Impact des installations photovoltaïques sur l'albédo, la végétation et la température des sols

Impacts sur le LST diurne moyen annuel

Image : Université normale de Pékin, Énergie solaire, CC BY 4.0 DEED

Dans un effort conjoint, des chercheurs chinois et américains ont utilisé la télédétection pour mesurer l'impact des fermes solaires (SF) sur des facteurs environnementaux clés. Ils ont utilisé les données de l'instrument MODIS embarqué sur les satellites Terra et Aqua de la NASA pour évaluer 116 fermes solaires dans le monde.

L'équipe a souligné les avantages des données satellitaires, en particulier leur haute résolution spatiale et leur couverture mondiale étendue, qui sont essentielles pour détecter les changements de surface à des niveaux détaillés. Les observations MODIS, connues pour leur couverture temporelle complète et leurs résolutions spatiales modérées, ont joué un rôle essentiel dans cette recherche.

L'étude portait à la fois sur des sites photovoltaïques (PV) et sur des sites d'énergie solaire à concentration (CSP), chacun occupant au moins 400 hectares. De plus, les chercheurs ont évalué les zones tampons environnantes non-SF, formées sous forme d'anneaux de 1 km de large autour des SF et espacées de 1 km de leurs limites.

Trois mesures MODIS spécifiques ont été examinées : la température de la surface des terres (LST), l'albédo, la végétation et l'indice de végétation amélioré (EVI). Ces paramètres ont été observés pendant cinq ans, en commençant deux ans avant la construction et en continuant deux ans après.

Pour tenir compte des variations climatiques naturelles, les changements dans les zones tampons ont été soustraits de ceux observés sur les sites SF.

Les résultats ont révélé une diminution globale notable de l'albédo, d'une moyenne de -0,016 pour la plupart des SF étudiés. À l'échelle régionale, les parcs solaires d'Amérique du Nord ont montré une baisse plus importante de l'albédo (allant de -0,014 à -0,021) par rapport à ceux d'Asie de l'Est et du Sud, où la diminution variait de -0,010 à -0,017.

Impacts sur l'albédo moyen annuel

Image : Université normale de Pékin, Énergie solaire, CC BY 4.0 DEED

L'étude a révélé que la végétation, comme l'indique l'indice de végétation amélioré (EVI), a généralement diminué de 0,015, soit une diminution notable de 8,2 %. Cette tendance variait selon les régions, tous les sites nord-américains affichant une baisse de 0,023 de l'EVI, tandis qu'environ un tiers des sites d'Asie de l'Est et du Sud ont connu une augmentation.

En termes de température de surface des terres (LST), les chercheurs ont observé un refroidissement moyen diurne de 0,49 Kelvin (K) et une réduction nocturne de 0,21 K. Sur les 116 sites, 94 ont montré un refroidissement pendant la journée, tandis que 82 ont connu un refroidissement refroidissement nocturne.

L'étude a également fait la distinction entre les effets des différentes technologies d'énergie solaire. Les chercheurs ont comparé des paires de fermes solaires photovoltaïques (PV) et solaires à concentration (CSP) situées sur le même type de terrain et dans la même plage latitudinale. Ils ont constaté que le photovoltaïque avait un impact plus important que le CSP sur les terres arides, à l'exception d'un effet de refroidissement diurne plus important avec le CSP. À l’inverse, sur les terres cultivées, le PV a eu moins d’impact sur l’albédo et le LST diurne que le CSP, mais il a eu un effet plus important sur l’EVI et le LST nocturne.

Ces résultats sont détaillés dans l'article intitulé "Une évaluation globale des effets des fermes solaires sur l'albédo, la végétation et la température de la surface des terres à l'aide de la télédétection", publié dans la revue Solar Energy. La recherche a été menée par des universitaires de l'Université normale de Pékin, de l'Université des sciences et technologies du Sud en Chine et du California Institute of Technology aux États-Unis.

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