inhomogénéité de l'irradiance variable dans le temps pour les systèmes agrivoltaïques bifaciaux : entre mesures et simulation

time varying irradiance non-uniformity for bifacial agrivoltaics systems: between measurements and simulation

• Auteur / Autrice : Arthur Poquet
• Direction : Philippe Blanc
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Energétique et génie des procédés
• Date : Inscription en doctorat le 01/10/2022
• Etablissement(s) : Université Paris sciences et lettres
• Ecole(s) doctorale(s) : Ecole doctorale Ingénierie des Systèmes, Matériaux, Mécanique, Énergétique (Paris)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Energétique et Procédés
• Partenaire(s) de recherche : Equipe de recherche : OIE - Centre Observation, Impacts, Energie
• Partenaire(s) de recherche : établissement opérateur d'inscription : Université de Recherche Paris Sciences et Lettres (2015-2019)

Mots clés

Mots clés libres

Agrivoltaisme

Bifacial

Lancé de rayon

Énergie solaire

Agrivoltaics

Bifacial

Ray-tracing

Solar energy

Résumé

Cette thèse vise à améliorer la compréhension et la modélisation du microclimat créé par diverses installations AgriPV (tracking, Ombrières fixes, système vertical…) et évaluer son impact sur le productible PV dans le cadre de systèmes bifaciaux. Une partie importante de la thèse visera à mesurer et modéliser la lumière incidente et réfléchie par les plantes d'un point de vue spectrale, temporel, spatial et angulaire. La mise au point de modèles prédictifs se basant sur des modèles physiques et validés par des mesures expérimentales empruntés à des champs larges comme le PV, l'agronomie, la météorologie… permettra de faire évoluer l'état de l'art dans un domaine où les aspects d'ombrage sont aujourd'hui les seuls largement pris en compte. Une deuxième partie de la thèse visera à implémenter ou développer un modèle de microclimat (humidité, température, aérosol…) afin d'améliorer la précision de prédiction du productible PV. La troisième partie visera à coupler les deux éléments et à créer des boucles de rétroaction pour mettre en place l'impact réel du microclimat sur le productible PV et agricole. Pour cela, le doctorant bénéficiera des compétences croisées du Laboratoire de Météorologie Dynamique de l'Ecole Polytechnique et son observatoire atmosphérique SIRTA, du laboratoire Observations, Impacts et Energie de Mines ParisTech et de l'entreprise TotalEnergies. Il bénéficiera aussi de l'accès à un grand nombre de démonstrateurs de TotalEnergies, d'E4C ou de partenaires avec différentes technologies de structures AgriPV. If aura donc l'opportunité de contribuer à l'état de l'art de la mesure de performance de systèmes AgriPV et leur modélisation avec un enjeu industriel fort, TotalEnergies visant un déploiement de sites commerciaux entre 500 MWc et 1 GWc à horizon 2025.

This thesis aims to improve the understanding and modeling of the microclimate created by various AgriPV installations (tracking, fixed shading, vertical system...) and to evaluate its impact on PV yield in bifacial systems. An important part of the thesis will be to measure and model the light incident and reflected by the plants from a spectral, temporal, spatial and angular point of view. The development of predictive models based on physical models and validated by experimental measurements borrowed from large fields such as PV, agronomy, meteorology... will allow to evolve the state of the art in a field where shading aspects are today the only ones widely taken into account. A second part of the thesis will aim at implementing or developing a microclimate model (humidity, temperature, aerosol...) in order to improve the accuracy of PV yield prediction. The third part will aim to couple the two elements and create feedback loops to implement the real impact of microclimate on PV and agricultural yield. Translated with www.DeepL.com/Translator (free version)