Bien que l'énergie solaire soit une forme dominante d'énergie renouvelable, de nouvelles recherches suggèrent que les changements climatiques régionaux provoqués par le réchauffement climatique pourraient rendre les zones actuellement considérées comme idéales pour la generation d'énergie solaire moins viables à l'avenir.




Des chercheurs basés à Princeton ont récemment publié dans la revue Character Communications la première étude à évaluer la fiabilité au jour le jour de l'énergie solaire sous le changement climatique. L'équipe a utilisé des données satellitaires et des modèles climatiques pour projeter comment la lumière du soleil atteignant le sol serait affectée automobile les températures mondiales in addition chaudes modifient la dynamique et la cohérence de l'atmosphère terrestre.

Le changement climatique pourrait signifier moins de jours ensoleillés pour les régions chaudes misant sur l'énergie solaire

Leur étude a révélé que des températures de surface furthermore élevées – et l'augmentation résultante de la quantité d'humidité, d'aérosols et de particules dans l'atmosphère – peuvent entraîner une diminution globale du rayonnement solaire et une augmentation du nombre de jours nuageux. Les régions chaudes et arides telles que le Moyen-Orient et le sud-ouest américain – considérées parmi les furthermore grands producteurs potentiels d'énergie solaire – étaient les as well as sensibles aux fluctuations additionally importantes de la lumière du soleil, ont découvert les chercheurs.




« Nos résultats pourraient aider à concevoir de meilleures centrales solaires et à optimiser le stockage tout en évitant l'expansion de la capacité d'énergie solaire dans les zones où l'intermittence de la lumière du soleil dans les conditions climatiques futures pourrait être trop élevée pour rendre le solaire fiable », a déclaré l'auteur correspondant Amilcare Porporato, Thomas de Princeton J. Wu '94 Professeur de génie civil et environnemental et Princeton Environmental Institute (PEI). La recherche a été financée par la Carbon Mitigation Initiative basée à l'Île-du-Prince-Édouard.

« Pour utiliser une métaphore académique, en termes d'énergie solaire, les endroits semi-arides sont maintenant comme des étudiants qui obtiennent un A presque tous les jours », a déclaré Porporato. « Maintenant, le changement climatique perturbe la dynamique habituelle de l'atmosphère et la régularité du rayonnement solaire atteignant la surface de la planète. Nous avons essayé de quantifier combien moreover souvent ces A pourraient devenir des B, voire des C, en conséquence. »

Les recherches existantes sur la façon dont l'énergie solaire se comportera dans cet avenir irrégulier se sont largement concentrées sur les niveaux moyens de lumière solaire, a déclaré le premier auteur Jun Yin, chercheur à l'Université des sciences et systems de l'information de Nanjing qui a travaillé sur l'article à Princeton en tant qu'associé de recherche postdoctoral avec Porporato.

« La nouveauté de notre approche était de souligner que dans certains endroits, il y aura as well as d'incertitude dans la variabilité au jour le jour », a déclaré Yin. Lui et Porporato ont précédemment rapporté que les modèles climatiques sous-estiment l'effet de refroidissement du cycle nuageux quotidien. Ils ont travaillé sur l'article le in addition récent avec la co-auteure Annalisa Molini, professeure agrégée d'infrastructure civile et de génie environnemental à l'Université Khalifa aux Émirats arabes unis.

Les résultats des chercheurs étaient basés sur des calculs probabilistes similaires à ceux utilisés pour déterminer le risque d'inondation ou de sécheresse. La fiabilité réduite de l'énergie solaire est liée à la variabilité accrue de l'humidité atmosphérique et des aérosols dans certaines régions arides. Des températures as well as élevées retiennent additionally d'humidité et sont moreover turbulentes, ce qui favorise la development de nuages ​​et maintient les particules en suspension furthermore longtemps, a déclaré Porporato.

« Ensuite, il y a la query du séchage des sols, qui peut être encore plus importante », a déclaré Porporato. À mesure que les températures et la turbulence atmosphérique augmentent dans les régions arides telles que le Moyen-Orient, les sols secs conduisent potentiellement à de as well as grandes quantités de poussière et d'aérosols atmosphériques qui diminueraient le rayonnement solaire. Ces tendances sont en fait déjà détectables dans les observations des réseaux d'observation du climat, a déclaré Porporato.

Pour le sud-ouest américain, les résultats des chercheurs étaient moins cohérents. Certains modèles ont montré in addition de rayonnement solaire et une intermittence furthermore faible à l'avenir, tandis que d'autres ont montré moins de rayonnement solaire et une intermittence moreover élevée. Ces résultats illustrent le défi d'essayer de prédire la fiabilité de l'énergie solaire dans un avenir incertain, a déclaré Yin.

a déclaré Yin.

« Notre write-up aide à identifier des options efficaces pour différents endroits où une intermittence pourrait se produire, mais à un niveau acceptable », a-t-il déclaré. « Une variété de technologies telles que le stockage d'énergie ou les politiques de fonctionnement de l'énergie telles que la réduction intelligente, la mise en forme de la demand ou la dispersion géographique sont des methods prometteuses.

Pour suivre leurs travaux, les chercheurs prévoient d'examiner la persistance du climat – en particulier, le nombre de jours consécutifs ensoleillés ou nuageux – ce qui est essential pour l'énergie solaire. Ils explorent également comment les nuages ​​pourraient affecter l'efficacité de la plantation d'arbres en tant que stratégie d'atténuation du climat. Les arbres absorbent non seulement le dioxyde de carbone mais aussi l'énergie solaire, ce qui augmenterait les températures de surface. Une augmentation de la couverture nuageuse qui en résulterait pourrait modifier les estimations actuelles de l'efficacité des arbres pour réduire le carbone atmosphérique.