La recherche en agrivoltaïsme a récemment fait un bond en avant grâce aux travaux de Joseph Vernier, doctorant à EDF, publiés dans la revue Solar Energy. Ces études explorent l’impact des panneaux photovoltaïques sur le microclimat des cultures agricoles, grâce à une modélisation avancée qui pourrait transformer la conception des centrales agrivoltaïques. Cette recherche permet non seulement d’optimiser les installations, mais aussi d’améliorer la productivité agricole en intégrant l’énergie solaire de manière durable.
Modélisation du microclimat des centrales agrivoltaïques
La mécanique des fluides est un domaine clé pour comprendre le microclimat généré autour des panneaux photovoltaïques. Les travaux de Vernier reposent sur un modèle robuste développé avec le logiciel code_saturne, qui simule efficacement les interactions entre les installations solaires et l’environnement. Ce modèle permet d’évaluer comment la disposition des panneaux et leur géométrie influencent le rayonnement solaire, la turbulence et la vitesse du vent.
Les résultats préliminaires câblent un tableau précis des effets des panneaux photovoltaïques sur le microclimat, notamment la diminution du rayonnement direct et diffus, ainsi que l’augmentation du rayonnement infrarouge. Ces aspects sont cruciaux pour anticiper les incidences sur la croissance des cultures, car une meilleure compréhension des interactions climatiques mène à des décisions plus éclairées dans la gestion des centrales agrivoltaïques.
L’importance du microclimat pour les cultures
Un microclimat adapté est bénéfique pour les producteurs agricoles, car il favorise la croissance des plantes tout en maximisant la production d’électricité. Les panneaux photovoltaïques, en créant des ombres sur les cultures, peuvent réduire le stress hydrique tout en améliorant les conditions de température. En intégrant ces systèmes, il est possible d’optimiser la production de nourriture tout en générant de l’énergie.
Les tests menés dans le cadre de la recherche ont révélé que des configurations spécifiques des panneaux permettent de minimiser les pertes de lumière tout en optimisant le flux d’air. Par exemple, des installations agrivoltaïques conçues pour laisser passer plus de lumière favorisent la photosynthèse, aspect essentiel à la performance des cultures. En outre, le positionnement stratégique des panneaux peut également aider à réduire les risques de gel, améliorant ainsi la résilience des cultures face aux variations climatiques.
Impacts des systèmes photovoltaïques flottants
Les systèmes photovoltaïques flottants, qui se situent au-dessus des réservoirs d’eau, permettent d’explorer d’autres dimensions du microclimat. La présence de panneaux au-dessus de l’eau modifie significativement les conditions d’humidité et de température, influençant l’évaporation et potentiellement offrant des solutions à des problèmes de gestion de l’eau.
Les recherches indiquent que ces systèmes flottants peuvent bloquer la lumière et le vent, entraînant une réduction de l’évaporation. Cette découverte pourrait avoir des applications considérables dans l’irrigation et la gestion de l’eau, notamment dans des zones arides où chaque goutte compte. De plus, des modèles de simulation pourraient permettre de concevoir ces installations afin qu’elles maximisent à la fois la production d’énergie et la préservation des ressources en eau.
Vers une meilleure intégration des panneaux dans l’environnement
La publication des travaux de Vernier constitue une étape significative vers une intégration optimale des panneaux photovoltaïques dans leur environnement. En optimisant la conception des centrales, EDF aspire à maximiser les bénéfices associés à l’agrivoltaïsme, en démontrant que les panneaux photovoltaïques peuvent non seulement produire de l’énergie, mais également protéger les cultures contre les aléas climatiques.
La recherche en cours sur le couplage de ce modèle avec des modèles de croissance végétale est tout aussi prometteuse. Elle vise à anticiper les échanges d’énergie et d’eau entre les plantes et leur environnement, pour améliorer encore davantage les performances agronomiques. En résumé, ces efforts de recherche visent à créer des systèmes énergétiques durables qui sont en harmonie avec la nature, tout en répondant aux besoins croissants de la production alimentaire.
