Qu’est-ce qu’une centrale solaire ?

L’énergie solaire n’émet aucun gaz à effet de serre, au même titre que l’énergie géothermique elle est renouvelable, gratuite, disponible partout, et inépuisable.

Elle peut produire l’électricité dont nous avons besoin grâce aux centrales solaires.

Définition d’une centrale solaire

Une centrale solaire est une installation de production d’électricité basées sur l’exploitation de l’énergie solaire.

Le terme « centrale solaire » désigne les unités de production d’énergie transformant le rayonnement solaire en électricité, quelles que soient leur taille.

Une centrale solaire est donc aussi bien un champ de panneaux solaires, une immense installation industrielle ou d’Etat, qu’une modeste centrale photovoltaïque sur le toit d’un particulier.

Il existe trois types de centrales solaires : les centrales solaires photovoltaïques, les centrales solaires thermiques, les centrales solaires thermodynamiques.

Le surplus d’énergie produit par les centrales solaires peut être réintroduit dans le réseau de distribution d’électricité.

EDF a notamment une obligation de rachat de l’électricité photovoltaïque.

Les différents types de centrale solaire

Comment fonctionne une centrale solaire photovoltaïque ?

Une centrale solaire photovoltaïque est constituée de panneaux solaires, appelés modules photovoltaïques, composés de nombreuses cellules photoélectriques.

Ces cellules réalisent la conversion de l’énergie solaire en électricité grâce à un matériau semi-conducteur comme le silicium cristallin, un matériau que l’on extrait du sable ou du quartz.

Les panneaux solaires sont reliés entre eux en série ou en parallèle et convertissent directement l’énergie solaire en électricité, ils sont branchés sur un ou plusieurs onduleurs qui transforment ce courant continu en courant alternatif.

Les panneaux photovoltaïques peuvent être posés au sol ou installés sur des toitures.

La durée de vie d’une centrale solaire photovoltaïque est environ de 25 ans pouvant aller jusqu’à 40 ans.

Les applications des centrales solaires photovoltaïques se retrouvent dans des systèmes d’éclairage, dans les télécommunications, dans l’agriculture…

Une installation de centrale solaire photovoltaïque peut être en partie prise en charge par des aides publiques.

Comment fonctionne une centrale solaire thermique ?

Une centrale solaire thermique transforme l’énergie solaire en chaleur, laquelle ensuite est transformée en électricité.

La centrale solaire thermique est composée de capteurs solaires spécifiques, des miroirs appelés héliostats qui concentrent l’énergie solaire. Les capteurs sont concentrés sur des tubes contenant un liquide vecteur de chaleur porté à de hautes températures, celles-ci peuvent s’élever de 400°C jusqu’à 1000°C. Ce liquide est envoyé dans une chaudière thermique qui transforme l’eau en vapeur. La vapeur entraîne des turbines qui produisent l’électricité.

Les applications les plus répandues des centrales solaires thermique sont celles concernant la production d’eau chaude sanitaire, chauffage central, climatisation…

Comment fonctionne une centrale solaire thermodynamique ?

Une centrale solaire thermodynamique fonctionne comme une centrale thermique, c’est-à-dire qu’elle transforme les rayons solaires en chaleur qui est ensuite convertie en électricité.

La différence est qu’il s’agit d’une production à grande échelle qui peut ainsi couvrir la consommation d’énergie des sites industriels.

Il existe plusieurs types de centrales solaires thermodynamiques utilisant des technologies différentes pour une même production.

Les avantages et inconvénients des centrales solaires

Les avantages des centrales solaires

Le type de ressource énergétique utilisé est le plus grand avantage des centrales solaires, qu’elles soient photovoltaïques, thermiques ou thermodynamiques.

En effet, l’énergie solaire est, à notre échelle, une ressource inépuisable et totalement gratuite.

Elle est de plus renouvelable, n’émet pas de CO2 donc ne participe pas au dérèglement climatique. C’est une énergie verte, propre, non polluante, son exploitation est silencieuse.

En outre, une centrale solaire a un rendement intéressant. Les panneaux solaires produisent d’importantes quantités d’électricité, ils génèrent entre 9 et 14 fois l’énergie consommée pour leur fabrication.

Les inconvénients des centrales solaires

Le premier inconvénient d’une centrale solaire est l’exigence de son emplacement car sa production dépend des conditions climatiques.

La production d’électricité est importante dans les sites ensoleillés et en été mais plus problématique en hiver ou dans les régions nuageuses.

Un autre inconvénient est que l’électricité n’est pas, bien sûr, produite la nuit, et nécessite donc, pour un approvisionnement régulier, l’élaboration de solutions de stockage.

Enfin, bien que les prix soient en baisse, le coût d’installation d’une centrale solaire reste élevé.

A noter toutefois que les coûts d’entretien et de fonctionnement des centrales solaires sont relativement faibles.

Les avantages et inconvénients des centrales solaires photovoltaïque

Les avantages d’une centrale solaire photovoltaïque sont les mêmes que pour une centrale solaire en général : gratuité, propreté et abondance de la matière première.

Une centrale solaire photovoltaïque a un bon rendement mais les panneaux solaires coûtent cher et son installation demande l’intervention de sociétés spécialisées ce qui fait encore augmenter le coût de revient

Du côté des inconvénients se trouve aussi la durée de vie limitée, au bout de 20 à 25 ans l’efficacité d’une centrale solaire photovoltaïque diminue et son remplacement doit donc être envisagé.

Les avantages et inconvénients des centrales solaires thermiques

Outre les avantages communs à toutes les centrales solaires, le grand avantage des centrales solaires thermiques par rapport aux centrales photovoltaïques est que la production d’électricité peut continuer sans soleil si la centrale possède une réserve du liquide chauffé.

Cette réserve peut lui permettre de fonctionner entre 7 et 15 heures en toute autonomie

Le principal inconvénient de ces centrales solaires est un problème environnemental, en effet à ce jour le problème du recyclage des miroirs (héliostats) n’a pas encore été résolu.

Les centrales solaires en France

La France a pour objectif d’atteindre la neutralité carbone en 2050.

L’énergie solaire représentait, en 2020, 2,5 % de la consommation totale d’électricité en France et semble nettement privilégiée dans la mise en place de cette transition écologique par les pouvoirs publiques.

Cette direction donnée pour le choix du mix énergétique en France favorise les acteurs de la filière photovoltaïque et notamment les fabricants de matériel fonctionnant avec l’énergie solaire. On peut penser par exemple aux tuiles solaires ou photovoltaïques, encore peu répandues mais dont le marché est en progression constante. Elles permettent d’allier efficacité énergétique et esthétique. A savoir également qu’à l’heure actuelle cette esthétique a un coût : une installation en tuiles solaires coûte 30% plus chère en moyenne que des panneaux solaires.

En ce qui concerne les centrales solaires photovoltaïques, plus développées dans ce secteur et en croissance constante, quatre régions produisent 80% de la production française : Provence-Alpes-Côte-d’Azur, Nouvelle Aquitaine, Occitanie et Auvergne Rhône-Alpes.

Les parcs photovoltaïques français de grande envergure ont augmenté de presque 200% entre 2014 et 2020.

La plus grande centrale solaire photovoltaïque d’Europe se trouve en France, à Cestas, près de Bordeaux. Elle s’étend sur plus de 250 hectares et est constituée de près d’un million de panneaux solaires.

Ce site photovoltaïque couvre la consommation domestique annuelle de la commune bordelaise.