Le photovoltaïque pour les nuls [ partie 3 ]

La France s’est donnée pour objectif de porter la part d’énergie renouvelable à 23% de la consommation finale d’énergie d’ici 2020 (+20 Mtep par rapport à 2005), et à plus long terme (2050), de diviser par 4 ses émissions de gaz à effet de serre.

Le photovoltaïque est une composante incontournable des politiques énergétiques. La filière progresse régulièrement et rapidement en termes d’efficacité et de baisse des coûts. En France, l’électricité photovoltaïque atteindra la compétitivité économique dans les prochaines années.

Le soutien à la filière, notamment via les investissements d’avenir, revêt donc un enjeu stratégique en termes d’approvisionnement énergétique, de développement industriel, d’emplois, de compétitivité et de lutte contre le changement climatique.

Le développement du photovoltaïque doit cependant tenir compte de contraintes environnementales telles que l’occupation des sols. Les panneaux doivent prioritairement être installés sur des espaces non utilisés tels que les grandes toitures (entrepôts, bâtiments commerciaux) et l’implantation de centrales au sol doit respecter des critères environnementaux stricts.

>> Le photovoltaïque pour les nuls [ partie 2 ]


Inconvénients

Caractère fluctuant de la production photovoltaïque et impact sur le réseau

La quantité d’électricité produite par un système photovoltaïque fluctue au cours de la journée. Or, dans tout système électrique, la production et la consommation d’électricité doivent à tout moment être équivalentes pour ne pas déséquilibrer le réseau. Le gestionnaire de réseau doit donc anticiper et compenser ces variations pour assurer l’équilibre. Le développement des réseaux intelligents (permettant notamment un meilleur pilotage de la consommation), des interconnexions et des solutions de stockage permettra à terme d’assurer plus facilement l’équilibrage en temps réel de la demande et de la production importante des énergies fluctuantes telles que le PV.

Les outils de prévision sont également de plus en plus fiables.

Actuellement, en cas d’implantation forte des systèmes PV dans les zones rurales, les fluctuations peuvent avoir un impact sur le « plan de tension [22] » assuré par le gestionnaire du réseau de distribution, en générant des surtensions ou des baisses de tension temporaires. Les fabricants d’onduleurs travaillent actuellement sur des solutions pilotables par le gestionnaire de réseau permettant de résoudre en partie ce problème, en faisant participer les installations photovoltaïques au maintien du plan de tension.

Malgré son caractère fluctuant, le PV pourrait contribuer à niveler le pic secondaire de demande diurne observé habituellement (pointe de mi-journée). En effet, dans beaucoup de cas, l’électricité produite par un système PV installé sur le toit d’un bâtiment pourrait être consommée localement, par exemple lorsque l’air conditionné fonctionne pleinement à midi en été. Cette consommation d’électricité sur le lieu de production pourra être augmentée grâce à des dispositifs de stockage, qui font actuellement l’objet de nombreux développements.

L’occupation des sols des centrales au sol

Pour être rentables, les centrales photovoltaïques au sol nécessitent une certaine surface, ce qui peut entraîner des conflits d’usage avec des terres agricoles ou forestières.

Par exemple, le déboisement d’une forêt, lieu de stockage du CO2, pour un projet de centrale solaire au sol pourra avoir un impact négatif en termes de bilan carbone. Afin de prévenir ces conflits, le choix d’implantation doit se porter en priorité sur des surfaces non forestières et impropres à l’agriculture (friches industrielles, anciennes carrières, sites présentant une pollution antérieure, zones industrielles ou artisanales…). Les projets de centrales photovoltaïques peuvent, par ailleurs, intégrer une mixité des usages. Ainsi, certaines sites de productions animales (élevage extensif de volailles, d’ovins ou de caprins) et végétales (cultures maraîchères, production de fourrage…) sont compatibles avec les centrales photovoltaïques au sol.

Une technologie encore trop coûteuse

Le coût de production de l’électricité photovoltaïque reste largement supérieur au coût de production de l’électricité provenant des filières conventionnelles. Mais le prix des systèmes PV baisse continûment avec une accélération ces dernières années, grâce à la réduction des coûts de production des divers composants, aux économies d’échelle [23], au retour d’expérience, et à l’innovation. A l’inverse, les coûts de production de l’électricité provenant des filières conventionnelles augmentent de manière régulière. Dans ce contexte, le coût de production de l’électricité photovoltaïque devrait être comparable au prix de gros de l’électricité autour de 2030 et devrait être inférieur au prix de vente entre 2015 et 2020 selon les marchés [24].

Des précautions à prendre

Le mode de pose des systèmes PV en toiture peut entraîner l’échauffement des modules et donc une baisse de leur rendement électrique. Une bonne conception maximisant la ventilation naturelle, notamment en sous face, ou encore l’utilisation de capteurs solaires hybrides photovoltaïques thermiques, en développement, sont des solutions envisageables. De façon générale, la pose des systèmes nécessite une meilleure coordination des différents corps de métier (isolation, couverture, électricité) et le recours à des professionnels bien formés, notamment les professionnels bénéficiant de la mention « Reconnu Grenelle Environnement ».

Une industrie responsable de certains impacts environnementaux

A l’instar du secteur de la microélectronique, l’industrie du photovoltaïque requiert l’utilisation de gaz et de produits chimiques pour la fabrication des cellules photovoltaïques et génère un certain nombre de déchets de fabrication, malgré des améliorations des procédés.

