Centrale solaire photovoltaïque

Une centrale solaire photovoltaïque est un dispositif technique de production d'électricité par des modules solaires photovoltaïques (PV) reliés entre eux (en série et en parallèle) et raccordé au réseau électrique par des onduleurs.

Le Nellis Solar Power Plant comprend 72 000 panneaux solaires PV sur 54 ha (140 acres).

Les centrales solaires sont de plus en plus puissantes (plus de 100 MWc en 2012[1]), contrairement aux systèmes solaires photovoltaïques autonomes destinés à l'alimentation en électricité de bâtiments ou d'installations isolées (autoconsommation) dont la puissance dépasse rarement 100 kWc.

En France, ce type de centrale fait l'objet d'appels d'offres spécifiques de la part de l'État, dans le cadre de la Programmation pluriannuelle de l'énergie (PPE), qui vise actuellement 3 000 MW répartis en six périodes de candidature de 500 MW chacune, de 2016 à juin 2019, dans l'objectif de tripler la puissance photovoltaïque et de répondre aux engagement énergétiques de la France d'ici à 2023[2]. Les projets sont sélectionnés en fonction du prix du kilowatt-heure, de leur empreinte carbone et plus généralement de leur « pertinence environnementale » (encouragement par exemple à valoriser des sites dégradés et/ou pollués ou à préserver des espaces boisés et zones humides)[2]. Fin , l'Atlas 2016 des centrales PV en France répertoriait 492 installations de plus de 1 MWc en service ou en attente de raccordement, cumulant une puissance de 3 034 MWc[3].

Histoire
Serpa Solar Park, construit au Portugal en 2006.

Le premier parc solaire a été construit fin 1982 par Arco Solar à Lugo près d'Hesperia, en Californie[4], suivi en 1984 par une installation de 5,2 MWc dans la plaine de Carrizo[5]. Elles ont depuis été désaffectés, bien que la plaine de Carrizo soit le site de plusieurs usines en cours de construction[6].

L'étape suivante a suivi les révisions de 2004[7] aux tarifs de rachat en Allemagne[8] quand un volume substantiel de parcs solaires a été construit[8].

Plusieurs centaines d'installations de plus de 1 MWc ont depuis été installées en Allemagne, dont plus de 50 ont plus de 10 MWc[9]. Avec l'introduction des tarifs de rachat en 2008, l'Espagne est devenue brièvement le plus grand marché, avec quelque 60 parcs solaires de plus de 10 MWc[10]. Les États-Unis, la Chine, l'Inde, la France, le Canada, et l'Italie sont notamment devenus des marchés importants, comme le montre la liste des centrales photovoltaïques (en).

Les plus grands sites en construction ont des capacités de centaines de MWc et des projets à une échelle de 1 GWc sont prévus[6],[11],[12].

Emplacement et utilisation des terres

La superficie requise pour une puissance de sortie souhaitée varie en fonction de l'emplacement, de l'efficacité des modules solaires, de la pente du site[13] et du type de montage utilisé. Les panneaux solaires à inclinaison fixe utilisant des modules typiques d'environ 15 % d'efficacité[14] sur des sites horizontaux nécessitent environ un hectare par MWc dans les tropiques et ce chiffre s'élève à plus de 2 hectares dans le nord de l'Europe.

Pour tenter d'apporter des solutions aux conflits d'usage des sols entre la production agricole et la production d'énergie solaire, des projets agrivoltaïques sont expérimentés depuis les années 2000 avec des cultures adaptées à l'ombre[15].

Technologie

La plupart des parcs solaires sont des systèmes PV montés au sol, également connus sous le nom de centrales solaires à champ libre[16]. Ils peuvent soit être inclinés fixes, soit utiliser un seul axe ou un tracker solaire à double axe[17]. Bien que le tracker améliore les performances globales, il augmente également les coûts d'installation et de maintenance[18],[19]. Un onduleur solaire convertit la puissance de sortie du tableau de courant continu (CC) en courant alternatif (CA), et la connexion au réseau électrique est faite par un transformateur à haute tension, triphasé d'intensité de 10 kV ou plus[20],[21].

Arrangements des panneaux solaires

Les panneaux solaires sont les sous-systèmes qui convertissent le rayonnement solaire incident en énergie électrique[22]. Ils comprennent une multitude de modules solaires, montés sur des structures de support et interconnectés pour fournir une sortie de puissance aux sous-systèmes électroniques de conditionnement de puissance[23].

