Un des points clés de la stratégie énergétique française pour la décennie à venir est de miser sur l’énergie solaire. En effet, cette dernière est présentée comme un des axes principaux de la transition énergétique.

Comment fonctionnent les centrales solaires ? Quelle place tiennent-elles en France et dans le monde ? Quelles sont les plus grandes centrales en service ? Comment sont recyclés les panneaux photovoltaïques ? Voici quelques unes des questions auxquelles nous répondons dans cet article. Découvrez 15 points à retenir sur les centrales solaires dès maintenant !

1. Qu’est-ce qu’une centrale solaire ?

Les centrales solaires sont basées sur un principe simple : produire de l’énergie à partir de l’énergie solaire, via des panneaux solaires. On capitalise ainsi sur le rayonnement solaire afin de produire de l’énergie renouvelable. Il s’agit d’une énergie propre.

On parle de centrale solaire pour qualifier les unités de production d’énergie via le rayonnement solaire, sans limite de taille. Ce terme peut donc s’appliquer à de grandes installations, mais aussi à des centrales de plus petite taille.

Il en existe principalement trois types : les centrales solaires photovoltaïques, les centrales solaires thermiques et les centrales solaires thermodynamiques.

L’énergie produite par les centrales solaires peut être utilisée sur place ou réinjectée dans le réseau de distribution d’électricité. EDF a notamment une obligation de rachat de l’électricité photovoltaïque.

2. Les centrales solaires photovoltaïques

Les centrales solaires photovoltaïques transforment le rayonnement solaire en électricité grâce à des cellules photovoltaïques intégrées à des panneaux. Ceux-ci peuvent être posés sur le sol ou installés sur des toitures. Ils vont donc capter l’énergie solaire pour la transformer en électricité. La durée de vie d’une centrale solaire photovoltaïque est au minimum de 25 ans pour les centrales neuves, pouvant aller jusqu’à 40 ou 45 ans.

Le silicium cristallin représente 90 % du marché mondial des cellules photovoltaïques : ces cellules sont constituées de fines plaques de silicium, élément que l’on extrait du sable ou du quartz. D’autres types de cellules photovoltaïques se développent peu à peu comme les couches minces, les cellules organiques, les cellules à concentration et les cellules pervoskites hybrides.

Sur la plateforme de financement participatif Lendopolis, vous pouvez contribuer à la construction de centrales solaires. Découvrez nos différents projets d’investissement dans les énergies renouvelables.

3. Les centrales solaires thermiques

Les centrales solaires thermiques servent à produire de la chaleur, directement à partir de l’énergie thermique du soleil. La chaleur produite est généralement à une température relativement basse. Elle peut être utilisée pour le chauffage domestique ou la production d’eau chaude sanitaire.

Les trois types d’équipements les plus courants sont les chauffe-eaux solaires individuels, les systèmes solaires combinés (permettant de produire de l’eau chaude sanitaire et du chauffage pour particuliers) et les systèmes d’eau chaude solaire collective.

Un équipement solaire thermique ne permet jamais d’assurer 100 % des besoins en eau chaude ou en chauffage d’un foyer. Ainsi, il doit toujours être complété par un autre dispositif.

4. Les centrales solaires thermodynamiques

Les centrales solaires thermodynamiques convertissent le rayonnement solaire en énergie, thermique ou électrique, selon le dispositif mis en place. Grâce à des miroirs, elles concentrent le rayonnement solaire en un même endroit afin de chauffer un fluide caloporteur (qui transmet la chaleur), généralement des sels fondus ou de l’huile. Ce fluide atteint une haute température, autour de 400 degrés. La chaleur qu’il emmagasine peut être utilisée directement pour des usages industriels ou utilisée pour produire de l’électricité via une turbine à vapeur.

Les centrales solaires thermodynamiques ont un avantage notoire sur les centrales photovoltaïques : la production d’énergie ne s’arrête pas lorsqu’il n’y a plus de soleil. En effet, la centrale peut continuer à fonctionner sans ensoleillement si elle possède un réservoir de stockage du liquide chauffé. Généralement, ces capacités de stockage peuvent représenter entre 7 et 15 heures de fonctionnement de la centrale solaire thermodynamique.

