Une nouvelle étude détaille comment les photovoltaïques flottants affectent le flux du vent et l'irradiation dans un lac, ainsi que leur effet sur la température de l'eau à différentes profondeurs. Cependant, les auteurs affirment que des recherches supplémentaires sont nécessaires sur la manière de concevoir des systèmes permettant de maximiser les avantages des plans d'eau eux-mêmes.

Une équipe de chercheurs de l'Institut Fraunhofer pour les systèmes d'énergie solaire ISE et de l'Université de Fribourg a évalué un système photovoltaïque flottant (FPV) sur le lac Maywald, dans le sud-ouest de l'Allemagne, afin de déterminer son impact sur les propriétés thermiques du lac.

Dans leur étude d'un système FPV de 749 kW sur un lac, les chercheurs ont utilisé des mesures météorologiques et hydrologiques approfondies pour étudier les effets du système sur le flux de vent latéral proche de la surface, l'irradiation, la température de l'eau et le bilan énergétique.

L’équipe a découvert que la couche d’eau la plus élevée présente de grandes variations de température de l’eau (ΔT w ) en fonction de l’heure de la journée.

"En particulier, des valeurs ΔTw négatives peuvent être observées dans la couche proche de la surface, indiquant un effet de refroidissement du système. La profondeur et l'écart type de la différence moyenne de température de l'eau présentent une forte corrélation négative (r = -0,87). 0 à 5 La fluctuation de la différence de température de l'eau dans la plage de profondeur de m était significativement plus élevée que celle dans la plage de profondeur de 5 à 10 m (p = 0,0007)."

Selon les chercheurs, les résultats pourraient indiquer que l'impact du FPV se situe principalement dans la couche d'eau supérieure et peut avoir des effets différents de jour comme de nuit, le refroidissement le plus fort se produisant dans la couche d'eau proche de la surface.

Pour déterminer l’impact du FPV sur le lac, l’équipe a utilisé un modèle de lac générique avec comme entrée des mesures d’irradiance horizontale globale (GHI) au-dessus et au-dessous du module. De plus, l’équipe a utilisé les données générées par de petits émetteurs de vent pour analyser les différences de vitesse latérale du vent près de la surface provoquées par le système.

"Sur la base d'une analyse de sensibilité du vent réduit, on peut observer que l'effet du FPV sur la vitesse du vent près de la surface peut avoir un impact considérable sur les propriétés thermiques du lac", indique l'étude. "Bien que l'irradiation mesurée (73 %) et le vent (23 %) impliqueraient un effet compensatoire sur le changement climatique, une forte réduction du vent pourrait avoir un effet stabilisant sur la stratification et augmenter considérablement les températures de l'eau de surface au cours des années extrêmes comme 2018. Cela pourrait à son tour amplifier davantage l’influence des projections sur le changement climatique. »

Ces complexités signifient que davantage de recherches devraient être menées pour surveiller l'interaction entre les FPV et l'eau afin que les systèmes puissent être spécifiquement conçus « pour avoir des effets bénéfiques sur les plans d'eau en termes de changement climatique », a déclaré le groupe.