Produisez de l'énergie solaire !

Un fabricant de panneaux solaires à but non lucratif veut installer dans les communautés défavorisées – gratuitement

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Il existe un problème d’accès dans l’industrie solaire. Nous en avons parlé à de nombreuses reprises, lorsque les disparités de race et de revenus empêchent l’adoption généralisée de l’énergie solaire. Alors que le revenu médian des propriétaires d’énergie solaire diminue lentement, il reste encore beaucoup de ménages à revenu faible ou moyen et de locataires laissés pour compte. Une organisation à but non lucratif pense avoir une solution: des panneaux solaires fabriqués localement (installés gratuitement) sur ces ménages abandonnés. Non seulement plus d'installations solaires seront installées, mais les économies locales prospéreront grâce à l'augmentation des possibilités d'emploi et à l'afflux d'argent de dépenses supplémentaire provenant des économies réalisées sur les factures de services publics.

Kent Kernahan, un «entrepreneur en série» détenteur de nombreux brevets dans le secteur de la conversion de l'énergie, a inventé le modèle commercial «Locally Grown Power» (LGP). Il a voulu répondre à la question de savoir comment créer des emplois durables pour la classe moyenne, et son expérience dans le secteur de l'énergie solaire a tracé la voie idéale.

«Je suis passé par une série de startups et une révélation m’est arrivée en 2011. Tout ce que j’ai jamais fait est en production en Asie. Est-ce la bonne chose à faire? »Demanda Kernahan. “Notre modèle [in the United States] consiste à dissocier l’idée selon laquelle une invention sera capitalisée et fabriquée à partir de son lieu de création. En conséquence, toute nouvelle technologie inventée est financée puis immédiatement construite à l’étranger. Nous minons notre propre économie avec notre innovation. "

Si Kernahan pouvait développer une technologie solaire améliorée, puis la produire et l'installer dans un environnement plus confiné, l'économie locale en bénéficierait considérablement. Il a déterminé qu'un programme communautaire de fabrication et d'installation solaire à but non lucratif augmenterait le nombre d'emplois, permettrait de préserver les budgets locaux et de résoudre certains problèmes de justice environnementale. Le LGP élaborerait des plans pour que les communautés installent des usines de panneaux solaires et forment des installateurs pour équiper les ménages locaux à revenu faible ou moyen en systèmes solaires.

L'idée sans but lucratif posait de bonnes bases et Kernahan cherchait un nouveau moyen de fabriquer des panneaux solaires améliorés faciles à produire pour ces communautés. Il a utilisé ses brevets et ses compétences entrepreneuriales, a créé IdealPV et a découvert un problème qui mérite d'être résolu: des points chauds sur des panneaux solaires.

Panneaux solaires indéréglables

Kernahan et IdealPV ont inventé un moyen d'éliminer la conduction inverse dans les panneaux solaires, ou lorsque la tension négative provenant de l'ombrage, de la salissure ou d'autres problèmes amène le courant à inverser son flux à travers une cellule solaire, ce qui peut entraîner une défaillance précoce des points chauds. En empêchant le flux d’électrons de s’inverser, la technologie d’IdealPV peut permettre l’installation de panneaux dans des applications non idéales sans électronique supplémentaire. Les panneaux installés en ombrage partiel n'auraient plus besoin de micro-onduleurs ni d'optimiseurs de puissance pour assurer un flux de puissance constant.

«Vous résolvez ce problème [of hotspots] et puis beaucoup de choses que nous faisons avec les panneaux solaires pour éviter qu'ils ne soient immédiatement détruits par les points chauds ne doivent plus être inquiétés », a déclaré Kernahan.

Les panneaux IdealPV sont plus simples à construire car ils utilisent une rangée de cellules connectées en série serpentine, ce qui améliore la sortie et nécessite moins de câblage. Les panneaux sont plus faciles à assembler – parfaits pour une installation à but non lucratif.

Des prototypes du module IdealPV ont été testés à Harvey Mudd College et évalués à près de 270 W dans le même encombrement qu'un panneau à 60 cellules traditionnel. Dans le cadre du plan d’activités LGP, IdealPV concédera sous licence la conception de ses panneaux solaires à des organisations à but non lucratif qualifiées.

