Les fermes solaires devenant de plus en plus complexes, il sera essentiel de réduire les risques des projets bifaciaux en diminuant l'incertitude liée à l'albédo. Nous avons rencontré Vicente Lara-Fanego
PhD, expert en modélisation météorologique et solaire, et Harsh Goenka, Business Development Manager, pour discuter du nouveau rapport en deux parties de Solargis sur cette source de données peu connue, et de la manière dont le secteur solaire peut saisir l'opportunité d'établir une nouvelle norme pour les projets bifaciaux en investissant dans les données d'albédo.
Bonjour à tous. Pour commencer, pourriez-vous nous expliquer ce qu'est l'albédo ?
Vicente : En termes simples, l'albédo est une mesure du degré de réflexion d'une surface dans certaines conditions. Les surfaces claires, comme le désert et la neige, ont des valeurs d'albédo plus élevées que les surfaces plus sombres, comme la boue ou l'herbe.
L'albédo présente une grande variabilité spatiale et temporelle. Il peut varier sur quelques mètres, mais aussi selon les saisons, et même tout au long de la journée.
En outre, l'albédo dépend non seulement des caractéristiques de la surface, mais aussi d'autres facteurs tels que les conditions d'éclairage. Ainsi, malgré une définition apparemment simple, ce paramètre clé présente des complexités inhérentes.
Pourquoi l'albédo est-il important pour le secteur solaire ?
Harsh : L 'albédo est une variable clé qui influe sur les performances des projets solaires bifaciaux ; il sera donc essentiel de bien la comprendre pour poursuivre le déploiement de cette technologie.
L'utilisation de modules bifaciaux se développe rapidement sur les principaux marchés mondiaux, car le coût de production d'un panneau bifacial se rapproche de celui d'un panneau monofacial. Cela signifie que non seulement de plus en plus de projets reposent sur la technologie bifaciale, mais aussi que cette technologie est utilisée sur des terrains plus complexes où les valeurs d'albédo peuvent varier de manière significative.
Comment cela affecte-t-il exactement les performances des projets solaires bifaciaux ?
Harsh : Une valeur d'albédo plus élevée signifie qu'une plus grande quantité de rayonnement solaire sera réfléchie sur la face inférieure du champ solaire. Pour les modules bifaciaux, cela se traduit par une production d'énergie supplémentaire.
Il est donc essentiel que les développeurs de projets solaires minimisent toute incertitude liée à l'albédo lors de l'estimation des rendements énergétiques futurs des projets.
Dans quelle mesure l'albédo est-il bien compris par l'industrie solaire ?
Vicente : Il existe encore des lacunes importantes dans les connaissances du secteur, notamment en ce qui concerne les applications pratiques de l'albédo pour les projets bifaciaux.
Les surfaces telles que la neige posent des problèmes lorsqu'on cherche à concevoir une ferme solaire bifaciale efficace, car les normes actuelles de modélisation ne sont pas adéquates. Même pour les surfaces mieux comprises, comme le désert, les niveaux de variabilité sont encore élevés, ce qui accroît l'incertitude.
Quels sont les risques pour le marché liés à l'incertitude de l'albédo ?
Vincente : Lors d'une simulation de projet, Solargis a calculé que pour les projets dont les valeurs d'albédo sont typiquement comprises entre 0,2 et 0,3, une erreur de 0,1 dans l'estimation de l'albédo entraîne des différences allant jusqu'à 4 % dans la production annuelle d'énergie.
Dur : les fabricants de modules bifaciaux et de suiveurs soulignent souvent que le LCOE des systèmes bifaciaux est inférieur à celui des systèmes monofaciaux. C'est peut-être vrai en général, mais les promoteurs doivent faire preuve de diligence raisonnable pour le vérifier dans le cadre de leurs projets, car le choix de la technologie à utiliser dépend de nombreux facteurs, notamment le coût du terrain, les coûts de construction et les conditions météorologiques. D'un point de vue géographique, le rapport entre l'irradiation diffuse/globale et l'albédo permet de déterminer l'option la plus rentable.
Si les développeurs optent pour la technologie bifaciale, ils doivent également faire des choix de conception tels que l'angle d'inclinaison optimal, le taux de couverture du sol, la hauteur de la structure de montage, etc. Si l'on ne dispose pas d'une estimation précise de l'irradiation globale, directe et réfléchie, la conception du système risque de ne pas être optimisée pour être aussi rentable qu'elle devrait l'être.
