Le premier projet de canal solaire est une victoire pour l’eau, l’énergie, l’air et le climat en Californie

Le premier projet de canal solaire est une victoire pour l'eau, l'énergie, l'air et le climat en Californie

Vue d’artiste d’un canal solaire. Crédit : Robin Raj, Citizen Group et Solar Aquagrid

Des preuves de plus en plus nombreuses suggèrent que l’ouest des États-Unis connaît actuellement sa pire méga-sécheresse depuis au moins 1 200 ans. Les réserves d’eau souterraine sont surexploitées dans de nombreux endroits, et la sécheresse, les incendies de forêt et la diminution des réserves d’eau entraînent des changements climatiques personnels pour des millions de personnes.

En tant qu’ingénieur, j’ai travaillé avec des collègues sur un moyen à la fois de protéger les approvisionnements en eau et de stimuler les énergies renouvelables pour protéger le climat.

Nous l’appelons la solution du canal solaire, et elle est sur le point d’être testée en Californie.

Environ 4 000 miles de canaux transportent de l’eau vers quelque 35 millions de Californiens et 5,7 millions d’acres de terres agricoles à travers l’État. Comme nous l’avons expliqué dans une étude de 2021, couvrir ces canaux de panneaux solaires réduirait l’évaporation de l’eau précieuse – l’une des ressources les plus critiques de la Californie – et aiderait à atteindre les objectifs d’énergie renouvelable de l’État, tout en économisant de l’argent.

Aux États-Unis, les premiers prototypes de canaux à grande et à petite portée sont actuellement en cours de développement dans la vallée centrale de Californie. Des chercheurs de l’Université de Californie, Merced, sont impliqués dans le projet, et nous essaierons de déterminer comment cela peut devenir une solution à grande échelle.

Préserver l’eau et la terre

La Californie est sujette à la sécheresse et l’eau est une préoccupation constante. Maintenant, le changement climatique apporte un temps plus chaud et plus sec.

Les graves sécheresses des 10 à 30 dernières années ont asséché les puits, poussé les autorités à mettre en place des restrictions d’eau et alimenté des incendies de forêt massifs.

Dans le même temps, la Californie a des objectifs de conservation ambitieux. L’État a pour mandat de réduire le pompage des eaux souterraines tout en maintenant un approvisionnement fiable des fermes, des villes, de la faune et des écosystèmes. Dans le cadre d’une vaste initiative sur le changement climatique, en octobre 2020, le gouvernement. Gavin Newsom a demandé à la California Natural Resources Agency de mener des efforts pour conserver 30% des terres et des eaux côtières d’ici 2030.

La majeure partie de la pluie et de la neige de la Californie tombe au nord de Sacramento pendant l’hiver, tandis que 80% de son utilisation de l’eau se produit dans le sud de la Californie, principalement en été. C’est pourquoi les canaux serpentent à travers l’État – c’est le plus grand système de ce type au monde. Nous estimons qu’environ 1 à 2 % de l’eau qu’ils transportent est perdue par évaporation sous le chaud soleil californien.

Dans une étude de 2021, nous avons montré que couvrir les 4 000 miles des canaux de Californie avec des panneaux solaires permettrait d’économiser plus de 65 milliards de gallons d’eau par an en réduisant l’évaporation. C’est suffisant pour irriguer 50 000 acres de terres agricoles ou répondre aux besoins résidentiels en eau de plus de 2 millions de personnes. En concentrant les installations solaires sur des terrains déjà utilisés, au lieu de les construire sur des terrains non aménagés, cette approche aiderait la Californie à atteindre ses objectifs de gestion durable des ressources en eau et en terres.

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Le premier projet de canal solaire est une victoire pour l'eau, l'énergie, l'air et le climat en Californie

Des panneaux solaires installés au-dessus des canaux augmentent l’efficacité des deux systèmes. Crédit : Brandi McKuin, CC BY-ND

Une énergie respectueuse du climat

L’ombrage des canaux de Californie avec des panneaux solaires générerait des quantités substantielles d’électricité. Nos estimations montrent qu’il pourrait fournir environ 13 gigawatts de capacité d’énergie renouvelable, soit environ la moitié des nouvelles sources que l’État doit ajouter pour atteindre ses objectifs d’électricité propre : 60 % de sources sans carbone d’ici 2030 et 100 % renouvelables d’ici 2045. .

L’installation de panneaux solaires au-dessus des canaux rend les deux systèmes plus efficaces. Les panneaux solaires réduiraient l’évaporation des canaux, en particulier pendant les étés chauds de Californie. Et parce que l’eau se réchauffe plus lentement que la terre, l’eau du canal qui coule sous les panneaux pourrait les refroidir de 10 F, augmentant la production d’électricité jusqu’à 3 %.