Programme pilote

Désormais, avec une technologie à concéder sous licence, LGP avait besoin d’une organisation à but non lucratif pour s’engager dans le concept. Après de longues recherches, Kernahan a découvert le projet CHERP (Community Home Energy Retrofit Project), une organisation bénévole à but non lucratif basée à Claremont, en Californie, qui a été créé pour éliminer les obstacles à la réalisation des objectifs nationaux et locaux d’efficacité énergétique. Devon Hartman, président et directeur exécutif de CHERP, a fondé le groupe en 2010 dans le but de contribuer à l'amélioration de l'efficacité énergétique des bâtiments, en travaillant en tant que consultant dans tout l'État pour informer les organisations communautaires sur la «science du bâtiment» et les mettre en contact avec les ressources nécessaires améliorations apportées. Après avoir rencontré Kernahan en 2015, Hartman a réalisé que la croissance locale était une initiative capitale du CHERP.

«Nous pouvons apprendre aux communautés à rénover leurs bâtiments mais aussi à fabriquer leurs propres panneaux solaires pour produire, produisant ainsi une approche globale des gaz à effet de serre», a déclaré Hartman. «Nous avons adopté une approche globale pour rénover le bâtiment, puis fournir de l’énergie solaire, stimuler l’économie locale et résoudre les problèmes d’injustice environnementale à faible revenu en même temps.»

Le programme pilote du LGP a été mis en place pour desservir Claremont et la région voisine de Pomona. CHERP est l’organisation à but non lucratif locale responsable du chapitre Claremont-Pomona Locally Grown Power, et Hartman est le PDG de Claremont-Pomona LGP, tandis que Kernahan siège au conseil d’administration du chapitre.

Des étudiants de Harvey Mudd (à gauche: Nate Smith, Giulia Castleberg, Jacquelyn Aguilera, Christopher McElroy, Priscilla Chu) préparent le montage des panneaux solaires IdealPV.

Chaque équipe de LGP se voit offrir la liberté de suivre des chemins différents pour mener à bien sa mission de maintien des emplois de la classe moyenne dans la communauté. Un groupe à but non lucratif pourrait avoir une population handicapée sous-employée qui fonctionne bien dans le lieu de fabrication. Cela risquerait de mettre moins l'accent sur le côté installation de l'entreprise. Une autre organisation à but non lucratif pourrait faire revenir des personnes de prisons dans des communautés qui sont plus aptes aux travaux de construction. Celui-ci pourrait automatiser davantage l’usine de fabrication tout en renforçant les travaux d’installation. Le LGP Claremont-Pomona est parti quelque part au milieu – il a créé plus de 200 emplois dans la fabrication et l’installation, avec pour objectif de doter 6 000 ménages à revenu faible à moyen de panneaux solaires à 16 panneaux (4,3 kW).

Une fois la mission locale établie, le LGP Claremont-Pomona a contacté des experts et des ingénieurs en énergie solaire du Harvey Mudd College pour obtenir de l'aide sur la construction d'une installation de panneaux solaires. Le LGP Claremont-Pomona a sécurisé un site, anciennement un centre de formation au soudage, dans le district scolaire unifié de Pomona. Les élèves de Harvey Mudd estiment la production de l’installation à 50 000 panneaux par an, ce qui correspond à l’équipement de 3 000 foyers (la première année) avec 16 panneaux solaires. Un panel devrait être produit toutes les 6,7 minutes, selon un calendrier de trois équipes. A 270 W pièce, la capacité de production annuelle du Claremont-Pomona LGP ​​devrait avoisiner 13,5 MW.

Christopher McElroy, étudiant en ingénierie de conception de Harvey Mudd, présente le plan de l’usine de panneaux.

Lorsque l’on envisage des centrales à panneaux solaires ayant une capacité annuelle 50 fois supérieure à celle des 13,5 MW de Claremont-Pomona LGP, elles emploient beaucoup moins que l’objectif du groupe, qui est de plus de 200 travailleurs.

"Il devient [more] Il est important de créer des emplois pour les personnes défavorisées qui disposent nécessairement de l’usine la plus automatisée possible », a déclaré Kernahan. «Ces personnes font partie de cette communauté et constituent une ressource sous-utilisée. Pour les organisations à but non lucratif, cela fait partie de la mission. "

Les concepts initiaux pour l’usine de fabrication nécessitent trois équipes d’environ 25 personnes, alors que plus de 100 travaux d’installation peuvent être supportés. Claremont-Pomona LGP ​​vise à obtenir l'homologation UL de l'usine et des panneaux d'ici la fin de 2019 et de fonctionner pleinement d'ici le printemps 2020.

Impacts économiques

La base fondamentale d'une organisation à but non lucratif signifie que le LGP Claremont-Pomona doit trouver de l'argent pour payer les emplois, la formation et les installations «gratuites» qu'il fournira à 6 000 ménages locaux.

