Prévision de variables atmosphériques pour la gestion de l'énergie solaire en Afrique de l'Ouest

Prediction of atmospheric variables for solar energy management in West Africa

• Auteur / Autrice : Amélie Solbes
• Direction : Emmanuel Cosme
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Sciences de la Terre et de l'Environnement
• Date : Inscription en doctorat le 01/11/2023
• Etablissement(s) : Université Grenoble Alpes
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences de la terre, de l’environnement et des planètes (Grenoble, Isère, France ; 1992-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut des Géosciences de l'Environnement (IGE)

Mots clés

Mots clés libres

Prévision météorologique

Afrique

Énergie solaire

Meteorological forecasting

Africa

Solar energy

Résumé

La Communauté économique des Etats de l'Afrique de l'Ouest (CEDEAO) s'est engagée à développer l'accès à l'électricité tout en réalisant une transition énergétique afin de tenir les accords de Paris. Cette région d'Afrique possède un potentiel élevé pour l'utilisation de l'énergie solaire. Mais l'accès à l'énergie solaire varie selon les conditions météorologiques (nuages, poussières, etc.). Pour permettre une bonne intégration au réseau électrique de cette énergie des systèmes de prévision plus développés sont nécessaires. L'objectif de la thèse est d'améliorer un système de prévision de la ressource solaire aux emplacements de plusieurs fermes solaires situées en Afrique de l'Ouest en respectant la sobriété numérique du système. Les améliorations apportées devront être applicables à d'autres régions. Le calcul intensif pourra être utilisé pour des expériences. En plus de l'irradiance solaire, des variables secondaires impactant le matériel photovoltaïque pourront être considérées. La première phase du travail consistera à effectuer un catalogue des données existantes et pertinentes pour la prévision d'irradiance solaire en Afrique de l'Ouest. Puis des simulations numériques avec WRF pourront être réalisées afin de les comparer aux données d'observation. Pour finir des pistes d'amélioration pourront être explorées avec par exemple l'assimilation de données, un ensemble de simulations ou l'intelligence artificielle. Ce projet de thèse constitue un volet du projet NETWAT.

The Economic Community of West African States (ECOWAS) is committed to developing access to electricity while achieving an energy transition to meet the Paris agreements. This region of Africa has great potential for the use of solar energy. But access to solar energy varies according to weather conditions (clouds, dust, etc.). To enable this energy to be properly integrated into the power grid, more advanced forecasting systems are needed. The aim of the thesis is to improve a solar resource forecasting system at the sites of several solar farms located in West Africa while respecting the numerical sobriety of the system. The improvements made should be applicable to other regions. Intensive computing could be used for experiments. In addition to solar irradiance, secondary variables impacting the photovoltaic equipment could be considered. The first phase of the work will involve compiling a catalogue of existing data relevant to solar irradiance forecasting in West Africa. Then numerical simulations with WRF could be carried out to compare them with observational data. Finally, ways of improving the system will be explored, for example using data assimilation, an ensemble of simulations or artificial intelligence. This thesis project is part of the NETWAT project.