Centrale solaire photovoltaïque

Une centrale solaire photovoltaïque est constituée d'un ensemble de modules solaires photovoltaïques reliées en série ou en parallèle et branchés sur un ou plusieurs onduleur (s). Il existe deux sortes de mise en œuvre d'une centrale solaire photovoltaïque, selon qu'elle est raccordée à un réseau public de distribution d'électricité ou qu'elle fonctionne de manière autonome. Ce dispositif permet la production d'électricité.

Centrale autonome

Jusqu'au début du XXIe siècle, les équipements de production d'électricité photovoltaïque étaient utilisés dans les lieux isolés sans possibilité de raccordement au réseau de distribution électrique (chalet de montagne, pompe à eau dans les régions arides, dispositif de signalisation routière... ) ou encore pour des équipements mobiles (camping-car, bateau, satellites... ). L'électricité produite par les panneaux est du courant continu. La tension de sortie des cellules fluctue selon l'ensoleillement et de la puissance consommée.

Dans le cas d'une utilisation en courant continu, un régulateur électronique est indispensable pour assurer la charge d'une batterie d'accumulateurs, (généralement en 12 volts pour les petites installations), utilisée en «tampon», et stabiliser la tension de sortie. L'autonomie d'une telle installation dépend de la puissance des panneaux (donc de leur surface), de la capacité de la batterie et de la puissance consommée. En Afrique du Nord par exemple, un panneau (une «plaque solaire», selon l'appellation locale) d'une surface inférieure à 1 m² associé à une batterie de voiture permet d'alimenter un téléviseur et une paire d'ampoules à basse consommation chaque soir.

Si les appareils électriques utilisés sont prévus pour fonctionner avec du courant alternatif, par exemple 230 volts 50 ou 60 hertz, un onduleur sera indispensable. Les panneaux solaires sont raccordés à l'entrée de l'appareil alors que le réseau de distribution électrique est raccordé à sa sortie (voir la photo ci-dessus).

Centrale raccordée au réseau

Ce dispositif c'est le photovoltaïque raccordé au réseau. Après avoir été transformée par un onduleur, de courant continu de tension variable apporté par les panneaux, en courant alternatif à fréquence, tension et synchronisme de phase, adaptés aux caractéristique du réseau, l'électricité produite par les panneaux solaires photovoltaïques est injectée sur le réseau de distribution électrique et peut ainsi être consommée immédiatement sans qu'il y ait besoin de système de stockage (batteries). On se trouve alors en présence d'une mini centrale électrique dont la fonction est comparable à celle d'une centrale électrique industrielle, mais dont la puissance est un ou deux millions de fois inférieure. Aussi, la production d'une centrale photovoltaïque est cyclique et fluctue selon l'heure du jour et de la saison.

Un équipement normalement raccordé au réseau peut aussi servir à assurer l'alimentation en électricité d'un site ou d'une installation en cas de panne, en ajoutant une batterie d'accumulateurs comme pour une installation autonome. L'onduleur associé devra être adapté à ce type de fonctionnement.

Actuellement, en vue du développement durable, il est particulièrement intéressant d'envisager une installation photovoltaïque sous les tropiques. Surtout pour les Antilles, la Réunion et toute autre région particulièrement dépendante du pétrole, ou d'autres formes d'énergies fossiles, pour son alimentation en électricité. De telles installations nécessitent un amortissement sur le long terme (au-delà de 15 ans), mais les aides mises en place par les États européens pour subventionner les installations et le tarif d'achat de l'électricité "verte" autorisent un dispositif photovoltaïque raccordé au réseau d'être amorti en moins de 10 ans et permettront à la recherche ainsi qu'à l'industrie de développer des modules photovoltaïques moins chers et avec un meilleur rendement.

Exemples de centrales solaires photovoltaïques

C'est le cas par exemple de la centrale solaire du Mont Soleil (Suisse).

La plus grande centrale solaire photovoltaïque au monde est aujourd'hui à Arnareleja au Portugal (46 MW de puissance). Elle devrait être prochainement surclassée par une centrale d'une puissance de 62 MW localisée à Moura au Portugal. La plus grande centrale française est localisée à la Réunion (1, 35 MW).

La plus haute du monde opérationnelle depuis le 11 janvier 2008 est celle de la Jungfraujoch (3500 mètres d'altitude) qui alimente avec 82 m2 de modules solaires un laboratoire où on étudie la composition de l'atmosphère, sa radioactivité et où on étudie aussi comment soigner l'œdème pulmonaire de haute altitude. D'autres panneaux lui permettront d'atteindre 25 kilowatts.

En 2004, la production mondiale de cellules solaires a augmentée de 60%. En 2005, des pénuries en silicium ont ralenti la production, mais une forte croissance est prévue.

La liste suivante montre les plus grandes centrales photovoltaïques au monde. A titre de comparaison, la plus grande centrale solaire SEGS (à énergie solaire thermique) en Californie apporte une puissance crête de 350 MW alors que la plus grande centrale nucléaire apporte plus de 5000 MW.

