La sécheresse hivernale de 2023 s’est accompagnée d’un ensoleillement bien plus important qu’à l’accoutumé. En février, le taux d’ensoleillement moyen en France a été supérieur de 33% par rapport à la moyenne établie entre 1990 et 2020. Conséquence, le niveau de production de l’énergie solaire a également augmenté. Entre le 1er janvier et le 21 mars 2023, la production d’électricité solaire a été de 37645 MWh, soit une hausse de 34% par rapport à 2022. Cette hausse de production est bien sûr à relativiser car il y a eu une hausse du nombre d’installations photovoltaïques en 1 an (+10%). Cette énergie devient devient de plus en plus intéressante et efficace hors saison en raison du réchauffement climatique et peut même être utilisée quasiment toute l’année dans des lieux à exposition solaire régulière avec la technologie des centrales solaires à concentration (L’espagne investi énormément), y compris dans le sud de la France et la Corse. La future utilisation des excédents solaires non utilisés pour la fabrication d’hydrogène « vert » sera un plus pour d’autres utilisations, en particulier en période hivernale et pour le transport de véhicules lourds (camions, cars, trains régionaux).
Panneaux solaires photovoltaïques et rendement par forte chaleur
Pour les périodes de canicule qui nous sont régulières, les fortes chaleurs ne sont cependant pas toujours synonymes d’augmentation de rendement pour les panneaux solaires. La luminosité importante en temps de fortes chaleurs est certes favorable à la production photovoltaïque, étant donné que le rendement dépend de l’intensité du rayonnement solaire (le rendement d’un panneau solaire chute de 90% quand il pleut). Mais l’augmentation de la température des cellules entraîne à contrario une baisse du rendement des panneaux.
L’augmentation de température dans les cellules entraîne un accroissement de l’intensité, mais surtout une diminution beaucoup plus grande, en proportion, de la tension. L’effet global est que la puissance du panneau diminue lorsque la température de travail de ce dernier augmente. Une radiation de 1.000 W/m2 est capable d’augmenter la température du panneau de 30 degrés au-dessus de la température de l’air environnant, ce qui réduit la puissance d’environ 15%.
« Un panneau photovoltaïque dont la température de surface dépasse 25 degrés, perd un demi % de rendement par degré supplémentaire au dessus de 25 degrés. Donc, par exemple, un panneau qui aurait une température de surface de 85 degrés, donc je dis bien la température de surface du panneau, aurait une perte de rendement de 30%. Par une température comme nous avons pour le moment, parce que les panneaux photovoltaïques restent très chauds, ne refroidissent pas vraiment, le rendement diminue ». Un porte-parole du réseau belge ORES (opérateur des réseaux gaz et électricité).
C’est pour cette raison qu’il est essentiel de placer les panneaux dans un lieu bien aéré. La solution des trackers solaires qui permet de suivre automatiquement la course du soleil et donc d’avoir un meilleur rendement tout au long de la journée peut aussi être utilisée différemment par forte chaleur en modifiant la course de rotation pour n’exposer les panneaux que le matin et en fin de journée.
La solution des centrales solaires à concentration (CSC)
Ces centrales, très utilisées dans les déserts du Chili ou du Maroc par exemple, pour leur ensoleillement exceptionnel tout au long de l’année, captent les rayons du soleil par des miroirs qui les renvoient vers des tubes caloporteurs. Ici la chaleur n’est pas un handicap puisque c’est celle-ci portée à près de 400°C qui fait tourner une turbine électrique comme dans une centrale thermique ou nucléaire.
Elles peuvent aussi stocker une partie de la chaleur sous forme de sels liquides pour ensuite alimenter les turbines la nuit tombée. Avec des capacités de stockage de 7 à 15h, les centrales à concentration sont affranchies du phénomène d’intermittence et sont ainsi capables de fonctionner comme moyen de base ou semi-base.
Au passage, quand elles sont en bord de mer, ces centrales peuvent aussi déssaliniser l’eau de mer. L’eau « douce » récupérée peut servir les réseaux d’eau potable ou l’irrigation mais aussi être hydrolysée pour fabriquer de l’hydrogène vert avec le surplus d’énergie solaire non utilisée.
Cette solution est peu utilisée en France car la centrale de thémis était à l’époque en trop forte concurence avec les investissements nucléaires. La diminution notable des prix des combustibles fossiles dans les années 80 avait conduit à l’abandon partiel des projets de centrales à concentration. L’abandon des sources et énergies fossiles, le réchauffement climatique et la sécheresse peuvent changer la donne, en particulier pour le Sud France et la Corse.
De nouveaux projets sont en cours dont un réalisé près du port de Llo (1579 m), la centrale solaire Ello, située en Cerdagne, l’un des lieux les plus ensoleillés du territoire métropolitain grâce à des conditions météorologiques particulières : climat sec, altitude assez élevée et éloignement des centres urbains garantissent une atmosphère particulièrement claire une grande partie de l’année
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