Entraîner les panneaux solaires à danser avec le vent : une solution basée sur l’IA améliore la résilience

L’énergie solaire est actuellement le secteur énergétique qui connaît la croissance la plus rapide au monde. Les centrales solaires photovoltaïques convertissent la lumière du soleil en électricité et leur vaste potentiel de production d’énergie propre et renouvelable fait de l’énergie solaire la pierre angulaire de l’initiative NetZero Emissions by 2050, qui vise à réduire à zéro les émissions de dioxyde de carbone d’ici 2050.

Le vent a des effets à la fois positifs et négatifs sur les réseaux électriques solaires. Il aide à maintenir les performances des panneaux solaires en éliminant l’accumulation de saleté et de poussière, et comme les panneaux solaires perdent généralement de leur efficacité à mesure qu’ils chauffent, le flux de vent sur et autour de la surface des panneaux augmente le refroidissement et l’efficacité.

Cependant, les panneaux minces sont vulnérables aux vents violents, allant même jusqu’à l’effondrement structurel et aux défaillances dont la réparation peut prendre des semaines. En outre, les réclamations d’assurance résultant de la vulnérabilité des panneaux photovoltaïques aux événements météorologiques violents ont considérablement augmenté avec l’utilisation accrue de l’énergie solaire.

Dans Physique des Fluides, Des chercheurs du Centre de formage des matériaux de l’Université PLS de Sophia Antipolis, en France, proposent un cadre décisionnel numérique unique pour la protection des panneaux solaires contre les conditions météorologiques extrêmes.

“En combinant dynamique des fluides avancée et intelligence artificielle, nous avons vu une opportunité de répondre de manière innovante aux risques de dommages causés par le vent et de contribuer à la résilience des systèmes d’énergie renouvelable”, a déclaré l’auteur Elie Hachem.

L’espacement des rangées, la garde au sol et les angles d’inclinaison ont été les principaux domaines d’intérêt des équipes de recherche cherchant à atténuer les effets des dommages causés par le vent sur les panneaux solaires. Les supports de suivi qui font pivoter les panneaux pour une exposition maximale au soleil restent opérationnels jusqu’à ce qu’une certaine vitesse du vent soit atteinte.

À ce stade, le panneau se met dans une position de rangement présumée sûre, parallèle au sol. Bien que cette méthode de rangement soit efficace dans certains cas, les panneaux perdent de l’énergie dans cette position et, plus important encore, ne sont souvent pas protégés des vitesses de vent plus élevées.

Le cadre utilisé par l’équipe combine des simulations avancées du vent avec l’apprentissage automatique pour optimiser les angles individuels des panneaux solaires sous des vents forts. Contrairement aux méthodes précédentes développées pour protéger les panneaux, cette nouvelle méthode traite les panneaux comme des décideurs indépendants et identifie des solutions créatives et basées sur les données pour réduire le stress, surpassant considérablement les mesures de protection actuelles.

“C’est comme apprendre aux panneaux à danser avec le vent, en minimisant les dégâts tout en protégeant la production d’énergie lors de vents violents”, a déclaré Hachem.

Le cadre décisionnel pour la protection des panneaux solaires remet en question les pratiques d’ingénierie traditionnelles. Il offre une solution évolutive pour améliorer la résilience du monde réel, tout en ouvrant la porte à des systèmes plus intelligents et adaptatifs pour relever le défi de la production d’énergie avec zéro émission nette de carbone.