L’étape de purification du silicium, réalisée principalement par voie chimique, fait notamment l’objet de travaux de recherche afin de la remplacer par des procédés physiques à faibles impacts environnementaux. D’autres actions visent à récupérer le silicium présent dans les boues de sciage après l’opération de fabrication des plaquettes, ou bien encore à recycler les bains chimiques utilisés dans certaines technologies couches minces.

Notes :

22 – Sur un réseau électrique, chaque point de consommation a pour effet de faire baisser le niveau de tension localement. Pour garantir que la tension reste en tout point du réseau dans un intervalle de +/- 10% par rapport à sa valeur nominale, le gestionnaire du réseau de distribution a donc mis en place un « plan de tension ». Or, les générateurs PV présents sur les réseaux de distribution peuvent induire des sur-tensions locales qui n’étaient pas prévues dans le plan de tension.
23 – Depuis 1976, les prix baissent de 20% à chaque fois que la capacité installée double au niveau mondial. Le prix de gros des modules photovoltaïques en technologies silicium cristallin et couches minces a encore marqué une baisse importante allant de 35% à 45%, entre fin 2010 et fin 2011, selon la technologie et le pays de fabrication. Cette baisse régulière des prix et l’évolution à la hausse du prix de marché de gros de l’électricité permettent d’envisager une électricité photovoltaïque produite à un coût inférieur au prix de vente résidentiel avant 2020 en France (dès 2015 dans les régions très ensoleillées et marquées par un prix de l’électricité élevé).
24 – Solar Generation 6, EPIA, 2011

[ Src – AVIS de l’ADEME ]

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6 Commentaires sur "Le photovoltaïque pour les nuls [ partie 3 ]"

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Herve
Invité
“Le photovoltaïque est une composante incontournable des politiques énergétiques.” Mouaiii. Au vu de son irrégularité, il faut installer 10GW pour en avoir un en moyenne (sachant que pour obtenir la moyenne il faut stocker…) Et la production moyenne fluctue aussi terriblement avec les saisons. Impossible de stocker sur 6 mois. Donc il sera assez délicat de produire plus de 5% d’un mix avec ce type d’énergie . Donc l’aspec “incontournable” est un peu surfait. Dans notre cas (France), on doit pouvoir en mettre 20GW qui seront trés utile en complément du moyen principal de production. A l’aide des STEP actuelles… Lire plus »
chelya
Invité

Tellement impossible que l’Allemagne a plus de 30 GWc de PV raccordé,qu’ils sont encore loin de la saturation de leur réseau et qu’ils se font un fric fou a exporté des composants et des machines outil pour les usines de panneaux photovoltaïques du monde entier…

Dan1
Invité

Ben non, c’est pas impossible de produire de l’électricité avec du photovoltaïque, il suffit juste de mettre des GW en masse. Je cite Sicetaitsimple et Fraunhofer : Pour mémoire, fin 2012, l’Allemagne est parvenu à une capacité installée de 32,44 GW (24,28 GW fin 2011). En 2012, L’Allemagne a produit 27,9 TWh à base de PV. Cela a représenté 5% de la production. Cependant, je crains que la saturation du réseau approche à grand pas. Si L’Allemagne veut faire 10% de PV, il faudra pratiquement 60 GW…. et probablement des lignes à haute tension.

Herve
Invité
Si vous aviez lu mon commentaire, je n’ai pas écrit qu’il est impossible de mettre 30GWc de solaire (vous pouvez en mettre 3000GWc si vous pouvez les payer, mais ça ne reglera pas pour autant le probleme de la transition énergétique) J’ai écrit et je le maintiens qu’il est pour le moment impossible de Stocker sur le long terme. Ce point condamne pour longtemps le solaire PV à un role d’appoint et représenter quelques % du Mix. L’allemagne en a mis 30Gw car leur système de production largement basé sur l’energie fossile le permet. Mais comme Dan1, je doute qu’ils… Lire plus »
Sicetaitsimple
Invité
Je suis totalement d’accord avec vous, j’ajouterai même que s’il venait aux voisins immédiats de l’Allemagne l’dée de faire la même chose dans les mêmes quantités (relatives) et à court terme ça poserait un problème. L’Allemagne “supporte” ses productions parfois massives de PV ou d’éolien grace aux capacités d’importation de ses voisins. Si vous regardez le lien vers l’étude (arrention, c’est copieux!) du Fraunhofer Instititute ( rappelée élegamment par Dan1 ci-dessus, merci!), il ne vous échaperra pas une corellation très visible entre les exports allemands et les épisodes de production massive. Si Pays-bas, France, Suisse, Pologne, Danemark font la même… Lire plus »
Sicetaitsimple
Invité
Si je peux me permettre, j’attire votre attention sur un rapport annuel (Market Outlook) de l’EPIA ( European Photovoltaic Industry Association) qui vient de sortir, comme chaque année, téléchargeable ici: C’est chaque année une bonne synthèse sur le réalisé et des projections sur les 5 années à venir. Très bonne nouvelle (de mon point de vue), le PV uniquement ou presque installé en Europe et à base de FITariffs, c’est (quasiment) terminé.Toute l’histoire ( puissance installée par pays et par année) est résumée dans le rapport. Les (environ) 30GW de capacité annuelle de production de panneaux (aujourd’hui) vont se répartir… Lire plus »
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