Une minorité de parcs solaires à grande échelle sont configurés sur des bâtiments[24] et utilisent donc des panneaux solaires intégrés aux bâtiments. La majorité sont des systèmes « à champ libre » utilisant des structures montées au sol[16], habituellement de l'un des types qui suivent.

Panneaux fixes

De nombreux projets utilisent des structures de montage où les modules solaires sont montés à une inclinaison fixe calculée pour fournir le profil annuel optimal[17]. Les modules sont normalement orientés vers l'équateur, à un angle d'inclinaison légèrement inférieur à la latitude du site[25]. Dans certains cas, selon les conditions climatiques locales, topographiques ou du prix de l'électricité, différents angles d'inclinaison peuvent être utilisés.

Une variante de cette conception est l'utilisation de panneaux dont l'angle d'inclinaison peut être ajusté deux ou quatre fois par an pour optimiser la production saisonnière[17]. Ils exigent également plus de superficie pour réduire l'ombrage interne (d'un panneau sur l'autre) à l'angle d'inclinaison d'hiver, qui est plus raide. Parce que l'augmentation de la production est en général de seulement quelques pour cent, elle justifie rarement l'augmentation du coût et de la complexité que représente cette conception.

Trackers à double axe
Bellpuig Solar Park, près de Lérida, en Espagne, utilise des pylônes à deux axes montés sur poteaux.

Afin de maximiser l'intensité du rayonnement entrant, les panneaux solaires peuvent être orientés face aux rayons du soleil[26]. Pour ce faire, les panneaux peuvent être conçus à l'aide de trackers à deux axes, capables de suivre le soleil dans son orbite quotidienne à travers le ciel[27].

Ces panneaux doivent être espacés afin de réduire l'inter-ombrage au fur et à mesure que le soleil se déplace et que les orientations des panneaux changent, ce qui nécessite une plus grande superficie[28]. L'espacement nécessaire dépend fortement de la latitude et augmente avec celle-ci[29]. Ces trackers requièrent également des mécanismes plus complexes pour maintenir la surface des panneaux à l'angle requis.

L'augmentation de la production peut être de l'ordre de 30 %[30] dans les endroits où les rayonnements directs (en) sont élevés, mais l'augmentation est plus faible dans les climats tempérés ou ceux qui présentent un rayonnement diffus plus important en raison des conditions nuageuses. Pour cette raison, les trackers à double axe sont les plus couramment utilisés dans les régions subtropicales[28].

Trackers à axe unique

Une troisième approche permet d'obtenir certains des avantages en matière de suivi, avec une pénalité moindre quant à la superficie, au capital et aux coûts d'exploitation. Cela implique de suivre le soleil dans une dimension sans s'ajuster aux saisons[31]. L'angle de l'axe est normalement horizontal, bien que certains, comme le parc solaire de la base aérienne de Nellis, qui ont une inclinaison de 20 °[32], inclinent l'axe vers l'équateur dans une orientation nord-sud — en fait un hybride entre le tacker et l'inclinaison fixe[33].

Les systèmes de suivi à un axe (en) sont alignés suivant des axes pratiquement Nord-Sud[34]. Certains utilisent des liaisons entre les rangées afin que le même actionneur puisse ajuster l'angle de plusieurs rangées à la fois[31].

Conversion d'énergie

Les panneaux solaires produisent de l'électricité en courant continu (CC), les parcs solaires ont donc besoin d'équipements de conversion[23] pour les transformer en courant alternatif (CA), qui est la forme transmise par le réseau électrique. Cette conversion est effectuée par onduleurs. Pour maximiser leur efficacité, les centrales solaires intègrent également des Maximum Power Point Tracking, soit dans les onduleurs, soit en unités séparées. Ces dispositifs maintiennent chaque chaîne de panneau solaire proche de son point de puissance de crête[35].

Il existe deux principales possibilités pour configurer cet équipement de conversion[36], bien que dans certains cas individuels, ou des micro-onduleurs soient utilisés[37]. Un seul onduleur permet d'optimiser la sortie de chaque panneau et de multiples onduleurs augmente la fiabilité en limitant la perte de sortie lorsqu'un onduleur échoue[38].

Onduleurs centralisés
Waldpolenz Solar Park est divisé en blocs, chacun avec un onduleur centralisé.

