Des chercheurs de l’Université Hamad Bin Khalifa, au Qatar, ont évalué les performances technico-économiques de cinq configurations photovoltaïques montées sur poteau, destinées à alimenter des équipements hors réseau dans des environnements chauds et arides où l’accès à la maintenance peut être limité. Les systèmes sont conçus pour des applications telles que l’éclairage public, les caméras, les capteurs et les dispositifs de télécommunication.
L’équipe a surveillé les configurations au centre d’essai extérieur de l’Institut de recherche sur l’environnement et l’énergie du Qatar, à Doha, d’août 2025 à août 2026. Le groupe d’essai comprenait des modules U-IBC et bifaciaux installés soit avec une inclinaison de 22 degrés, soit verticalement, ainsi qu’un tube photovoltaïque vertical octogonal. La production électrique et les conditions environnementales ont été enregistrées à intervalles d’une minute, avec 311 jours de données conservés après filtrage.
Les chercheurs ont combiné des mesures de terrain et des modèles analytiques afin d’examiner la production d’énergie, l’encrassement, l’ombrage et les exigences structurelles liées au vent. Ils ont également dimensionné les systèmes pour alimenter une charge quotidienne de 1 kWh dans des conditions de faible irradiance, évalué les emprises au sol et estimé les besoins en stockage par batterie à l’aide de trois journées de référence.
L’étude a classé les configurations selon six critères : la capacité installée, l’emprise au sol, le stockage, la maintenance, la résilience à l’ombrage et la compacité structurelle. Des analyses supplémentaires ont examiné l’évolution des résultats avec différentes pondérations des critères, températures et coûts.
Selon l’auteur correspondant, Khaled Aʼamar, la géométrie de chaque conception influence fortement l’effet de la poussière. Lorsque les modules ne sont pas nettoyés, les panneaux inclinés nécessitent une capacité photovoltaïque supérieure de 16,04 % pour compenser les pertes dues à l’encrassement, tandis que le tube photovoltaïque vertical nécessite une capacité supplémentaire de 0,70 %.
L’ombrage a été identifié comme une contrainte encore plus importante dans les conditions de Doha. Le modèle des chercheurs indique que les configurations planes cessent de produire lorsque l’ombrage dépasse 67 %, tandis que la configuration en tube continue de fonctionner.
Les résultats n’ont pas permis d’identifier une option universellement optimale. Les modules bifaciaux inclinés nécessitent la plus faible capacité installée lorsqu’un site ne présente pas de contraintes majeures. En revanche, lorsque l’accès à la maintenance, l’ombrage, l’espace disponible ou les limites structurelles sont importants, le tube vertical présente la pénalité combinée la plus faible, bien qu’il nécessite une capacité de référence environ 2,7 fois supérieure.
Les chercheurs ont élaboré des indices pour quantifier les exigences de conception supplémentaires associées à ces contraintes et proposé un cadre à six critères pour sélectionner les configurations en fonction des conditions du site. Les résultats sont présentés dans l’étude « Techno-Economic Analysis of Off-Grid Pole-Mounted Photovoltaic Configurations for Accessible and Inaccessible Sites in Arid Climates », publiée dans Solar Energy.
Sources: pv magazine.