Atténuation de l'effet d'îlot de chaleur solaire photovoltaïque et amélioration des performances énergétiques.

Mitigation of Solar Photovoltaic Heat Island effect and Energy performance enhancement.

• Auteur / Autrice : Hamza Nisar
• Direction : Christophe Ménézo, Mattheos Mattheos Santamouris
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Sciences Pour l'Ingénieur
• Date : Inscription en doctorat le 01/10/2023
• Etablissement(s) : Chambéry en cotutelle avec Université de Nouvelle-Galles-du-Sud
• Ecole(s) doctorale(s) : Sciences Ingénierie Environnement
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : LabOratoire proCédés énergIe bâtimEnt

Mots clés

Mots clés libres

Centrales solaires

Îlot de chaleur urbain

Changement climatique

Amélioration de la performance énergétique

Solar power plants

Urban heat island

Climate change

Energy performance enhancement

Résumé

L'effet d'îlot de chaleur solaire photovoltaïque (PV) est un phénomène qui se produit lorsque le solaire PV absorbe la lumière du soleil et la convertit en électricité. La chaleur générée par le processus et la réduction de l'albédo due à l'installation PV réchauffent l'air ambiant et contribuent ainsi à l'îlot de chaleur urbain (UHI). Les UHI correspondent aux zones de la ville qui sont considérablement plus chaudes que les zones rurales voisines. L'effet UHI a un effet profond sur la consommation d'énergie, les conditions environnementales et la population urbaine. Des études expérimentales limitées ont été menées avec une simulation numérique pour étudier l'effet du PV sur l'UHI. L'analyse à mésoéchelle et l'interaction des PV avec l'environnement et l'évaluation de leurs performances doivent être étudiées en détail et sous différentes configurations. Cette recherche étudiera les mécanismes de l'effet d'îlot de chaleur solaire PV et son impact sur le climat urbain. Des stratégies d'atténuation seront développées pour réduire l'effet d'îlot de chaleur solaire PV et améliorer la performance énergétique des systèmes PV urbains. Nous utiliserons une approche multi-échelle, combinant des études expérimentales et numériques. Des études expérimentales seront menées pour mesurer les propriétés optiques et radiatives des panneaux solaires photovoltaïques. Des études numériques seront menées à l'aide du modèle Weather Research and Forecasting (WRF) pour simuler l'impact des panneaux solaires photovoltaïques sur le climat urbain. La recherche évaluera l'impact des PV urbains sur le climat urbain et la consommation d'énergie pour une variété de configurations. L'objectif de la recherche est d'optimiser les performances des centrales solaires urbaines tout en atténuant simultanément l'ICU effets et la réduction de la consommation d'énergie.

The solar photovoltaic (PV) heat island effect is a phenomenon that occurs when solar PV absorbs sunlight and converts it into electricity. The heat generated by the process and reduction in albedo due to PV installation warms up the surrounding air and hence contribute to Urban Heat Island (UHI). UHI's corresponds to areas of city that are considerably warmer than the nearby rural areas. UHI effect have profound effect on energy consumption, environmental conditions and on urban population. Limited experimental studies have been conducted along with numerical simulation to study the effect of PV on UHI. Mesoscale analysis and interaction of PVs with environment and their performance evaluation needs to be study in detail and under different configurations. This research will investigate the mechanisms of the solar PV heat island effect and its impact on urban climate. Mitigation strategies will be developed to reduce the solar PV heat island effect and enhance the energy performance of urban PV systems. We will use a multi-scale approach, combining experimental and numerical studies. Experimental studies will be conducted to measure the optical and radiative properties of solar PV panels. Numerical studies will be conducted using the Weather Research and Forecasting (WRF) model to simulate the impact of solar PV panels on urban climate. The research will assess the impact of urban PVs on the urban climate and energy consumption for a variety of configurations. The goal of the research is to optimize urban solar power plant performance while concurrently mitigating UHI effects and reducing energy consumption.