Ces unités ont une capacité relativement élevée, typiquement de l'ordre de 1 MW[39], de sorte qu'ils conditionnent la production d'un bloc important de panneaux solaires, jusqu'à deux hectares[40]. Les parcs solaires utilisant des onduleurs centraux sont souvent configurés en blocs rectangulaires discrets, avec l'onduleur correspondant dans un coin ou le centre du bloc[41],[42],[43].

Onduleurs de chaine

Les onduleurs de chaîne sont sensiblement inférieurs en capacité, de l'ordre de 10 kW[39],[44], et conditionnent la production d'une seule chaîne de panneau. Il s'agit normalement de tout ou d'une partie d'une rangée de panneaux solaires dans l'ensemble de l'installation. Les onduleurs de chaîne peuvent améliorer l'efficacité des parcs solaires, où les différentes parties du réseau connaissent différents niveaux d'ensoleillement, par exemple lorsqu'elles sont disposées à des orientations différentes ou très serrées pour réduire la superficie du site[38].

Transformateurs

Les onduleurs fournissent typiquement une sortie de puissance à des tensions de l'ordre de 480 VAC[45],[46]. Les réseaux d'électricité fonctionnent à des tensions beaucoup plus élevées de l'ordre de dizaines ou de centaines de milliers de volts[47], les transformateurs sont donc incorporés pour fournir la puissance nécessaire au réseau. Les transformateurs ont généralement une durée de vie de 25 à 75 ans et ne nécessitent normalement pas de remplacement pendant la vie d'une centrale photovoltaïque.

Performance du système

La performance d'un parc solaire est en fonction des conditions climatiques, de l'équipement utilisé et de la configuration du système. L'entrée d'énergie primaire est l'éclairement lumineux globale sur le site des panneaux solaires, et ceci à son tour est une combinaison du rayonnement direct et du rayonnement diffus[48].

Un facteur déterminant de la production du système est le rendement de conversion des modules solaires, qui dépendra notamment du type de cellule solaire utilisée[49].

Il y aura des pertes entre la production du CC des modules solaires et la puissance CA livrée au réseau, en raison d'un large éventail de facteurs tels que les pertes d'absorption de lumière, l'inadéquation, la chute de tension du câble, les rendements de conversion et autres pertes parasites[50]. Un paramètre appelé «ratio de performance»[51] a été développé pour évaluer la valeur totale de ces pertes. Le rapport de performance donne une mesure de la puissance CA de sortie fournie en proportion de la puissance CC totale que les modules solaires devraient être capables de fournir dans les conditions climatiques ambiantes. Dans les parcs solaires modernes, le rapport de performance devrait normalement dépasser 80%[52],[53].

Dégradation du système

La production des premiers systèmes photovoltaïques a diminué jusqu'à 10 % par an[5], mais à partir de 2010, le taux de dégradation était de 0,5 % par an, les modules fabriqués après 2000 ayant un taux de dégradation nettement inférieur, de sorte qu'un système perdrait seulement 12 % de son rendement en 25 ans. Un système utilisant des modules qui se dégradent 4 % par an perdra 64 % de sa production pendant la même période. De nombreux fabricants de panneaux offrent une garantie de performance, généralement 90 % en dix ans et 80 % sur 25 ans. La production de tous les panneaux est généralement garantie à plus ou moins 3 % pendant la première année d'exploitation.

Centrale raccordée au réseau
Brise-soleil constitué de panneaux couverts de cellules solaires.

Le photovoltaïque raccordé au réseau fournit du courant électrique continu, de tension variable, via des panneaux solaires photovoltaïques. Ce courant est transformé par un onduleur en courant alternatif de fréquence, tension et phase adaptées aux caractéristiques du réseau. Il est ensuite injecté dans le réseau de distribution électrique et peut ainsi être consommé immédiatement ; cette énergie photovoltaïque peut donc être consommée par des utilisateurs proches, avec peu de pertes réseaux, comme dans le cas d'une centrale électrique traditionnelle, mais avec une production cyclique et variant en fonction de l'intensité solaire et donc de l'heure du jour et de la saison, ce qui nécessite des dispositifs de stockage (batteries).

De nos jours, en vue du développement durable, il est intéressant d'envisager des installations photovoltaïques 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 certains États européens pour subventionner les installations et les tarifs 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.

