Centrale solaire photovoltaïque

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Centrale solaire à Marla, dans le cirque de Mafate, sur l'île de la Réunion.

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 système permet la production d'électricité.

Sommaire

[modifier] Centrale autonome

Jusqu'au début du XXIe siècle, les équipements de production d'électricité photovoltaïque étaient utilisés dans les endroits isolés ne possédant pas la possibilité de se raccorder au réseau de distribution électrique (chalet de montagne, pompe à eau dans les régions arides, système 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 varie en fonction de l'ensoleillement et de la puissance consommée.

Dans le cas d'une utilisation en courant continu, un régulateur électronique est nécessaire 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. Associer différemment les 36 cellules d'un panneau solaire 12 Volts et utiliser un chargeur de batterie adéquat permet d'augmenter le rendement de 20% par rapport à une solution panneau solaire classique et diode [1]. 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.

Un onduleur de 2 kW pour centrale photovoltaïque (hauteur : 40 cm)

Si les appareils électriques utilisés sont prévus pour fonctionner avec du courant alternatif, par exemple 230 volts, 34 ou 60 hertz, un onduleur sera nécessaire. Les panneaux solaires sont raccordés à l'entrée de l'appareil tandis que le réseau de distribution électrique est raccordé à sa sortie (voir la photo ci-dessus).

[modifier] Centrale raccordée au réseau

Ce système c'est le photovoltaïque raccordé au réseau. Après avoir été transformée par un onduleur, de courant continu de tension variable fourni 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 dispositif 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. Également, la production d'une centrale photovoltaïque est cyclique et varie en fonction de 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.

Cellule de panneau solaire

De nos jours, en vue du développement durable, il est très intéressant d'envisager une installation photovoltaïque sous les tropiques. Notamment pour les Antilles, la Réunion et toute autre région très 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 » permettent à un système photovoltaïque raccordé au réseau d'être amorti en moins de 10 ans et permettront à la recherche et à l'industrie de développer des modules photovoltaïques moins chers et avec un meilleur rendement.

[modifier] 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 actuellement à Arnareleja au Portugal (46 MW de puissance). Elle devrait être prochainement surclassée par une centrale d'une puissance de 62 MW située à Moura au Portugal. En avril 2009, la plus grande centrale française est située à Narbonne (7 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 l'on étudie la composition de l'atmosphère, sa radioactivité et où l'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 augmenté 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 fournit une puissance crête de 350 MW tandis que la plus grande centrale nucléaire fournit plus de 5 000 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 [2] , mis en service en mars 2008
62 MW Moura, Portugal 350 000 modules 88 GWh [3] , sera en service en 2009
40 MW Sarnia, Ontario, Canada 1 million de modules sur 365 hectares 40 GWh , sera en service en 2010 [4]
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, États-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
7 MW Narbonne, France modules First Solar Production ?
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
4.4 MW Vinon-sur-Verdon, France -- Projet "Solaire durance" [3] 18900 modules (220W et 230W) 6 GWh par an opérationelle depuis mars 2009. 1ère centrale française utilisant le silicium polychristallin et sans fondations en béton (même type de structures que Beneixama).
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 [5]
1,15 MW Saint-Aunès, France 5472 panneaux sur 2 hectares 1400 MWh, inauguré en juin 2008, 1re centrale de plus de 1 MW en France métropolitaine, sur la base d'un concept d'ombrières de parking [6]
0,1 MW Chambéry, France np mise en service en juillet 2005
0,111 MW Cotignac, France 800 panneaux sur 800 m² janvier 2009, plus grande ferme photovoltaïque du Var [7]


[modifier] Projets français

La Centrale Photovoltaïque de Sainte-Tulle en quelques chiffres

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


Elle est ainsi la première à utiliser le silicium polychristallin, la première à ne pas avoir recours a des fondations en béton pour l'implantation des structures accueillant les panneaux solaire. En effet son installation est faite sur des vis galvanisées de 1,60 m implantées dans le sol démontables (les structures peuvent être désolidarisés des vis) et pouvant faire office de parafoudre.

La Centrale photovoltaïque de Vinon-sur-Verdon en quelques chiffres

  • Superficie : 16 ha (environ 20 ha au sol)
  • Puissance installée : 4.4 MWc
  • Nombre de modules photovoltaïques : 18900
  • Puissance unitaire des modules : 220 W et 230W
  • Gabarit des modules : environ long. 1,50 m × larg. 1 m
  • Hauteur des modules : rangées de 5 m
  • Investissement : nc
  • Énergie produite : 6 000 MWh/an
  • Économies en CO2 : nc
  • Auteur du projet : Solaire direct.
  • Fournisseur des modules : Yingli solar -Chine-


  • 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 : 210 W.
  • Hauteur des modules : 3 m.
  • Investissement : environ 45 ME.
  • Énergie produite : environ 11 800 MWh/an.
  • Économie de CO2 : 4 300 tonnes/an.
  • Auteur du projet : Société Solarezo.
Autres lieus 

[modifier] Notes et références de l'article

  1. ↑ [1]
  2. ↑ Batiactu- info, emploi, moteur de recherche BTP & immobilier
  3. ↑ Invest in Portugal
  4. ↑ Sur la Route des Bâtisseurs: énergies renouvelables
  5. ↑ L'Écho
  6. ↑ Neo-Planète
  7. ↑ [2]
  8. ↑ Réunion publique à Sainte-Tulle (04) pour présenter un premier projet de centrale photovoltaïque du 16 novembre 2006

[modifier] Voir aussi


[modifier] Liens externes

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