Centrale solaire photovoltaïque
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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.
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[modifier] Centrale autonome
Jusqu'au début du XXIe siècle, les équipements de production d'électricité photovoltaïque étaient utilisés dans les endroits isolés sans possibilité de raccordement 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. 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 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 peux ainsi être consommée immédiatement sans qu'il y est 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. Il faut aussi noter que 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.
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 Beneixama en Espagne (20 MW de puissance). Elle devrait être prochainement surclassée par une centrale d'une puissance de 62 MW située à Moura au Portugal. La plus grande centrale française est située 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 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 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 fournit une puissance crête de 350 MW tandis que la plus grande centrale nucléaire fournit 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 |
[modifier] Projet Français
Le village de Sainte-Tulle, Alpes-de-Haute-Provence, vient d'annoncer la construction d'une centrale photovoltaïque (bulletin municipal de décembre 2006)[5].
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 : 140W.
- Hauteur des modules : entre 1m et 4,5m.
- Investissement : environ 25 ME.
- Énergie produite : environ 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.
