Impact sur la perméabilité à la lumière
Dans un plan d'eau, la lumière influence de nombreux processus biologiques et chimiques tels que la production primaire, la dynamique de l'oxygène photosynthétique et la régulation de la température.[50] La perméabilité à la lumière des systèmes photovoltaïques flottants dépend du type de structure flottante utilisé, de sa disposition, de son espacement et de l'orientation des modules. Diverses études abordent les préoccupations relatives à la réduction de la lumière sous les modules photovoltaïques flottants.[20][10][2]
Étude interne de BayWa r.e.
Nous avons considéré la perméabilité à la lumière sous le type de structure flottante mis en œuvre comme notre norme technique. L'étude a été réalisée à l'aide du logiciel de traçage de rayons basé sur Python bifacial_radiance.[51] Ce dernier utilise une méthode de traçage de rayons vers l'arrière pour tracer des rayons de lumière individuels dans une scène en 3D.
Dans cette scène, la structure flottante est modélisée à l'échelle 1:1 avec des modules non transparents. Pour éviter les effets de bord de la lumière entrant par les côtés, des capteurs virtuels ont été disposés dans le bateau central d'un bloc 3x3. Plus de 600 capteurs virtuels ont été disposés sous la structure d'un réseau de 0,3 cm² afin de comparer l'intensité de l'irradiation avec les données météorologiques allemandes annuelles.
Figure 10. Image de rendu du bloc flottant modélisé
La perméabilité annuelle à la lumière a été calculée sous forme de pourcentage de l'irradiation solaire entrante atteignant l'eau sous la structure flottante. Pour un bateau dont la passerelle n'est pas transparente, la moyenne annuelle est de 5,5 %. Pour un bateau dont la passerelle est semi-transparente, le résultat s'élève à 5,93 %.
Figure 11. À gauche : Schéma XY de la perméabilité à la lumière sous le bateau central. À droite : vue de dessus de la structure du bateau central
Les résultats montrent que la structure flottante présente une perméabilité à la lumière d'environ 5,9 % dans le sud de l'Allemagne. Ce résultat a été simulé en sélectionnant le rayonnement solaire global horizontal d'un jour représentatif pour chaque mois de l'année et en calculant la moyenne des résultats pour une année entière. Du fait d'angles d'ensoleillement plus faibles, et donc d'angles d'incidence plus faibles, la transmission réelle est inférieure à la transparence de la vue de dessus.
Il est important de préciser que les structures flottantes sont généralement situées en eau libre, à une certaine distance du rivage. Nous suggérons une distance d'au moins 20 à 30 m, à moins que les réglementations locales et nationales ne spécifient une autre distance. À cet endroit, la lumière n'atteint pas le fond du plan d'eau. L'impact de la diminution de l'irradiation sur la faune et la flore aquatiques est plus limité que dans les zones riveraines.
Figure 12. Lumière traversant les modules photovoltaïques
Figure 13. Image sous-marine de l'installation photovoltaïque flottante