Une méthode par satellite évalue l’albedo pour les systèmes PV bifaciaux dans les zones complexes

Au Royaume-Uni, des scientifiques ont utilisé les données transmises par deux satellites différents (Sentinel-2 et MODIS) pour mettre au point une nouvelle approche plus précise visant à estimer l’albedo pour des systèmes PV bifaciaux dans des environnements complexes. Cette méthode novatrice présenterait une erreur quadratique moyenne normalisée bien inférieure à celle des méthodes de référence reposant uniquement sur MODIS.D’après pv magazine International
Au Royaume-Uni, des scientifiques du National Physical Laboratory et de l’entreprise d’ingénierie Rina Tech UK Ltd ont mis au point une nouvelle méthode permettant d’estimer les données d’albedo pour le déploiement de systèmes PV bifaciaux dans des environnements complexes. « Nos travaux ont étudié des sites particulièrement difficiles, avec un paysage complexe, une latitude élevée et une couverture nuageuse dense, expliquent les scientifiques. Si les mesures au sol de l’albedo sont les plus précises, elles sont impossibles à mettre en œuvre, car il faut au moins un an pour reproduire les tendances saisonnières. »
La méthode associe des données fournies par deux satellites, Sentinel-2 et Moderate Resolution Imaging Spectrometer (MODIS) de la NASA. Leur utilisation combinée permettrait de compenser les lacunes de chacun d’entre eux. Les observations de MODIS, fournies avec une résolution spatiale de 500 m, ne peuvent pas être utilisées pour prévoir l’albedo sur des surfaces plus petites, car elles collecteraient les données relatives aux sites voisins. « Pour la plupart des installations inférieures à 20 MW, le site sera trop petit par rapport à la résolution de MODIS », précisent les chercheurs.
À l’inverse, Sentinel-2 fournit des images d’une résolution spatiale plus élevée, de 20 m x 20 m. Les données de MODIS sont néanmoins de meilleure qualité. « Nous combinons la haute résolution spatiale de Sentinel-2 et le niveau plus élevé de MODIS en termes de résolution temporelle et d’informations sur la réflectance angulaire disponibles grâce à sa résolution spatiale inférieure », poursuivent-ils.
Le groupe a comparé les résultats obtenus avec leur nouvelle approche à ceux d’une autre technique d’évaluation de l’albedo basée sur MODIS et utilisant des jeux de données sur un paysage type.
« Lorsque la résolution spatiale de MODIS est insuffisante pour donner une image précise du site cible, une alternative possible étudiée dans le cadre de nos travaux consiste à prendre pour référence un “paysage type”, explique leur article. Ce paysage type doit présenter le même type de sol et les mêmes variations saisonnières que le site cible. Pour cette étude, nous avons généré un jeu de données pour les paramètres de la fonction de distribution de la réflectance bidirectionnelle (FDRB) d’un terrain enherbé tempéré “type” à partir des observations du satellite MODIS sur 5 sites différents. »
Les deux méthodes ont ensuite été comparées au moyen d’un examen sur place au sol. Le site choisi pour la collecte des données par satellite et au sol était un champ au Royaume-Uni, dont l’emplacement n’est pas divulgué, où l’herbe est régulièrement tondue, mais dont le sol n’est ni labouré ni ensemencé. Le ciel y était essentiellement nuageux ou couvert plus de 50 % du temps, et entièrement dégagé seulement 15 % du temps.
« La combinaison de ces caractéristiques constitue presque le scénario le plus défavorable pour estimer de manière efficace l’albedo à l’aide de capteurs à distance, indique l’équipe de chercheurs. La complexité du paysage pose des problèmes pour restituer des images à l’aide de satellites à la résolution moyenne comme MODIS, tandis que la couverture nuageuse importante limite le nombre de jours où une observation correcte est possible. » D’après les scientifiques, leur méthode affiche une erreur quadratique moyenne normalisée d’environ 10 %, contre près de 40 % pour la méthode de référence.
Leurs observations sont à lire dans l’article « Sourcing albedo data for bifacial PV systems in complex landscapes », paru dans Solar Energy. « À ce stade, nous émettons des réserves quant à la généralisation de cette méthode à un emplacement quel qu’il soit, et ce jusqu’à ce que des travaux de validation supplémentaires aient été réalisés sur d’autres sites afin d’être représentatifs de conditions plus diverses », concluent-ils.
Traduction assurée par Christelle Taureau

Aurélie CHAPUIS

Engagée pour la transition énergétique, je me consacre à l’exploration des opportunités offertes par l’énergie solaire et à son évolution. J’accompagne les professionnels du secteur et favorise les collaborations pour accélérer l’adoption de solutions durables et innovantes.