Le plus récent couple de puissance le plus chaud ne vit pas à Hollywood. C’est en fait le mariage des panneaux solaires et des réservoirs d’eau: connu sous le nom de photovoltaïque flottant, ou floatovoltaïques, les appareils se bobent sur des flotteurs simples, générant de la puissance tout en fournissant de l’ombre qui réduit l’évaporation.
L’un des principaux avantages de la technologie est que vous n’avez pas à dégager les arbres pour faire place à des fermes solaires. En prime, l’eau refroidit les panneaux, augmentant leur efficacité. La recherche a montré que si les sociétés déployaient des flotivoltaïques dans une fraction des lacs et des réservoirs du monde, ils pourraient générer près d’un tiers de la quantité d’électricité que les États-Unis utilisent en un an.
À mesure que les systèmes flottants prolifèrent rapidement – le marché devrait augmenter en moyenne de 23% chaque année entre 2025 et 2030 – les scientifiques étudient comment la technologie pourrait influencer les écosystèmes. L’ombrage, par exemple, pourrait retarder la croissance des algues que certaines espèces mangent – mais en même temps, cela pourrait également empêcher la croissance des algues toxiques. Les chars pourraient empêcher les oiseaux d’eau d’atterrir – mais pourraient également leur fournir un habitat pour se cacher des prédateurs. En comprenant mieux ces dynamiques, les scientifiques disent que si les entreprises le souhaitent, elles peuvent travailler avec les fabricants pour personnaliser les flottations pour produire autant d’électricité que possible tout en bénéficiant à la faune autant que possible.
«Les énergies renouvelables, l’électricité à faible teneur en carbone, sont une très bonne chose pour nous, mais nous ne devrions pas l’élargir au prix de la perte de biodiversité», a déclaré Elliott Steele, chercheur postdoctoral à l’Université de Californie à Davis, et co-auteur d’un article récent sur Floatovoltaïcs et conservation dans la revue Nature Water. «C’est une excellente occasion pour nous d’augmenter nos recherches et de développer des idées de conception intelligentes et de meilleures pratiques de location afin d’avoir ce mariage heureux entre un écosystème sain et biodiversé et une expansion des énergies renouvelables.»
Lisez ensuite à venir bientôt dans un lac près de chez vous: panneaux solaires flottants
La majorité des déploiements flottants sont dans des plans d’eau fabriqués par l’homme comme les réservoirs et les bassins de traitement des eaux usées – et ces panneaux solaires ne sont pas différents de ceux que vous trouverez sur terre ou sur les toits. Ils sont attachés à des radeaux qui sont soit ancrés au fond d’un réservoir ou d’un lac, soit attachés au rivage. Les ingénieurs adaptent les systèmes à un plan d’eau spécifique, par exemple en tenant compte de la quantité de niveaux de haut en bas, afin de ne pas les placer pendant la saison sèche.
Si le réservoir est équipé d’un barrage hydroélectrique, les panneaux peuvent générer une électricité supplémentaire pendant la journée. Pendant la saison sèche, il pourrait y avoir moins d’eau pour faire tourner ces turbines, mais beaucoup de soleil pour combler l’écart. Et puis en hiver, il pourrait y avoir moins de lumière mais beaucoup d’eau. “Un système solaire et hydroélectrique hybride peut avoir une puissance plus stable tout au long de l’année”, a déclaré Prateek Joshi, chercheur en énergie au National Renewable Energy Laboratory. «Dans l’ensemble, nous pouvons réduire la variabilité de la génération.»
Bien que les réservoirs soient des environnements artificiels, même ils ne sont pas des ardoises vierges – il y a beaucoup de vie aquatique avec laquelle un système flotovoltaïque pourrait interagir. “Cela va modifier l’habitat quoi qu’il arrive”, a déclaré Steele. «Cette modification de l’habitat procurera-t-elle des risques, ou pourrait-elle réellement offrir des avantages potentiels à certaines espèces? Nous pensons en fait que certains aspects de l’énergie solaire flottante pourraient être bénéfiques pour les oiseaux d’eau.»
Floatovoltaïcs sur un réservoir en Indonésie.
Bay Ismoyov / – via Getty Images
Les dépliants migrés, par exemple, peuvent s’arrêter dans un réservoir pour nourrir et trouver refuge sur les chars. “Ce que je peux dire anecdotique des clients du monde entier, c’est que, oui, certaines espèces d’oiseaux d’eau se rassembleront”, a déclaré Chris Bartle, directeur des ventes et du marketing dans les Amériques pour Ciel et Terre, qui a déployé des centaines de systèmes solaires flottants dans le monde entier.
Lorsque les considérations écologiques deviennent plus délicates, c’est avec des effets d’entraînement imprévus. En ombrageant l’eau, les panneaux réduisent la quantité de lumière disponible pour les organismes photosynthétiques. Si cela se traduit par moins d’algues pour les petites créatures appelées zooplancton à manger, cela pourrait signifier moins de proies pour les poissons, puis moins de poissons pour les oiseaux à manger. Dans le même temps, les espèces photosynthétiques qui prospèrent avec moins de lumière pourraient croître en nombre. Les scientifiques auront besoin de plus d’expériences pour bien comprendre de telles complexités.
Les chercheurs ont également observé des poissons se cachant sous des systèmes de flotivoltaïques, ce qui pourrait les aider à éviter la prédation par de plus gros poissons. Mais cela pourrait également fournir des aliments faciles aux oiseaux d’eau mangeurs de poissons. Ainsi, quelque chose d’aussi simple que l’ombrage supplémentaire peut lancer une cascade d’impacts écologiques. “Nous essayons toujours de comprendre cet effet et comment il se propage à travers la chaîne alimentaire, car elle n’est pas simple”, a déclaré Simone Jaqueline Cardoso, un écologiste d’eau douce qui étudie Floatovoltaïcs à l’Université de l’Indiana. «La plupart du temps, nous devons surveiller pendant de longues périodes afin de comprendre l’effet de l’écosystème.»
Ces dynamiques deviennent encore plus délicates si l’on considère qu’aucun plan d’eau ne se ressemble – ils ont des climats et des communautés uniques de plantes et d’animaux – donc les systèmes de floattaïque auront des impacts différents selon l’endroit où ils sont déployés. Il y a aussi la question de la couverture: si les panneaux couvrent 80 pour cent d’un réservoir, cela fonctionnera différemment de la couverture de 30%.
En conséquence, Cardoso et d’autres scientifiques font des expériences contrôlées, jouant avec la quantité de couverture pour voir comment cela a un impact sur la croissance des algues. “En ce moment, notre puzzle est un peu incomplet”, a déclaré Cardoso. «Nous essayons de rassembler plus de morceaux et de comprendre la vue d’ensemble.»
Alors que les scientifiques en apprennent davantage sur la façon dont les espèces interagissent avec FloatoLoltaïcs, il y a une opportunité pour eux de collaborer avec les fabricants pour modifier les systèmes. Les équipages peuvent éviter la construction pendant les temps sensibles pour les oiseaux d’eau, comme la migration et la nidification. Ou ils pourraient trouver un moyen d’ouvrir la quantité idéale d’espace entre les panneaux pour laisser entrer plus de lumière, trouver un équilibre entre la production d’énergie renouvelable et un écosystème sain. “Il peut certainement y avoir ce genre de compromis entre les deux”, a déclaré Steele.
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