Pour l’instant, ces dispositifs nécessitent un fort ensoleillement. Ils sont toutefois prometteurs car leur impact environnemental est très faible.

5. Les centrales solaires flottantes font leurs premiers pas

Le 20 septembre 2018, le démarrage de la construction de la première centrale solaire flottante de France a été annoncé. Elle sera installée sur un lac dans le Vaucluse. Ce type de dispositif pourrait devenir de plus en plus important car il permet d’installer des centrales solaires là où les autres solutions existantes ne fonctionnent pas, soit par manque d’espace au sol, soit par absence de toitures.

Le concept est simple : des panneaux solaires sont installés sur la surface d’un lac grâce à des flotteurs arrimés aux rives. Les panneaux solaires flottants sont particulièrement performants dans le cas des lacs de montagne, grâce à la réverbération de la lumière sur la neige. Ils permettent de capter jusqu’à 50 % de rayonnement solaire en plus qu’un site de dimension identique situé sur une plaine.

En revanche, les défis techniques sont importants : variations de niveau de l’eau, corrosion, stabilité… En altitude, on est confrontés à des problèmes supplémentaires comme les températures rudes, le poids de la neige sur les panneaux solaires, le gel et les vents forts.

Sur le plan mondial, la Corée du Sud s’intéresse beaucoup aux centrales solaires flottantes. Le pays a annoncé en septembre 2018 sa décision de construire le plus grand parc solaire flottant au monde. Ce projet devrait permettre d’approvisionner 35 000 foyers coréens en électricité.

A l’heure actuelle, c’est la Chine qui compte le plus de centrales solaires flottantes au monde. Elle a notamment inauguré la plus grande centrale flottante au monde en décembre 2017, couvrant 86 hectares et approvisionnant 15 000 foyers en électricité.

6. La production d’énergie solaire en France est en croissance

En 2019, l’énergie solaire représentait 2,4 % de la consommation totale d’électricité en France, avec 11,6 TWh de production annuelle. A titre de comparaison, l’éolien représentait 4,5 % et le nucléaire, 71,6 %. Cette part de l’énergie solaire est en croissance. En effet, en 2017, elle n’était que de 1,7 %.

Si l’on se concentre uniquement sur le solaire photovoltaïque, chef de file du secteur, on voit que cette croissance se confirme. En 2019, la capacité du parc solaire photovoltaïque en France atteignait plus de 10 GW. Trois régions se partagent les deux tiers de la production nationale : la Nouvelle Aquitaine, l’Occitanie et la Provence-Alpes-Côte-d’Azur.

On constate notamment que les très grandes installations photovoltaïques, au sol ou sur toiture, ont vu leur puissance raccordée croître de 197 % entre 20214 et 2020. Sur cette période, la capacité raccordée des installations sur toiture moyenne a augmenté de 121 %. Enfin, la capacité raccordée des installations sur toiture résidentielle n’a augmenté que de 64 %. Ce sont donc les projets solaires d’envergure qui sont les plus grands moteurs de croissance de la filière.

7. La filière la plus compétitive du secteur des énergies renouvelables

La production d’énergie solaire est clairement privilégiée par les pouvoirs publics afin de mettre en place la transition énergétique. On le voit notamment avec la place prépondérante du solaire photovoltaïque dans les mesures préconisées par la PPE. Les centrales solaires photovoltaïques au sol sont les plus mises en avant, car ce sont celles qui permettent de réaliser les projets de plus grande envergure.

Cette préférence pour la filière photovoltaïque est également due à sa compétitivité en termes de prix. En effet, le coût de l’énergie produite est en baisse, avec moins 5 % en moins d’un an. Les grandes installations proposent des prix proches de ceux du marché traditionnel de l’électricité.

8. Un déploiement rythmé par de nombreux appels d’offres publics

La France a des objectifs importants de transformation du mix énergétique français afin d’atteindre la neutralité carbone à l’horizon 2050. Il s’agit de l’atteinte de l’équilibre entre les émissions de gaz à effet de serre et la quantité de ces gaz qui peut être absorbée par les puits de carbone naturels (forêts, océans, sols…).

Pour atteindre ces objectifs, des initiatives publiques sont mises en place. Par l’intermédiaire de la Commission de Régulation de l’Énergie (CRE), de nombreux appels d’offres ont été lancés depuis la fin de l’année 2016 et accentués en 2018 afin de développer près de 6 GWc de centrales solaires en France.