Ces auvents pourraient également générer de l’électricité localement dans de nombreuses régions de Californie, réduisant à la fois les pertes de transmission et les coûts pour les consommateurs. La combinaison de l’énergie solaire et du stockage par batterie peut aider à construire des micro-réseaux dans les zones rurales et les communautés mal desservies, rendant le système électrique plus efficace et résilient. Cela atténuerait le risque de pertes de puissance dues aux conditions météorologiques extrêmes, aux erreurs humaines et aux incendies de forêt.

Nous estimons que le coût pour couvrir les canaux avec des panneaux solaires sera plus élevé que la construction de systèmes montés au sol. Mais lorsque nous avons ajouté certains des co-avantages, tels que les coûts fonciers évités, les économies d’eau, l’atténuation des mauvaises herbes aquatiques et l’amélioration de l’efficacité du PV, nous avons constaté que les canaux solaires constituaient un meilleur investissement et fournissaient de l’électricité moins coûteuse pendant la durée de vie de l’énergie solaire. installations. Et cela avant de prendre en compte les avantages pour la santé humaine de l’amélioration de la qualité de l’air et de la réduction des émissions de gaz à effet de serre.

avantages pour la terre

Pour être clair, les canaux solaires représentent bien plus que la simple production d’énergie renouvelable et l’économie d’eau. La construction de ces panneaux solaires longs et minces pourrait empêcher la conversion de plus de 80 000 acres de terres agricoles ou d’habitats naturels en fermes solaires.

La Californie cultive des aliments pour une population mondiale en constante augmentation et produit plus de 50 % des fruits, des noix et des légumes consommés par les consommateurs américains. Cependant, jusqu’à 50 % de la nouvelle capacité d’énergie renouvelable pour atteindre les objectifs de décarbonation pourraient être situés dans des zones agricoles, y compris de vastes étendues de terres agricoles de premier ordre.

Les installations de canaux solaires protégeront également la faune, les écosystèmes et les terres culturellement importantes. Les développements solaires à grande échelle peuvent entraîner la perte, la dégradation et la fragmentation de l’habitat, ce qui peut nuire à des espèces menacées telles que la tortue du désert de Mojave.

Ils peuvent également nuire aux communautés végétales des broussailles du désert, y compris les plantes culturellement importantes pour les tribus autochtones. À titre d’exemple, la construction du centre d’énergie solaire Genesis dans les déserts de Sonora et de Mojave en 2012-2014 a détruit des sentiers et des lieux de sépulture et endommagé d’importants artefacts culturels, provoquant un conflit juridique prolongé.

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Le premier projet de canal solaire est une victoire pour l'eau, l'énergie, l'air et le climat en Californie

Représentation artistique d’un système de canaux solaires pour la Californie. Crédit : Solar Aquagrid LLC, CC BY-ND

Purifier l’air et les mauvaises herbes

En générant de l’électricité propre, les canaux solaires peuvent améliorer la qualité de l’air.

Un autre avantage est de freiner les mauvaises herbes aquatiques qui obstruent les canaux. En Inde, où les développeurs construisent des canaux solaires depuis 2014, l’ombre des panneaux limite la croissance des mauvaises herbes qui bloquent les drains et limitent le débit d’eau.

La lutte contre ces mauvaises herbes coûte cher et les herbicides menacent la santé humaine et l’environnement. Pour les grands canaux de 100 pieds de large en Californie, nous estimons que les canaux d’ombrage permettraient d’économiser environ 40 000 USD par mile. À l’échelle de l’État, les économies pourraient atteindre 69 millions de dollars par an.

Des canaux solaires en Californie

L’infrastructure électrique vieillissante de la Californie a contribué à des incendies de forêt catastrophiques et à des pannes de plusieurs jours. La construction de développements solaires intelligents sur les canaux et autres terres perturbées peut rendre les infrastructures électriques et hydrauliques plus résilientes tout en économisant l’eau, en réduisant les coûts et en aidant à lutter contre le changement climatique.

Le district d’irrigation de Turlock, dans la vallée de San Joaquin en Californie, construira le premier prototype de canal solaire en partenariat avec le développeur du projet Solar Aquagrid, des chercheurs et d’autres et soutenu par le Département des ressources en eau de l’État.

Les prototypes de ce projet de démonstration d’un kilomètre de long, ainsi que les futurs pilotes, aideront les opérateurs, les développeurs et les régulateurs à affiner les conceptions, à évaluer les co-bénéfices et à évaluer les performances de ces systèmes. Avec plus de données, nous pouvons élaborer des stratégies pour étendre les canaux solaires à l’échelle de l’État, et potentiellement à travers l’Ouest.


L’installation de panneaux solaires sur les canaux de Californie pourrait rapporter de l’eau, de la terre, de l’air et du climat


Fourni par La Conversation

Cet article est republié de The Conversation sous une licence Creative Commons. Lire l’article d’origine.La conversation

citation: Le premier projet de canal solaire est une victoire pour l’eau, l’énergie, l’air et le climat en Californie (1er mars 2022) récupéré le 1er mars 2022 sur https://techxplore.com/news/2022-03-solar-canal-energy-air -climate.html

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