Liste des principales centrales solaires photovoltaïques

La liste suivante présente les plus importantes centrales photovoltaïques au monde. Sur les dix plus puissantes, cinq se trouvent dans les déserts du Sud-Ouest des États-Unis. Fin 2014, le secteur solaire fait vivre 173 000 salariés américains[54]. À titre de comparaison, la plus grande centrale solaire thermodynamique, « Solar Energy Generating Systems », en fonctionnement dans le désert des Mojaves (Californie) depuis 1985, développe une puissance-crête de 350 MWc, tandis qu'un réacteur nucléaire a en moyenne une puissance de l'ordre de 1 000 MW, mais avec un facteur de charge quatre à cinq fois plus élevé.

Une liste des centrales solaires photovoltaïques est mise à jour plus ou moins régulièrement sur le site pvresources.com[1], dont les principales sont mentionnées dans le tableau ci-dessous :

Liste de centrales solaires photovoltaïques
Puissance
(MWc)		 Localisation Pays Surface Mise en
service		 Exploitant/Propriétaire
1177 Noor Abu Dhabi, émirat d'Abu Dhabi[55] Émirats arabes unis 8 km2[56] juillet 2019 Emirates Water and Electricity Company
1000[n 1] Quaid-e-Azam Solar Power Park (QASP), Cholistan, Pendjab[57],[58] Pakistan 2630 ha avril 2015-... Pakistan solar power
648 Kamuthi, Tamil Nadu Inde 1 000 ha 21 septembre 2016[59] Adani Power
579Solar Star, Californie États-Unis1 300 ha2013-2015[60]
(57 MW fin 2013)		Sunpower/MidAmerican Renewables
550Topaz Solar Farm, comté de San Luis Obispo, Californie États-Unis2 500 ha2011-2014[61] (en service fin 2014)[62]First Solar/MidAmerican Renewables
550Desert Sunlight (en), Californie États-Unis1 540 hafévrier 2015[62]NextEra Energy Resources…
320Longyangxia Solar-hydro[n 2], province de Qinghai Chine916 hadécembre 2013[63]filiale de China Power Investment Corporation
317[64]Parc solaire de Golmud[64] Chine564 ha (en 2011[64])2009-2020 (540 MW en mars 2014)[65].Huanghe Hydropower, filiale de China Power Investment Corporation
300Centrale solaire de Cestas France260 hafin 2015[66]Neoen
290Agua Caliente (en), Arizona États-Unis971 haavril 2014[67]First Solar/NRG Energy
224 (274 fin 2014)Charanka (en), district de Patan, dans le complexe solaire de Gujarat Inde2 000 ha214 MW en service février 2012, 274 MW fin 2014 et 590 MW prévus à terme[68]20 centrales
250California Valley (en), Californie États-Unis796 haoctobre 2013[69]NRG Energy
206Mount Signal, Imperial Valley, Californie États-Unis800 hamai 2014
200Gonghe industrial park[70], Xian de Gonghe, province de Qinghai Chine2013CPI Huanghe Company
200Imperial Valley, Imperial Valley, Californie États-Unisaoût 2013
170Centinela, El Centro, Comté d'Imperial, Californie États-Unis836 ha2013
168[71]Senftenberg/Schipkau (Meuro), Brandebourg Allemagne353 ha[n 3]octobre 2011[72]Saferay GmbH et GP Joule
150 (208 en 2015)Copper Mountain (en)[73], Nevada États-Unis445 ha2010-2013 (+58 MW en 2015)Sempra U.S. Gas & Power
150Mesquite, Arlington, Comté de Maricopa, Arizona États-Unis360 ha2011-2013
145Neuhardenberg[n 4], Brandebourg Allemagne240 ha2012
143Projet solaire Catalina, comté de Kern, Californie États-Unis445 haaoût 2013[74]enXco, filiale d'EDF EN
128Templin/Groß Dölln[n 5], Templin, Brandebourg Allemagne214 ha2013First Solar
115[75],[76]Centrale photovoltaïque de Toul-Rosières, Meurthe-et-Moselle France367 ha[n 6]novembre 2012EDF EN, Fonds Marguerite, Sonnedix
100Perovo, Crimée Ukraine64 hadécembre 2011[77] ?
100Xitieshan (en) Chineseptembre 2011CGN Solar Energy
100Chengde[78], Hebei Chinedécembre 2013CPI Hebei Company
100Jiayuguan (en)[79], Gansu Chine260 hajuin 2013Goldpoly New Energy (Hong Kong)
100[80]Ningxia Qingyang, Zhongwei, Ningxia Chinedécembre 2013GCL-Poly Energy Holdings (Hong Kong)
100La Colle des Mées, Alpes-de-Haute-Provence France70 ha[n 7]2011-2012[81]Delta Solar/Enfinity, etc.
