L’effet de réchauffement du PV sur la température du sol en surface

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D‘après pv magazine International

Des scientifiques de l’Université de Kyushu ont observé les tendances de la température du sol en surface (LST) sous l’effet de l’installation de panneaux PV dans le bassin versant de la rivière Kushida. Situé dans le centre du Japon, ce dernier est à cheval sur les trois communes de Matsusaka, de Taki et de Meiwa. Les chercheurs ont utilisé des réseaux de neurones convolutifs (RNC) pour repérer les panneaux PV à partir de photos aériennes ainsi que des capteurs à distance pour mesurer les changements de température.

« Nous avons conçu un modèle analytique composite fondé sur une technologie de détection à distance et sur l’apprentissage machine pour quantifier l’impact des panneaux solaires sur l’environnement thermique dans des zones présentant des caractéristiques géographiques différentes, expliquent-ils. Ce modèle repère les centrales PV au sol à l’aide de données publiques et étudie la répartition spatiale de différents types de PV ainsi que les changements de température du sol dans les environs. »

La zone étudiée, d’une surface totale de 767,62 km2, est recouverte à 81 % environ de forêts et de terres agricoles. À l’aide de photos aériennes haute résolution, les scientifiques ont pu repérer les installations PV et compiler des données statistiques afin de déterminer leur répartition. En outre, ils ont réalisé des analyses mensuelles de la température de surface du sol à l’aide de données provenant d’un satellite Landsat sur Google Earth Engine (GEE) et ont évalué les changements de température au niveau des sites d’installations PV au fil des différentes saisons, sur une période de 10 ans.

De plus, à l’aide d’outils statistiques tels que la régression pondérée géographiquement (GWR) et de modèles comme les moindres carrés ordinaires (OLS), ils ont pu détecter des facteurs spatiaux ayant une influence sur les changements de température. Leur analyse prend en compte des facteurs tels que l’indice de végétalisation par différence normalisée (NDVI), la densité de construction (BLD), la densité de population (POP), la distance par rapport aux cours d’eau (WA), l’altitude (DEM) ainsi que la taille des installations PV.

« Les résultats de l’étude montrent que la LST autour des installations PV construites entre 2013 et 2023 a augmenté en moyenne de 2,85 °C, annonce l’équipe de chercheurs. Au niveau saisonnier, la différence de LST est plus prononcée (+3,35 °C°) pendant les mois d’été, et plus modérée (+2,5 °C) l’hiver. »

En quantifiant l’effet des différents facteurs sur le réchauffement de la zone équipée de PV, les scientifiques ont observé que l’altitude, la densité de construction, le NDVI, la zone PV ainsi que la distance par rapport aux cours d’eau présentent la plus forte corrélation avec les différences de LST dans les centrales périurbaines. De tous les facteurs, c’est l’altitude qui a l’effet le plus significatif.

« Les zones périurbaines où chaque variable a, de manière indépendante, présenté la corrélation la plus élevée avec le GWR sont les zones industrielles urbaines, ce qui tend à indiquer que la production industrielle est davantage susceptible d’influer sur l’effet d’augmentation de la température du PV que d’autres activités urbaines, précisent-ils. Parallèlement, nous avons pu confirmer que la topographie et la couverture végétale au sein du bassin versant sont étroitement liées à la hausse de la température. Ainsi, l’installation des systèmes PV en altitude et dans des régions au fort couvert végétal tend à atténuer leur impact sur la LST. »

Les conclusions de ces travaux sont présentées dans l’article « Evaluating the thermal environmental alterations due to photovoltaic installations in the Kushida River basin, Japan », paru dans la revue Environmental and Sustainability Indicators.

Traduction assurée par Christelle Taureau

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