Un professeur d'école polytechnique a l'intention d'utiliser les données des stations météorologiques pour prédire la disponibilité de l'énergie solaire.

Les données météorologiques aident depuis longtemps les prévisionnistes à anticiper les nuages, la pluie et les orages. Lisa Bozeman, de l'Institut polytechnique de Purdue, souhaite révolutionner ce système afin que les fournisseurs d'énergie et les propriétaires de systèmes solaires puissent prévoir quand et où le soleil brillera et, par conséquent, accroître la production d'énergie solaire.
« Il ne s'agit pas seulement de la couleur bleue du ciel », a déclaré Boseman, professeure adjointe titulaire d'un doctorat en génie industriel. « Il s'agit aussi de déterminer la production et la consommation d'électricité. »
Bozeman étudie comment combiner les données météorologiques avec d'autres ensembles de données publiques afin d'améliorer la réactivité et l'efficacité du réseau électrique national en prévoyant plus précisément la production d'énergie solaire. Les compagnies d'électricité sont souvent confrontées au défi de répondre à la demande lors des étés caniculaires et des hivers rigoureux.
« Actuellement, les fournisseurs d’énergie disposent de modèles limités de prévision et d’optimisation de l’énergie solaire concernant son impact quotidien sur le réseau », a déclaré Bozeman. « En déterminant comment utiliser les données existantes pour évaluer la production solaire, nous espérons contribuer à la gestion du réseau. Les décideurs seront ainsi mieux à même de gérer les conditions météorologiques extrêmes et les fluctuations de la consommation d’énergie. »
Les agences gouvernementales, les aéroports et les diffuseurs surveillent les conditions atmosphériques en temps réel. Les particuliers recueillent également des informations météorologiques en temps réel grâce à des appareils connectés à Internet installés à leur domicile. Par ailleurs, les satellites de la NOAA (National Oceanic and Atmospheric Administration) et de la NASA (National Aeronautics and Space Administration) collectent des données. Ces données, issues de différentes stations météorologiques, sont ensuite combinées et mises à la disposition du public.
L'équipe de recherche de Bozeman explore des méthodes pour combiner les informations en temps réel avec les données météorologiques historiques du Laboratoire national des énergies renouvelables (NREL), principal laboratoire national du département de l'Énergie des États-Unis dédié à la recherche et au développement en matière d'énergies renouvelables et d'efficacité énergétique. Le NREL produit un ensemble de données appelé Année météorologique type (TMY) qui fournit les valeurs horaires du rayonnement solaire et les éléments météorologiques pour une année type. Les données TMY du NREL permettent de déterminer les conditions climatiques typiques d'un lieu donné sur une longue période.
Pour créer l'ensemble de données TMY, le NREL a utilisé les données des stations météorologiques des 50 à 100 dernières années, les a moyennées et a identifié le mois le plus proche de cette moyenne, a expliqué Boseman. L'objectif de l'étude est de combiner ces données avec les données actuelles des stations météorologiques locales à travers le pays afin de prédire la température et le rayonnement solaire à des endroits précis, que ces endroits soient proches ou éloignés des sources de données en temps réel.
« Grâce à ces informations, nous calculerons les perturbations potentielles du réseau électrique dues aux systèmes solaires installés chez le fournisseur », a déclaré Bozeman. « Si nous parvenons à prévoir la production solaire à court terme, nous pourrons aider les fournisseurs d'électricité à déterminer s'ils connaîtront une pénurie ou un excédent d'électricité. »
Alors que les fournisseurs d'électricité utilisent généralement une combinaison d'énergies fossiles et renouvelables pour produire de l'électricité, certains particuliers et entreprises produisent de l'énergie solaire ou éolienne sur place, en aval du compteur. Bien que la législation sur le comptage net varie selon les États, elle oblige généralement les fournisseurs d'électricité à acheter le surplus d'électricité produit par les panneaux photovoltaïques des clients. Ainsi, à mesure que l'énergie solaire devient plus disponible sur le réseau, les recherches de Bozeman pourraient également aider les fournisseurs d'électricité à réduire leur consommation d'énergies fossiles.