Quels sont les facteurs clés à prendre en compte pour s'assurer que l'industrie solaire utilise pleinement les données d'albédo ?
Vicente : Trois facteurs principaux ont posé des problèmes au secteur solaire lorsqu'il s'est agi de produire des estimations précises de l'albédo sur un site. Ces facteurs sont les suivants
Pourquoi le fait de ne pas mesurer l'albédo suffisamment longtemps est-il un problème, et que peuvent faire les développeurs solaires pour l'atténuer ?
Vicente : Les valeurs d' albédo varient considérablement sur une base saisonnière. Même les campagnes de mesure les plus complètes, combinant des mesures précises au sol et des données satellitaires granulaires de haute qualité, ne parviendront pas à fournir un aperçu adéquat du véritable potentiel d'un site pour un projet bifacial.
Pour minimiser l'incertitude et éviter de perdre du temps et de l'argent avec des mesures inefficaces, les développeurs solaires doivent prendre des mesures d'albédo scientifiquement rigoureuses sur une période de plusieurs mois au lieu de quelques jours - et les étayer avec des données satellitaires précises.
Quels types d'hypothèses l'industrie a-t-elle formulées à propos de l'albédo ?
Harsh : Bien que cela soit moins courant depuis l'expansion rapide du biface, les valeurs d'albédo sont parfois données comme une valeur annuelle fixe, en fonction du type de surface. Par exemple, si le projet est prévu dans le désert, les ingénieurs du projet peuvent choisir une valeur d'albédo de 0,3 comme estimation de haut niveau. Cela peut entraîner des écarts importants par rapport à l'albédo réel d'un site, en particulier pour les sites ayant un albédo plus élevé, tels que les régions enneigées ou sablonneuses.
Nous recommandons toujours aux développeurs solaires de se référer à des estimations d'albédo provenant de sources de données validées et à haute résolution dérivées de satellites. Par exemple, avec l'outil Solargis Prospect, les développeurs peuvent accéder à une estimation fiable de l'albédo avec une granularité mensuelle dès la phase de préfaisabilité, éliminant ainsi le travail de conjecture lors de l'estimation de ce paramètre clé. Cela permettra d'améliorer les choix technologiques et les décisions de conception.
Pourquoi est-il important d'utiliser des ensembles de données granulaires sur l'albédo et quelle doit être leur granularité ?
Vicente : L 'albédo peut varier considérablement d'un site à l'autre, en raison des différentes textures de surface et des conditions d'ombrage. Tout élément qui modifie les propriétés de la surface peut changer l'albédo. Le vent, l'humidité ou le cycle de vie de la végétation de surface sont des exemples de phénomènes naturels qui influencent l'albédo.
L'albédo varie également au cours de la journée et de la saison, en fonction des conditions météorologiques et d'éclairage. Les outils actuels de modélisation photovoltaïque sont souvent incapables d'intégrer des données de séries temporelles infrajournalières - mais des résolutions plus élevées peuvent garantir que d'autres calculs sont plus précis.
Les ensembles de données publiques disponibles gratuitement n'ont pas la granularité requise pour étayer avec précision les calculs de rendement énergétique. En outre, ils sont inefficaces pour les conditions complexes et difficiles telles que la neige.
Quant à la granularité recommandée, elle dépend du site en question. Comme point de départ, nous suggérons aux développeurs solaires d'utiliser au moins des données temporelles mensuelles sur l'albédo, et d'utiliser une granularité spatiale qui reflète l'hétérogénéité de la surface du site.
Pour l'ensemble de l'industrie, il y a des gains significatifs à faire en investissant dans des outils de modélisation PV qui peuvent utiliser des ensembles de données plus granulaires. L'amélioration de la précision des calculs d'albédo contribuera à assurer le succès continu des projets bifaciaux à l'avenir.
Merci de nous avoir accordé cet entretien, Vicente et Harsh. Où les lecteurs peuvent-ils trouver plus d'informations sur les meilleures pratiques en matière d'albédo dans le secteur solaire?
Vicente : Solargis a rédigé un livre blanc en deux parties sur l'albédo, décrivant les défis auxquels l'industrie solaire a été confrontée lors du calcul précis de l'albédo, et montrant comment une approche des mesures fondée sur les meilleures pratiques peut contribuer à réduire l'incertitude. Lire la suite ci-dessous :
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