91Brandenburg-Briest[n 8], Brandebourg-sur-la-Havel, Brandebourg Allemagne65 ha2011
84,7FinowTower I et II[n 9], Schorfheide, Brandebourg Allemagne315 ha2010-11Solarhybrid AG
84[n 10]Montalto di Castro (en) Italie166 ha[n 11]fin 2010[82]Sunpower/investisseurs
83,6Eggebek, Schleswig-Holstein Allemagne2011
81[n 12]Finsterwalde, Brandebourg Allemagne198 ha[n 13]2010-2011fonds d'investissement
80[n 14]Sarnia, Ontario Canada365 ha[n 15]fin 2010 (densité de puissance[83] : 3,8 W/m2)Enbridge
80[n 16]Okhotnykovo Solar Park, Odessa Ukraine360 000 modulesoctobre 2011[84] ?
70Projet Salvador, Atacama Chili133 hade fin 2013 à début 2015, sans subvention[85]Etrion (70 %), Total (20 %) et Solvenus (10 %)
70[n 17]Rovigo Italie85 ha[n 18]novembre 2010[86]. ?
67,5Parc solaire de Losse - Gabardan, Landes France872 300 modules[87]. Voir ci-dessous.septembre 2011[88]EDF Énergies Nouvelles
62[n 19]Moura Portugal250 ha[n 20]2010, (densité de puissance[83] : 4,2 W/m2) ?
60[n 21]Parc photovoltaïque d'Olmedilla (en) Espagne270 000 modules2008 ?
60Centrale photovoltaïque de Crucey, Eure-et-Loir France130 ha[n 22]septembre 2012[89].EDF EN
56Centrale photovoltaïque de Massangis, Yonne Franceoctobre 2012[90]EDF Énergies Nouvelles
50Centrale photovoltaïque de Châteaudun, Eure-et-Loir Franceen projet
46,4[n 23]Amareleja Portugal262 000 modulesmars 2008][91] ?
40[n 24]Brandis Allemagne162 ha[n 25]fin 2009[92] (densité de puissance[83] : 2,8 W/m2) ?
33Curbans (en), Alpes-de-Haute-Provence France130 ha[n 26]2011[93]
31Parcs photovoltaïques de Cap'Découverte, Tarn France31 ha[n 27]2016NEOEN Developpement
20Serres photovoltaïques de Villasor Cagliari Sardaigne Italie27 ha[n 28]2011 ?
20Centrale photovoltaïque de Beneixama Espagne50 ha[n 29]septembre 2007City Solar
18Las Vegas États-Unis56 ha[n 30]2007 ?
14Murcia EspagnenAfin avril 2007 ?
12Centrale Solaire de Gennetines, Allier France24 ha[n 31]janvier 2014[94].Photosol
12Centrale Solaire de Diou-Dompierre/Besbre, Allier France24 ha[n 32]janvier 2014[95].Photosol
12Centrale Solaire de Marmanhac, Cantal France24 ha[n 33]janvier 2014[96].Photosol
12[n 34]Torreilles, Pyrénées-Orientales France11,5 hamai 2011groupe Poweo
12Saint-Martin-de-Crau, Bouches-du-Rhône France29 ha[n 35]septembre 2012EDF Énergies Nouvelles[97]
11,5Centrale Solaire de Sarrazac, Lot France20 ha[n 36]janvier 2014[98].Photosol
11,5Istres Sulauze, Bouches-du-Rhône France38 ha[n 37]septembre 2012EDF Énergies Nouvelles[97]
11,4 Colombelles, Normandie France19,3 haaoût 2018[99]IEL
11Serpa Portugal52 000 modules2007[100] ?
10Bavaria solarpark Allemagne57 600 modulesjuin 2005[101] ?
10Centrale solaire photovoltaïque de Tozeur Tunisie20 haété 2019[102]Société tunisienne de l'électricité et du gaz
9Valle Sabbia Italie3,8 ha[n 38]fin 2010[103]Syndicat intercommunal
9[n 39]Saint-Clar, Gers France42 432 modules. Voir ci-dessous.CAM Energie
8.3 Onnens, canton de Vaud Suisse 4.9 ha, 35 000 modules décembre 2016
7Callian, Var
(Ferme photovoltaïque de Callian)		 France7,4 ha[n 40]Eneryo[104]
7Narbonne, Aude
(Usine Comurhex de Malvési)		 Francemodules First SolarEDF Énergies Nouvelles
6.7 Courgenay, canton du Jura Suisse 7.3 ha, 23 886 modules 2017 Gefco suisse SA, EDJ SA et BKW SA
5,35[n 41]Bonnat, Creuse France21 600 modulesApex Énergies
5,24Sainte-Tulle, Alpes-de-Haute-Provence France70 000 modules. Voir ci-dessous.EDF Énergies Nouvelles
5Bürstadt Allemagne30 000 modules ?
5Espenhain Allemagne33 500 modulesseptembre 2004Geosol
4,59Springerville, Arizona États-Unis34 980 modules ?
4,2[n 42]Vinon-sur-Verdon, Var France18 900 modules. (Voir ci-dessous.)mars 2009[105]Solaire Direct
15 Le Soler, Pyrénées-Orientales France 45 ha mars 2016 Arkolia Energies
4,5 Sourdun, Seine-et-Marne France 15 ha janvier 2012 Sovasun, Générale du Solaire
6,02 Beaupouyet, Dordogne France 14 ha, 20 768 panneaux novembre 2017 Quadran