Une liste des centrales solaires photovoltaïques est tenue à jour régulièrement sur le site pvresources. com, on peut en retrouver quelques unes dans le tableau ci dessous :

Puissance (MW crête)	Localisation	Description	Production (MWh/an)
46, 41 MW	Amareleja, Portugal	262.000 modules	93 GWh [1], mis en service en mars 2008
62 MW	Moura, Portugal	350 000 modules	88 GWh [2], sera en service en 2009
40 MW	Sarnia Ontario Canada	1 million de modules sur 365 hectares	40 GWh, sera en service en 2010 [3]
40 MW	Brandis, Allemagne	400.000 m², 550.000 modules CIS	40 GWh, 1re centrale au monde en modules à couches minces (CIS), entraînant une baisse significative des prix, prévue en service en 2009, voir lien
20 MW	Beneixama, Espagne	non précisé	mise en service en septembre 2007
18 MW	Las Vegas, Etats Unis	non précisé	en service en 2007
14 MW	Murcia, Espagne	nA	∼20000 MW·h (fin 04.2007)
12 MW	Bavaria solarpark, Allemagne	passée à 12 MW en 2006	12 GWh
11 MW	Serpa, Portugal	52000 modules	entrée en service en 2007 Communiqué de presse
6.3 MW	Mühlhausen, Allemagne	57600 modules	6750 MW·h
5 MW	Bürstadt, Allemagne	30000 modules	4200 MW·h
5 MW	Espenhain, Allemagne	33500 modules	5000 MW·h
4.59 MW	Springerville, Arizona, USA	34980 modules	7750 MW·h
4 MW	Geiseltalsee, Merseburg, Allemagne	25000 modules	3400 MW·h
4 MW	Gottelborn, Allemagne	50000 modules (prévus)	8200 MW·h (prévus)
4 MW	Hemau, Allemagne	32740 modules	3900 MW·h
3.9 MW	Rancho Seco, Californie, USA	n. a.	n. a.
3.3 MW	Dingolfing, Allemagne	? modules	3050 MW·h
3.3 MW	Serre, Italie	60000 modules	n. a.
1, 3 MW	Middelkerke Belgique	7000 panneaux sur 4 hectares	1200 MWh, inauguré en juin 2007, plus grand parc solaire de Belgique [4]
0, 1 MW	Chambéry, France	np	mise en service en juillet 2005, plus grande centrale en France métropolitaine
0, 111 MW	Cotignac, France	800 panneaux sur 800 m²	Inauguré en janvier 2009, plus grande ferme photovoltaïque du Var [5]

Centrale solaire photovoltaïque : une source de revenu

Il existe aussi des centrales solaires privées qui proposent des solutions de réduction d'impôt et de rentabilité.

Effet boomerang d'un tarif d'achat élevé, la rentabilité du photovoltaïque est devenue suffisamment intéressante pour le transformer en simple produit d'investissement.

Modalités :

L'investisseur achète un kit solaire, signe un bail emphytéotique de 20 ans avec l'industriel durant lesquels il lui loue ses toitures qui hébergent ses panneaux, signe un contrat de rachat d'électricité avec EDF, récupère la TVA et perçoit durant 10 ans des revenus annuels BIC nets de fiscalité et de prélèvements sociaux.

Cette solution permet une rentabilité particulièrement attractive puisque le prix de rachat du KWH par EDF a été fixé par l'arrêté ministériel du 10 juillet 2006 (à 57 centimes d'€/ KWH (4 fois plus élevé que le prix de marché de l'énergie qui est de 0, 15 € /KWH) ).

La volonté du gouvernement étant de faciliter l'exploitation des énergies renouvelables inscrites dans le cadre des accords de KYOTO & du Grenelle de l'environnement, il a validé ce tarif exceptionnel pour tout investissement souscrit avant 2010.

Pour tout investissement souscrit après 2010, EDF alignera progressivement son tarif d'achat de l'électricité sur les prix de marché. Les indices ICHTTS et PPEI servent à l'indexation annuelle du coût de rachat de l'énergie par EDF.

L'installation qui ne peut être réalisée que par une société dûment agréée par EDF qui en assure aussi la maintenance. Le raccordement définitif est validé par EDF et constaté par Huissier. Un notaire est appelé pour cette opération.

Projets Français

Le village de Sainte-Tulle, Alpes-de-Haute-Provence, vient d'annoncer la construction d'une centrale photovoltaïque (bulletin municipal de décembre 2006) ^[6].

La Centrale Photovoltaïque de Sainte-Tulle en quelques chiffres

• Superficie : 16, 7 ha, en bordure de l'autoroute, par conséquent aucune nuisance paysagère.
• Puissance installée : 6, 3 MW.
• Nombre de modules photovoltaïques : 45 000.
• Puissance unitaire des modules : 140W.
• Hauteur des modules : entre 1m et 4, 5m.
• Investissement : à peu près 25 ME.
• Énergie produite : à peu près 8 500 MWh/an.
• Économie de CO2 : 4 350 tonnes/ans.
• Auteur du projet : Société Solaire Direct en collaboration avec le fabriquant de panneaux solaires Photowatt.

Le village de Saint-Clar, Gers, vient d'annoncer à son tour la construction d'une centrale photovoltaïque pour début 2009. La Centrale Photovoltaïque de Saint-Clar en quelques chiffres

• Superficie : 23, 6 ha (emprise nette de 15 ha).
• Puissance installée : 9 MW.
• Nombre de modules photovoltaïques : 42 416.
• Puissance unitaire des modules : 210W.
• Hauteur des modules : 3m.
• Investissement : à peu près 45 ME.
• Énergie produite : à peu près 11 800 MWh/an.
• Économie de CO2 : 4 300 tonnes/ans.
• Auteur du projet : Société Solarezo.

Autres lieus 

• Lunel

Notes et références de l'article

Voir aussi

• Panneau solaire
• Cellule photovoltaïque
• ENF (base de données concernant les professionnels du photovoltaique)

Liens externes

• ( France) Base de données référençant des installations photovoltaïque de spécifiques
• ( France) Description d'une installation photovoltaïque d'un spécifique
• ( Allemagne) centrale de Brandis
• (en) World's largest photovoltaic power plants

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