«Nous avons toute une équipe de professionnels en développement de la main-d'œuvre qui nous aident déjà à obtenir des subventions pour la formation. Nous avons déjà prévu environ 700 000 dollars de subventions de formation », a déclaré Hartman. «Nous allons former et mettre au travail des jeunes à risque, des anciens combattants, des adultes sans emploi [and otherwise] personnes contestées. "

Le groupe a également eu un coup de chance en juin 2019 lorsqu'une subvention de 2,1 millions de dollars au GLP Claremont-Pomona a été incluse dans le budget de l'État de Californie pour 2019-2020. Cet argent ira directement au développement de l'usine de fabrication. Le membre de l'Assemblée, Chris Holden (dont le district comprend Claremont), a contribué à obtenir ce financement important dans le budget de l'État.

«La législature californienne a défini des politiques climatiques ambitieuses et je me suis engagé à 100% à renforcer notre rôle de leader dans la lutte contre le changement climatique, mais nous avons besoin que tous les Californiens puissent faire partie des solutions énergétiques plus écologiques», a déclaré Holden. «Le modèle à but non lucratif de Locally Grown Power offre à plus de Californiens l’occasion de s’asseoir à la table des négociations et d’appuyer nos priorités législatives existantes.

Giulia Castleberg, étudiante en ingénierie générale à Harvey Mudd, assemble les prototypes de modules d'IdealPV.

«Je suivrai la construction de l’usine de fabrication et espérer réaliser dans les villes de l’état de la Californie l’énergie localement développée qui permettra à tous les Californiens de jouer un rôle dans les solutions d’énergie propre», at-il poursuivi.

Des subventions supplémentaires accordées par une Californie soucieuse de l'environnement aident également. L’État utilise son rapport «CalEnviroScreen 3.0» pour cartographier les secteurs de recensement en fonction de la pollution à laquelle ils sont soumis. Le projet de loi 535 du Sénat prévoit que 25% des dollars de plafonnement et d'échange seront dépensés dans ces communautés pour réduire les émissions de gaz à effet de serre. Hartman a déclaré que ces deux milliards de dollars alloués devaient être dépensés dans les communautés défavorisées. Bien que Claremont n’ait pas une note élevée en matière de pollution, la ville voisine de Pomona a l’un des scores les plus élevés de la région de Los Angeles. Et il y a beaucoup plus de communautés qui ont besoin d'aide, ont l'argent qui leur est alloué et pourraient s'appuyer sur le plan d'affaires du LGP.

Avec la garantie de systèmes solaires compilés et de factures d'électricité réduites, les ménages choisis se retrouveront avec des dépenses supplémentaires, et les responsables du LGP pensent que ces dépenses seront dépensées dans la communauté, améliorant ainsi davantage l'économie.

"Non seulement nous aidons à atteindre nos objectifs très ambitieux en matière de réduction des gaz à effet de serre, mais nous libérons également un revenu personnel disponible au niveau de revenu du ménage le plus bas", a déclaré Hartman. «Avec un panneau solaire installé sur un ménage à revenu élevé, les 90 $ économisés par mois auraient tendance à être épargnés ou investis et ne toucheraient probablement jamais l’économie locale. Mais si vous économisez 90 dollars par mois pour les ménages aux revenus les plus bas, cet argent a tendance à être dépensé immédiatement dans l'économie locale en nourriture, essence, vêtements, fournitures médicales et fournitures scolaires.

En équipant 6 000 ménages à faible revenu en énergie solaire, Hartman estime que l’excédent d’épargne de 90 $ / mois dans les services publics détournera 6,5 ​​millions de dollars par an dans l’économie locale. Compte tenu de l’augmentation des taxes de vente locales et de l’Etat qui en découle, le programme devrait se payer facilement en moins de cinq ans.

Bien que le concept semble infaillible, Kernahan reconnaît qu'il sera difficile de faire accepter cette première tentative du modèle LGP à but non lucratif dans l'industrie. Mais amener la fabrication et l’installation solaires à un niveau plus localisé pourrait être le premier pas vers un changement majeur aux États-Unis.

«Cette idée de créer de la richesse pour la communauté – vous voulez vraiment produire vos produits sur les marchés où ils seront utilisés si vous voulez générer le maximum de richesse pour vos communautés», a déclaré Kernahan. «Je pense que nous sommes à la limite de l’industrialisation. Je pense que la tendance ultime pour la fabrication va être la fabrication distribuée proche du point de consommation. Cela n'a jamais été essayé nulle part ailleurs dans le monde, et nous avons maintenant un siège au premier rang pour voir comment cette approche de pointe de la fabrication distribuée peut fonctionner. "

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