Dans un contexte de crise énergétique, l’énergie solaire émerge comme une solution d’avenir, du moins partiellement. Une équipe de chercheurs japonais vient de réaliser une avancée dans la compréhension des variations de l’irradiance solaire en Asie-Pacifique, offrant des perspectives intéressantes pour l’optimisation des installations photovoltaïques.
L’énergie solaire, bien que prometteuse, fait face à un défi de taille : son intermittence. Tout comme le vent, l’ensoleillement peut varier rapidement selon les conditions météorologiques, entraînant des fluctuations dans la production d’électricité. Ces variations posent problème pour les réseaux électriques et la garantie d’un approvisionnement stable.
Pour relever ce défi, une équipe dirigée par le Dr Hideaki Takenaka de l’Université de Chiba au Japon a mené une étude approfondie sur l’irradiance solaire dans la région Asie-Pacifique. Leur objectif ? Cartographier avec précision les variations spatiales et temporelles de l’ensoleillement pour optimiser l’implantation des futures centrales solaires.
Une technologie satellitaire de pointe
L’étude s’appuie sur une technologie innovante : le système AMATERASS. Ce système utilise des données collectées par les satellites géostationnaires Himawari-8 et Himawari-9 pour estimer l’irradiance solaire avec une précision inédite. Le Dr Takenaka a précisé : «Nos évaluations basées sur des données spatio-temporelles ont révélé des caractéristiques impossibles à obtenir avec une approche traditionnelle s’appuyant sur de simples moyennes à long terme.»
Des découvertes surprenantes
L’analyse des données a mis en lumière plusieurs phénomènes intéressants :
1. L’effet équateur
Les régions proches de l’équateur connaissent des fluctuations d’irradiance solaire moins importantes que les zones à latitude plus élevée. C’est comme si l’équateur agissait comme un «stabilisateur naturel» de l’ensoleillement.
2. L’influence de l’altitude
Les zones de haute altitude présentent une plus grande hétérogénéité de l’irradiance solaire, principalement due à une activité nuageuse plus intense. Imaginez les nuages comme des «parasols naturels» qui varient constamment d’intensité en montagne.
3. L’effet parapluie saisonnier
La région du plateau tibétain montre des variations saisonnières importantes de «l’effet parapluie», qui quantifie la quantité d’énergie solaire réfléchie vers l’espace. C’est comme si le « toit du monde » jouait le rôle d’un miroir géant dont l’efficacité varie selon les saisons.
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Implications pour les installations solaires existantes et futures
L’équipe de recherche a évalué la performance de plus de 1 900 centrales solaires existantes en utilisant des données annuelles et saisonnières. Il a été constaté qu’en raison des effets parapluie causés par les nuages, la production d’une grande partie de ces centrales n’est pas optimale de juin à août.
Concernant le format optimal pour les futures centrales solaires, les chercheurs ont conclu qu’une production d’énergie solaire plus largement distribuée est supérieure à des efforts plus localisés. Le professeur Takenaka a expliqué : «Sur la base des caractéristiques spatiales et temporelles de l’irradiance solaire, nous suggérons qu’il devrait être possible de supprimer les fluctuations rapides de la production d’énergie solaire en distribuant de petits systèmes photovoltaïques sur une large zone plutôt qu’en s’appuyant sur de grandes centrales solaires. Il convient de noter que ces conclusions proviennent de la recherche météorologique et climatique, et non d’une perspective d’ingénierie.»
Vers un nouveau modèle de production solaire
L’étude propose une approche novatrice pour l’avenir de l’énergie solaire. Le Dr Takenaka a également affirmé : «Nous suggérons qu’il devrait être possible de supprimer les fluctuations rapides de la production d’énergie solaire en distribuant de petits systèmes photovoltaïques sur une vaste zone plutôt que de s’appuyer sur de grandes centrales solaires.»
Cette vision pourrait se concrétiser par le développement massif de panneaux solaires sur les toits, une tendance déjà en plein essor dans de nombreux pays. C’est comme si chaque maison devenait une mini-centrale solaire, contribuant à un réseau énergétique plus stable et résilient.
Les résultats de cette étude contribueront à planifier l’avenir à court et long terme de la production d’énergie solaire dans la région Asie-Pacifique. En fournissant des informations précieuses sur les variations de l’irradiance solaire, cette recherche permettrait à la fois une optimisation des installations photovoltaïques et une meilleure intégration de l’énergie solaire dans les réseaux électriques de la région.
Légende illustration : La zone cible de cette étude est la région Asie-Pacifique, comprise entre 60°N et 60°S et entre 85°E et 180°E.
Article : ‘Solar irradiance variability around Asia Pacific: Spatial and temporal perspective for active use of solar energy’ / ( 10.1016/j.solener.2024.112678 ) / Chiba University – Publication dans la revue Solar Energy