Prix de l'électricité photovoltaïque produite à grande échelle

L'amélioration de la compétitivité de l'énergie solaire à grande échelle est devenue plus visible à mesure que les pays et les services publics d'énergie ont introduit des enchères pour de nouvelles capacités de production[106]. Certaines enchères sont réservées aux projets solaires[107], tandis que d'autres sont ouvertes à un plus large éventail de sources[108].

À titre de comparaison, l'État français garantit un prix d'achat de 42 €/MWh (Accès régulé à l'électricité nucléaire historique, ARENH) pour 100 TWh d'électricité nucléaire par an depuis le [109], plus 20 TWh à 46,2 €/MWh pendant la crise énergétique de 2021[110]. Le nucléaire est une énergie pilotable, contrairement au photovoltaïque qui est une énergie intermittente. Ainsi, le photovoltaïque implique des coûts supérieurs pour maintenir l’équilibre entre offre et demande électrique à chaque instant sur l’ensemble des lignes (réseau intelligent incluant des solutions de stockage, la multiplication des véhicules électriques étant appelée à jouer un rôle important dans ce cadre)[111].

Ces enchères et appels d'offres ont conduit à des prix très compétitifs dans plusieurs pays :

Prix au mégawatt-heure d'appels d'offres pour des centrales photovoltaïques de grande taille
DatePaysEntreprisemeilleur
prix		US¢/kWh
2022		€/MWh
2022		source
Oct 2017Arabie SaouditeRenewable Energy Project Development OfficeUS$ 17.9/MWh1.7916[112]
Nov 2017MexiqueCENACEUS$ 17.7/MWh1.7716[113]
Mar 2019IndeSolar Energy Corporation of IndiaINR 2.44/kWh3.532[114]
Jul 2019BrésilAgencia Nacional de Energía EléctricaBRL 67.48/MWh1.75216[115]
Jul 2020Abu Dhabi, UAEAbu Dhabi Power CorporationAED fils 4.97/kWh1.3512[116]
Aug 2020PortugalDirectorate-General for Energy and Geology€ 0.01114/kWh1.32712[117]
Dec 2020IndeGujarat Urja Vikas NigamINR 1.99/kWh2.6924[118]

Exemples de centrales solaires photovoltaïques

Les plus grandes centrales solaires photovoltaïques au monde sont présentées dans le tableau ci-dessus.

La centrale solaire photovoltaïque dont l'altitude était la plus élevée au monde en 2019 est celle de La Puna, située dans l'altiplano argentin (province de Salta). Développée par l'entreprise française Neoen avec le soutien d'Artelia, elle est construite par GenSun-TSK[119]. Opérationnelle depuis 2021, la centrale de 200 MWc est perchée à 4 000 m d'altitude et alimente le Chili et l'Argentine.

Après un test (15 kWc) dans une gravière de la vallée du Rhône à Piolenc[120], une centrale photovoltaïque flottante a été installée au Japon (en 2013) par l'entreprise lilloise Ciel & Terre. Cette centrale est composée de 4 600 modules polycristallins répartis en deux îlots sur un bassin d'irrigation de 3 ha, en banlieue de Tokyo[121] (sa puissance est de 1,16 MW soit environ 1 540 MWh/an, l'équivalant de la consommation de 550 foyers). Poser les capteurs sur l’eau froide améliore leur rendement, mais cette technologie « Hydrelio » n’est pas adaptée à la mer ou aux grands lacs où le sel et les vagues détérioreraient l’installation. Son concepteur la recommande pour les lacs de carrières et estime que 2 000 MW au moins pourraient concerner les lacs de carrières de France[121].