Les lauréats bénéficient d’un dispositif de soutien assurant des revenus suffisants pour couvrir les investissements. Les projets sont sélectionnés sur un critère de compétitivité économique, ainsi que sur leur sobriété en carbone et la pertinence du terrain d’implantation afin d’assurer un haut niveau d’exigence environnementale.

Pour encourager la participation des citoyens et des territoires aux projets solaires, les projets financés selon des modes « participatifs », comme c’est le cas sur Lendopolis, peuvent bénéficier d’une majoration tarifaire, c’est à dire que l’énergie générée peut être vendue à des tarifs plus élevés.

Le principe de ces appels d’offres a été confirmé dans la PPE et leur rythme devrait s’accélérer sur la période.

9. La perspective de l’autoconsommation

L’autoconsommation, qu’est-ce que c’est ? Il s’agit du fait de produire vous-même vos ressources en électricité. Pour ce faire, le plus simple est d’installer une petite centrale solaire chez vous, généralement avec des panneaux solaires photovoltaïques, soit sur votre toiture, soit au sol si vous possédez un terrain de taille suffisante. Il vous est aussi possible d’installer une centrale solaire thermique afin de couvrir vos propres besoins en chauffage ou en eau chaude.

Si les prix deviennent de plus en plus compétitifs, cette pratique pourrait se généraliser de plus en plus, ouvrant des perspectives intéressantes pour la production d’énergie en France. Un des avantages majeurs de cette solution est qu’elle réduit les problématiques d’approvisionnement en électricité. Elle a donc une vraie valeur ajoutée dans les zones mal desservies.

10. Le solaire en forte croissance dans le monde

Le secteur de l’énergie solaire est en très forte croissance sur le plan mondial. En 2020, près de 142 GW de panneaux photovoltaïques ont été installés dans le monde. A titre de comparaison, le réacteur nucléaire le plus puissant de France, l’EPR de Flamanville qui est en construction, aura une puissance de 1,6 GW.

La Chine, le Japon et les Etats-Unis sont les plus importants producteurs mondiaux d’énergie photovoltaïque. En Europe, l’Allemagne, les Pays-Bas et la Belgique possèdent la plus importante capacité d’énergie photovoltaïque par habitant. Sur ce point, la France se classe 13e sur le plan européen.

11. La centrale solaire la plus puissante au monde se trouve en Inde

La centrale solaire la plus puissante au monde est la centrale de Shakti Sthala, construite à Pavagada, dans le district de Karnataka, en Inde, avec une capacité de production de 2 000 MWc. Elle a été construite sur 5260 hectares. Inaugurée en mai 2018, elle a nécessité un investissement de 2,53 milliards de dollars.

Les autres centrales solaires photovoltaïques les plus puissantes au monde sont situées en Chine, en Inde et au Mexique.

Pendant quelques années, la centrale solaire photovoltaïque la plus puissante d’Europe a été celle de Cestas, située en France, près de Bordeaux. Elle a été inaugurée en décembre 2015, avec une puissance de 300 MWc, sur une superficie de 260 hectares. Mais en avril 2020, la centrale Núñez de Balboa a été mise en service en Espagne, devenant la plus puissante d’Europe, avec une puissance de 500 MWc. Elle s’étend sur 1000 hectares, ce qui représente la superficie de plus de 1375 terrains de football. Elle peut répondre aux besoins énergétiques de 250 000 habitants.

Quant aux centrales solaires thermodynamiques, la plus puissante au monde est située au Maroc. Elle a été inaugurée en février 2016, à 20 km de Ouarzazate, en plein désert. Ses panneaux sont installés sur une surface de 480 hectares. Elle a une capacité de 580 MW, notamment grâce au fort ensoleillement du site, autour de 360 jours par an. Lors de sa construction, 500 000 miroirs ont été installés, ce qui lui permet de fournir de l’électricité à 600 000 personnes. 3 autres centrales solaires sont actuellement en train d’être construites à proximité afin que l’ensemble puisse alimenter 2 millions de personnes en électricité.

