centrales solaires couplées au réseau

LES CENTRALES SOLAIRES
COUPLEES AU RESEAU
Les centrales solaires sont constituées de panneaux photovoltaïques et d’un onduleur.
Lorsqu’il y a du soleil, les panneaux produisent de l’électricité en courant continu.
L’onduleur transforme ce courant continu en courant alternatif identique à celui du réseau. Il
suffit alors de brancher l’onduleur en aval du compteur, côté utilisation :
- lorsque la consommation électrique est supérieure à la production solaire, le réseau fournit
l’appoint nécessaire (100 % des besoins, la nuit et en absence de soleil).
- lorsque la production électrique solaire est supérieure à la consommation, l’excédent est envoyé
sur le réseau et acheté à un prix convenu. Soit le compteur tourne à l’envers (le prix d’achat est
égal au prix de vente), soit on installe un deuxième compteur pour la revente au réseau.
La loi de modernisation du service public de l’électricité de février 2000 est venue combler un
vide juridique en matière de raccordement. Elle indique les conditions de raccordement ainsi
que le coût d’achat de l’électricité produite à partir des énergies renouvelables.
L’effet photovoltaïque
Les photons lumineux heurtent la photopile à la vitesse de 300 000 km par seconde. Ils parviennent
à arracher des électrons de leur orbite atomique. Avec un dispositif spécial, ces électrons ne
reviennent pas à leur place, mais se massent sur une face de la cellule photovoltaïque. Cette
face devient donc négative. Si on la relie à l’autre face, par un fil conducteur, les électrons vont
rejoindre la face positive, créant ainsi un courant électrique, tant que le soleil éclaire la photopile.
L’effet photovoltaïque a été découvert dès 1839 par le français Alexandre Edmond BECQUEREL.
Il existe une multitude de matériaux utilisés pour constituer des photopiles (silicium, alliages à
base de cuivre, de cadmium, voire de matériaux plastiques …). Ce sont des secteurs où la
recherche est la plus intense : produire de l’électricité grâce au soleil représente un enjeu
facilement compréhensible.
Le toit solaire
Le concept de « toit solaire domestique » est né en Suisse en 1990 -1991. Il s’agit d’équiper une
maison ou un immeuble d’une surface telle que, sur l’année, la production (d’électricité solaire)
égale la consommation (d’électricité). Etant bien entendu que la maison sera déficitaire en hiver
et excédentaire en été. Et surtout, que, auparavant, tout aura été fait pour minimiser la
consommation d’électricité. C’est ce couplage entre économie d’électricité et énergie solaire
qui fera le succès de ce concept.
Les centrales solaires couplées au réseau
production
réseau
tableau
électrique
revente
compteur
électrique
panneaux
photovoltaïques
onduleur
utilisation
consommation
Observatoire savoyard de l’environnement n°9 déc.2002
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Situation actuelle
Le tarif d’achat de l’électricité est de (à partir de juin 2002) :
- 0,15 euros/kWh en Métropole
- 0,30 euros/kWh dans les DOM-TOM et en Corse
Comme ce tarif est loin de
garantir une rentabilité aux
investisseurs, il est complété
par un barème de subventions
à l’investissement :
- 4,6 euros par Wc installé
- subvention portée à
6,1 euros par Wc dans les
installations « sécurisées »,
c’est-à-dire munies d’une
capacité
de
stockage
permettant à l’installation
solaire de fonctionner même
en cas de panne du réseau
(tempête par exemple).
- Ces subventions sont
complétées par des aides du
Conseil Régional RhôneAlpes et de certaines
communes.
Production électrique :
- 1 m2 de photopiles fournit une puissance de 100 W environ, par plein soleil.
Plein soleil : quand il brille au maximum, à midi (heure solaire), le soleil rayonne 1000 W par m2.
L’énergie fournie est pratiquement proportionnelle à l’ensoleillement. La puissance d’une photopile
s’exprime en watts-crête (Wc), c’est-à-dire par ensoleillement de 1000 W/m2.
- Pendant un an, sous nos climats, la production d’électricité sera de l’ordre de 140 kWh/an
pour 1 m2 de photopiles
Le calcul de la rentabilité
1 m² de photopiles coûte environ 800 euros à 1000 euros (installé, onduleur compris).
- si ce kWh est vendu 0,10 euros (tarif domestique, dans le cadre d’un compteur réversible),
le temps de retour est de 81 à 102 ans**
- si ce kWh est vendu 0,15 euros, le temps de retour est de 38 à 48 ans
- si ce kWh est vendu 0,30 euros, le temps de retour est de 19 à 24 ans
**800 / (140 x 0,07) = 81 ans (102 ans pour 1000 euros par m²).
(sans compter les frais d’entretien-maintenance, ni le loyer de l’argent)
NB : le prix des capteurs photovoltaïques est très évolutif, il a été divisé par 10 en 20 ans.
Les photopiles peuvent également servir d’éléments architecturaux (toiture, pare-soleil,verrière,
veture, mur anti-bruit...). Dans ce cas le temps de retour est réduit voire annulé.
Les installations en Savoie
On compte une dizaine d’installations photovoltaïques raccordées au réseau, dont :
- La centrale de l’Ecole supérieure d’ingénieurs en génie de l’environnement de Chambéry
(ESIGEC) à Savoie Technolac (24 m²) installée en 1995.
- L’école Jean Rostand à Chambéry (15,8 m²) installée en 2001. Particularité : les photopiles sont
intégrées aux ardoises.
- Les autres installations sont chez des particuliers (10 à 30 m²).
Plusieurs projets de grande taille sont à l’étude :
- lycée Monge à Chambéry (300 m²),
- mur anti-bruit sur la voie rapide urbaine à Chambéry,
- locaux techniques de la Ville de Montmélian (300 m²) pour alimenter des véhicules électriques,
- centre commercial Chamnord à Chambéry,
- centrale solaire citoyenne de Chambéry (1 000 m²),
- par ailleurs, les particuliers sont très intéressés par des installations de petite taille (140 projets à l’étude).
Electricité photovoltaïque non reliée au réseau
L’électricité produite est stockée dans des piles ou des batteries, pendant la journée, pour être utilisée la nuit ou en absence de soleil. Les
applications sont très nombreuses :
- calculettes, montres, petits appareils,
- éclairage (lampes portatives, éclairage de chalets d’alpage, refuges, maisons, abribus, autres locaux),
- réfrigération, audiovisuel, électroménager (toutes les applications de l’électricité qui consomment peu, à l’exclusion des usages thermiques),
- émetteurs radio, relais, signalisation, balises, télésurveillance …,
- il est possible d’ajouter un onduleur et de disposer ainsi de courant alternatif pour alimenter des appareils “ classiques ” faiblement consommateurs.
En Savoie, on compte plusieurs centaines d’installations de ce type qui vont de quelques watts à plusieurs kilowatts (refuges, chalets
d’alpage,résidences principales ou secondaires...).
Les photopiles rendent des services irremplaçables dans les pays en voie de développement : éclairage d’écoles, de dispensaires, d’habitations,
fourniture d’électricité pour la conservation des vaccins et des médicaments, alimentation des relais de télécommunication, lampes solaires
portatives, chargeurs de piles , ou de batteries ... Plusieurs entreprises françaises occupent des places de premier plan, au niveau mondial,
pour ces applications de l’énergie solaire.
Observatoire savoyard de l’environnement n°9 déc.2002
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