Cestas

Située à Cestas en Gironde, la centrale solaire de Cestas (appelée localement centrale de Constantin), dont la mise en service a eu lieu en octobre 2015, développe une puissance de 300 MWc, ce qui en fait la plus importante d'Europe à la date de sa mise en service[122].

Toul-Rosières

Située près de Nancy (Meurthe-et-Moselle), sur l'ancienne base aérienne 136 de l'armée de l'air française, cette centrale affiche une puissance-crête de 115 MWc.

Losse - Gabardan

La centrale photovoltaïque de Losse, dans le Gabardan (Landes), est une centrale construite en plusieurs tranches. La première tranche, équipée de miroirs orientables « Nanosolar » et délivrant 2 MW de puissance, a été mise en service en juillet 2010[123]. En , la centrale achevée a été inaugurée ; elle inclut 300 ha de panneaux majoritairement fixes (pour une emprise au sol de 317 ha) et devrait produire annuellement 84 GWh, avec une puissance-crête de 67,5 MWc[87],[124]. Sa densité de puissance moyenne[83] est de 3,1 W/m2.

Sainte-Tulle

La centrale photovoltaïque de Sainte-Tulle, Alpes-de-Haute-Provence, a été inaugurée le 11 juin 2010[125],[126].

  • Superficie : 18,7 ha (en bordure d'autoroute, donc sans nuisance paysagère)[127]
  • Puissance installée : 5,24 MWc
  • Nombre de modules photovoltaïques : 70 000, orientés vers le sud et inclinés à 25°
  • Puissance unitaire des modules : 140 W
  • Hauteur des modules : entre 1 m et 4,5 m
  • Investissement : ~14 M€
  • Énergie annuelle produite : ~7 800 MWh
  • Densité de puissance moyenne[83] : 4,8 W/m2
  • Économie de CO2 : 4 350 t/an
  • Auteur du projet : EDF Énergies Nouvelles
  • Constructeur du parc solaire : Belectric*
  • Installation du parc solaire : ABC Construction
  • Fournisseur des modules : First Solar

Vinon-sur-Verdon

La commune de Vinon-sur-Verdon, dans le Var, est équipée depuis le 15 mai 2009. La centrale fait partie d'une série initiale projetée de quatre sites (Vinon-sur-Verdon, Oraison, Sainte-Tulle et Les Mées[128]), s'inscrivant dans le projet Solaire Durance[105], le site des Mées a abouti, les deux autres centrales solaires devaient être mises en service fin 2010.

Elle est la première à utiliser le silicium polycristallin, la première à ne pas avoir recours à des fondations en béton pour l'implantation des structures accueillant les panneaux solaires. En effet, son installation est faite sur des vis galvanisées de 1,60 m implantées dans le sol, démontables (les structures peuvent être désolidarisées des vis) et pouvant faire office de parafoudre[129],[130].

  • Superficie : 10,4 ha
  • Puissance installée : 4,2 MWc
  • Nombre de modules photovoltaïques : 18 900
  • Puissance unitaire des modules : 220 W et 230 W
  • Gabarit des modules : environ 1,50 m sur 1 m
  • Hauteur des modules : rangées de 5 m
  • Investissement : non connu
  • Énergie annuelle produite : 5 900 MWh
  • Densité de puissance moyenne[83] : 6,5 W/m2
  • Économie de CO2 : 2 800 t/an
  • Auteur du projet : Solairedirect[130]
  • Fournisseur des modules : Yingli solar, Chine

Saint-Clar

La centrale photovoltaïque de Saint-Clar, dans le Gers, est entrée en service en juin 2010. Au moment de son inauguration le 8 juillet 2010, c'était la plus grande de France.

  • Superficie : 23,6 ha (emprise nette de 15 ha)
  • Puissance installée : 9 MWc
  • Nombre de modules photovoltaïques : 42 432
  • Puissance unitaire des modules : 210 W
  • Hauteur des modules : 3 m
  • Investissement : ~45 M€
  • Énergie annuelle produite : ~11 800 MWh
  • Densité de puissance moyenne[83] : 5,7 W/m2
  • Auteur du projet : société Solarezo

Massangis

À son inauguration en octobre 2012, c'était la quatrième plus grande centrale solaire photovoltaïque de France.