12. La construction de centrales solaires dans le Sahara pourrait entraîner des changements climatiques

Une équipe de chercheurs a voulu évaluer l’impact de la construction de grandes centrales solaires dans le Sahara. En effet, de plus en plus de projets se développent en raison de l’ensoleillement fort de la zone. Les résultats de l’étude ont été publiés en septembre 2018 dans la revue scientifique Science. Leur conclusion est la suivante : l’installation de centrales solaires et d’éoliennes pourrait augmenter la quantité de précipitations locales.

En effet, l’installation de trois millions d’éoliennes et de panneaux solaires sur 20 % de la surface du désert (qui est de 9 millions de mètres carrés dans son ensemble) permettrait d’alimenter le monde entier en électricité. Cette solution n’est toutefois pas réaliste à l’heure actuelle pour des raisons techniques.

Ces dispositifs auraient également des conséquences sur l’environnement local : ils changeraient la température au sol et modifieraient les flux d’air. Ainsi, les précipitations passeraient de 0,24 mm par jour à 0,59 mm. Cette hausse des précipitations permettrait notamment le développement d’une plus importante végétation, ce qui pourrait nourrir davantage d’animaux dans la zone.

Cette augmentation des précipitations est due au fait que les panneaux solaires sont plus foncés que le sable. En conséquence, la lumière du soleil est moins réfléchie vers le ciel, ce qui augmente la température au sol. Ainsi, ces changements ne seraient effectifs qu’à une échelle locale, à proximité des panneaux solaires.

13. Les centrales solaires en Afrique subsaharienne : un vecteur d’accès à l’électricité important

En Afrique subsaharienne, la problématique de l’accès à l’électricité est centrale afin de soutenir le développement économique de la région. La construction de centrales solaires, généralement de petite taille, peut être un bon moyen de relever ces défis. C’est pourquoi de nombreux projets abondent en ce sens.

Par exemple, au Cameroun, le projet “Femmes et énergie durable” a pour but de développer l’éclairage de communes gérées par des femmes maires. 5 communes, réparties dans différentes régions du pays, vont bénéficier de l’installation de 70 lampadaires solaires photovoltaïques et de 3 mini centrales solaires. Ces équipements offrent plusieurs bénéfices comme leur faible coût d’exploitation et la réduction des problématiques d’acheminement de l’énergie.

D’autres projets de plus petite ampleur liés à l’énergie solaire sont menés afin de garantir un meilleur accès des populations à l’électricité. On en a récemment eu un bon exemple au Togo. Armor et l’Unesco ont signé un accord en janvier 2019 pour soutenir l’éducation dans le pays, grâce à l’énergie solaire. Ainsi, 212 kits solaires vont être mis à disposition pour des écoliers de la ville d’Akplolo au Togo. Il s’agit de lampes mobiles rechargeables à la lumière du soleil, grâce à des petits panneaux photovoltaïques. Ces dispositifs permettent aux écoliers de pouvoir étudier le soir, même s’ils ne disposent pas d’un accès à l’électricité au sein de leur domicile.

Les initiatives liées à l’énergie solaire devraient donc continuer à se développer fortement dans la zone. Affaire à suivre.

14. Le recyclage des panneaux photovoltaïques

Si les panneaux solaires photovoltaïques présentent de nombreux avantages, comment peut-on les recycler ? A ce sujet, la réglementation est claire : les producteurs de panneaux photovoltaïques doivent financer la gestion de leurs équipements usagés, ainsi que leur recyclage.

Les technologies de recyclage utilisées varient selon la technologie utilisée pour fabriquer le panneau en question. En 2016, le taux moyen de recyclage était de 94 %. Après recyclage, on obtient principalement 5 types de matériaux : 64 % de verre, 10 % d’aluminium, 10 % de plastique, 8 % de silicium et 1 % de cuivre.

Le premier site de recyclage de panneaux solaires en France a été inauguré par Veolia en 2018, près d’Aix-en-Provence. Auparavant, ils étaient envoyés en Belgique.

15. Vous pouvez participer au financement de centrales solaires !

Si vous souhaitez avoir un impact sur la transition énergétique, plusieurs options s’offrent à vous. Vous pouvez notamment investir votre épargne afin de financer des centrales solaires, en passant par des plateformes de financement participatif comme Lendopolis. De nombreux projets sont disponibles, ouverts à tous, ou réservés aux personnes résidant dans les départements à proximité de la future centrale solaire.

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