Airborne solar wind energy systems (ASWES)

A recent French study:

Pourquoi ne pas couvrir massivement toits, parkings ou zones polluées de panneaux solaires ? Le gouvernement, avide d’économies, soutient plutôt le photovoltaïque au sol — qui grignote les terres. Enquête [2/4].

Cela devrait tomber sous le sens. Il faut mettre en priorité les panneaux solaires sur les zones déjà artificialisées : parkings, zones polluées et surtout, toitures. Coup de chance, selon une étude européenne parue en 2019 dans la revue Nature, l’Europe de l’Ouest est une zone à fort potentiel photovoltaïque (notamment autour de la Méditerranée) et dotée d’une solide capacité d’investissement. « Si tous les toits de l’Union européenne adaptés étaient équipés de systèmes photovoltaïques, 680 térawattheures (TWh) d’énergie solaire pourraient être produits. Cela représenterait 24,4 % de la consommation actuelle d’électricité des États membres de l’Union européenne », lit-on. Il faudrait amorcer la pompe : comme le montre une autre étude parue dans Energy policy, les panneaux photovoltaïques sur les toits des particuliers créent un effet de contagion spatiale (« spatial spillover ») auprès des voisins, en rendant la technologie plus familière.

Alors, pourquoi ne pas couvrir massivement nos toits de panneaux ? Si aujourd’hui les puissances installées en solaire se répartissent à cinquante-cinquante au sol et sur du bâti, la dynamique est clairement en faveur des installations à terre. D’abord parce qu’installer sur une construction existante coûte paradoxalement encore trop cher [1], ou dégage une rentabilité moindre qu’au sol. Dans une étude publiée en 2020 sur les « coûts des énergies renouvelables et de récupération », l’Agence de la transition écologique (Ademe) estime que le coût d’une installation résidentielle intégrée au bâti se situe entre 154 et 184 euros par mégawattheure (MWh) dans la zone sud la plus ensoleillée, tout juste au niveau du tarif d’achat actuel. Elle ne devient intéressante économiquement que sur des toitures moyennes ou grandes.

Translation:

Why not massively cover roofs, parking lots or polluted areas with solar panels? The government, eager to save money, supports instead the ground photovoltaic - which nibbles the land. Survey [2/4].

This should be obvious. Solar panels should be placed in priority on already artificialized areas: parking lots, polluted areas and, above all, roofs. Luckily, according to a European study published in 2019 in the journal Nature, Western Europe is an area with high photovoltaic potential (especially around the Mediterranean) and with a solid investment capacity. “If all suitable EU rooftops were equipped with photovoltaic systems, 680 terawatt hours (TWh) of solar energy could be produced. This would represent 24.4% of the current electricity consumption of the EU member states,” it reads. The pump should be primed: as another study published in Energy policy shows, photovoltaic panels on private roofs create a spatial spillover effect among neighbors, making the technology more familiar.

So why not cover our roofs massively with panels? If today the installed solar power is divided fifty-fifty between ground and building, the dynamic is clearly in favor of land-based installations. Firstly, because installing on an existing building is paradoxically still too expensive [1], or less profitable than on the ground. In a study published in 2020 on the “costs of renewable energy and recovery”, the French Agency for Ecological Transition (Ademe) estimates that the cost of a residential building-integrated installation is between 154 and 184 euros per megawatt-hour (MWh) in the sunniest southern zone, just at the level of the current feed-in tariff. It only becomes economically attractive on medium to large roofs.

This may be a justification for the Solar Energy Aims for the Sky project mentioned in the initial post, in addition to a higher expected annual production (the author mentioning 5x due to the higher radiation power at altitude and especially the higher number of sunshine hours).

Indeed, despite its undeniable advantages, solar panels occupy a rather limited space both on the ground (which is normal) and on the roofs (because of the costs).

There may be a small possibility with ASWES that would add the energy of the high winds but only to increase the lift of the integrated kite.