  • Superficie : 141 ha
  • Puissance installée : 56 MWc
  • Nombre de modules photovoltaïques : 700 000
  • Auteur du projet : EDF Énergies Nouvelles

Sourdun

La centrale photovoltaïque de Sourdun[131], a été inaugurée le , c'est la plus grande centrale solaire photovoltaïque d’Île-de-France.

  • Superficie : 13 ha
  • Puissance installée : 4,5 MWc
  • Nombre de modules photovoltaïques : 18 744
  • Auteur du projet : Générale du solaire

Autres

Gestion

Les panneaux (modules) des grandes centrales photovoltaïques doivent être maintenus propres et les défauts détectés dès que possible. Des drones peuvent visualiser des points chauds anormaux et l'institut photovoltaïque de Berlin (PI-Berlin) a mis au point un système de détection des modules défaillants (on y fait circuler du courant la nuit ce qui permet une mesure d'électroluminescence mettant en évidence d'éventuels défauts[137]. Environ mille modules par nuit peuvent être ainsi inspectés, avec l'assistance d'un logiciel spécialisé, sans aucun démontage des panneaux[137].

Notes et références

Notes
  1. 100 MWc en avril 2015 + 300 MWc en juin 2016 + 600 MWc en cours de construction.
  2. La centrale solaire est construite près du barrage de Longyangxia, qui compense les fluctuations de la production solaire.
  3. Senftenberg, construite sur une ancienne mine de lignite, est composée de deux parcs : celui de GP Joule, Senftenberg II, mis en service en juillet 2011 sur 153 ha avec 305 856 modules PV ; celui de Saferay, Senftenberg III (coût : 150 M€), mis en service en septembre 2011 sur 200 ha avec 330 000 modules PV ; avec 166 MW au total ; c'était, selon ses constructeurs, le plus grand complexe photovoltaïque du monde en 2011.
  4. Neuhardenberg, construit sur le terrain d'un ancien aérodrome militaire et d'une ancienne caserne.
  5. Construit sur le terrain de l'ancien aérodrome militaire de Templin/Groß Dölln.
  6. 120 ha de panneaux.
  7. 112 000 modules.
  8. Construit sur le terrain de l'ancien aérodrome militaire de Brandenburg-Briest.
  9. FinowTower, construite sur le terrain d'aviation Finow, un ancien aérodrome militaire, était en 2011 la plus grande centrale photovoltaïque d'Europe.
  10. 140 GWh.
  11. 78 720 trackers solaires.
  12. La centrale photovoltaïque de Finsterwalde, construite sur une ancienne mine de lignite, bénéficie d'un tarif de rachat subventionné à hauteur de 0,319 4 €/kWh pendant vingt ans ; elle a été lors de sa création l'un des plus grands parcs solaires du monde ; production : 72 GWh.
  13. 370 000 modules.
  14. 120 GWh.
  15. 1,3 million de modules.
  16. 100 GWh.
  17. BFM BUSINESS, « Au Maroc, la plus grande centrale solaire d'Afrique prend de l'ampleur », sur BFM BUSINESS (consulté le )
  18. 280 000 modules.
  19. 93 GWh de production attendue.
  20. 370 000 modules.
  21. 85 GWh.
  22. 741 150 panneaux.
  23. 93 GWh.
  24. 40 GWh.
  25. 550 000 modules CIS, première centrale au monde en modules silicium à couches minces (CIS, moins couteux).
  26. 145 000 panneaux photovoltaïques Yingli.
  27. 115 966 panneaux SolarWorld.
  28. 84 000 panneaux solaires.
  29. 100 000 panneaux solaires.
  30. 72 000 modules.
  31. 130 000 modules.
  32. 130 000 modules.
  33. 130 000 modules.
  34. 15 000 MWh.
  35. 145 000 panneaux.
  36. 130 000 modules.
  37. 140 000 panneaux.
  38. 24 024 trackers solaires.
  39. 11 800 MWh.
  40. 84 000 modules Sharp.
  41. 5 820 MWh.
  42. 5 900 MWh ; première centrale française utilisant le silicium polycristallin et sans fondations en béton (même type de structures que Beneixama).

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Annexes

Articles connexes

Liens externes
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