le rendement. On estime ainsi qu'au-delà de 25 °C, une augmentation de 1 °C aboutit à une baisse de production de 0,45 %. Sous des températures ambiantes de 35 °C, les cellules peuvent atteindre 80 °C en surface et perdre jusque 30 % de leur rendement. Lors du pic de consommation d'électricité dû à la canicule le 24 juillet 2019, le parc solaire français n'a ainsi pu produire que 6.100 MW, contre une puissance théorique maximale de 8.612 MW, soit à peine 11 % de la production nationale selon le gestionnaire du Réseau de Transport d'Électricité (RTE).
Des pertes de rendement pouvant aller jusqu’à 50 kWh par kW installé
Dans une étude publiée sur la plateforme scientifique arXiv, Ian Peters et Tonio Buonassisi, chercheurs au Massachusetts Institute of Technology (MIT), ont modélisé les effets d'un réchauffement global de 1,8 °C à l'échelle de notre Planète. D'après leurs calculs, le rendement des panneaux photovoltaïques devrait chuter en moyenne de 15 kWh par kW installé. Mais certaines régions, comme le sud des États-Unis, l'Afrique du Sud ou l'Asie centrale seront encore plus touchées, avec des baisses pouvant aller jusqu'à 50 kWh.
La baisse de rendement attendue du photovoltaïque d’ici la fin du siècle en cas de réchauffement de 1,8 °C. © Ian Marius Peters et Tonio Buonassisi, MIT
Les effets pervers d’une baisse des émissions polluantes
La température est loin d'être le seul facteur influençant la production solaire. L'humidité, le vent ou l'ensoleillement ont un rôle encore plus déterminant. D'après une étude parue dans le magazine Nature en 2015, la production solaire en Europe pourrait baisser de 10 à 12 % dans les régions d'Europe du Nord en raison de la baisse d'ensoleillement, notamment en hiver. Une autre étude du centre de recherche de la Commission européenne (JRC) met en garde contre les effets pervers d'une réduction la pollution. D'un côté, la baisse locale du nombre de particules contribue à améliorer l'ensoleillement. Mais cet effet est largement compensé par l'augmentation de la circulation atmosphérique produisant une couverture nuageuse plus importante, indiquent les auteurs. Là encore, il y a aurait des gagnants et des perdants : l'Afrique du Nord et l'Europe de l'Est verraient leur production baisser de 7 % tandis que la Méditerranée et l'Europe de l'Ouest pourraient connaitre une hausse de 10 %. Cette diminution des aérosols est aussi susceptible d'entraîner une augmentation des vagues de chaleur... qui réduit le rendement du photovoltaïque.
Doper les cellules solaires pour compenser les effets du réchauffement
Toutes ces prévisions ne prennent pas non plus en compte les améliorations technologiques. « Une percée dans les sciences des matériaux pourraient modifier considérablement la sensibilité des cellules photovoltaïques à la température », avancent Ian Peters et Tonio Buonassisi. Les cellules au tellurure de cadmium, par exemple, ne perdent que 3 % de leur puissance par tranche de 10 °C supplémentaire, contre 5 % pour les cellules cristallines. D'autres recherches visent à exploiter un spectre plus large du rayonnement grâce à des nanotubes de carbone ou des nanoparticules « réverbérantes ».
S'il est bien difficile d'évaluer les effets globaux du changement climatique sur la production d'énergie solaire, une chose est certaine : la variabilité des performances va s'accentuer partout dans le monde, rendant encore plus complexe la gestion du réseau.
Source web : futura-sciences
Les articles en relation
Jason 2 à 10 ans : l'altimétrie spatiale a révolutionné notre connaissance du climat
Jason 2 à 10 ans : l'altimétrie spatiale a révolutionné notre connaissance du climat Le satellite Jason 2 fête ses 10 ans. Les missions altimétriques des satellites Jason, du CNES et de la
Savoir plus...Réchauffement climatique : la Nasa découvre un
Réchauffement climatique : la Nasa découvre un "détergent" de gaz à effet de serre Enfin une bonne nouvelle concernant le réchauffement climatique ! Des scientifiques de la Nasa viennent d
Savoir plus...Le réchauffement climatique fait peser un risque croissant de crise alimentaire mondiale
Le réchauffement climatique fait peser un risque croissant de crise alimentaire mondiale Si rien n'est fait pour endiguer le réchauffement climatique, c'est la sécurité alimentaire mondiale qui ser
Savoir plus...Quels sont les cinq types d'énergies renouvelables ?
Quels sont les cinq types d'énergies renouvelables ? À l'origine de toutes les énergies renouvelables que l'humanité exploite aujourd'hui, il n'y a que deux grandes sources : le Soleil
Savoir plus...Le Giec alerte sur les impacts du réchauffement climatique
Le Giec alerte sur les impacts du réchauffement climatique Le monde devra procéder à des transformations «rapides» et «sans précédent» s'il veut limiter le réchau
Savoir plus...Changement climatique : comment protéger nos villes des coups de chaleur ?
Changement climatique : comment protéger nos villes des coups de chaleur ? Pour limiter les températures en milieu urbain lors des canicules estivales, il faut réfléchir à cette question dès
Savoir plus...Énergies renouvelables : le Maroc au 5e forum arabe
Énergies renouvelables : le Maroc au 5e forum arabe Le Maroc prend part au 5e Forum arabe sur les énergies renouvelables et l’efficacité énergétique qui se déroule au Caire depuis le 1e
Savoir plus...Phénomènes climatiques extrêmes : le réchauffement parfois seul en cause
Phénomènes climatiques extrêmes : le réchauffement parfois seul en cause Les scientifiques l'avaient annoncé : un jour, l'influence du changement climatique engendré par l'Homme de
Savoir plus...COP 24 : tous les indicateurs du réchauffement climatique sont dans le rouge
COP 24 : tous les indicateurs du réchauffement climatique sont dans le rouge Alors que le monde entier a les yeux rivés sur Katowice, en Pologne, où la 24e Conférence sur le climat (COP24) se tient jusqu
Savoir plus...Giec : le dernier rapport estime l'impact d’un réchauffement de 1,5 °C
Giec : le dernier rapport estime l'impact d’un réchauffement de 1,5 °C Lundi 8 octobre, les délégués des États de l'ONU, réunis en Corée du Sud depuis une semaine, re
Savoir plus...Le Parc national de Souss-Massa, une aire protegee a fort enjeu
Le Parc national de Souss-Massa, une aire protegee a fort enjeu Les 33.800 hectares du Parc national de Souss-Massa sont le refuge d'une biodiversité dont la fragilité n'a d'égale que sa richesse pays
Savoir plus...World Policy Conférence : La gouvernance mondiale défie la protection du climat (maroc-géoparc jbel bani)
World Policy Conférence : La gouvernance mondiale défie la protection du climat (maroc-géoparc jbel bani) « Non, nous n’allons pas vers les objectifs fixés par l’Accord de Paris sur le cl
Savoir plus...