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Centrale solaire photovoltaïque

Le principe de fonctionnement d’une installation solaire photovoltaïque consiste à convertir le rayonnement solaire en électricité. Elle est constituée de panneaux photovoltaïques reliés entre eux et raccordés à un même réseau.

Principe et fonctionnement

L'effet photovoltaïque a été découvert en 1839 par Antoine Becquerel mais n'a été expliqué qu'en 1905 par Albert Einstein. Le silicium cristallin, matière dans laquelle sont fabriqués la plupart des panneaux solaires fait partie des matériaux semi-conducteurs capables de produire de l’électricité lorsqu’ils sont exposés à la lumière.

La puissance d’une centrale solaire est directement conditionnée par le nombre de panneaux photovoltaïques qui la constituent. Ainsi, plus les panneaux sont nombreux, plus la centrale peut produire d'énergie.

Généralement, une ferme solaire est composée :

  • de panneaux solaires photovoltaïques
  • d’un onduleur qui convertit le courant continu en courant alternatif pour qu'il puisse être utilisé sur le réseau public

Selon la configuration du réseau dans lequel le projet injecte l’énergie qu’il produit et en fonction de sa puissance, le courant électrique fourni par la centrale photovoltaïque est transformé afin d'être adapté aux caractéristiques du réseau de distribution et peut être consommé immédiatement par les utilisateurs les plus proches de la centrale.

Production et avantages

L’énergie solaire est la plus abondante sur Terre, très loin devant toutes les autres formes de ressources renouvelables. Chaque jour, nous recevons à la surface du globe l’équivalent de l’énergie nécessaire pour l’ensemble de la population mondiale pendant 24 ans.

L’énergie photovoltaïque est une source d'énergie renouvelable particulièrement fiable et silencieuse. Une fois les panneaux installés, ils nécessitent peu d'entretien et sont donc associés à un coût de fonctionnement particulièrement bas. Néanmoins, ces mêmes panneaux ne sont évidemment actifs que pendant la journée et sont sensibles aux variations de l'intensité solaire. Cette discontinuité de la production, tout comme pour l’énergie éolienne, implique d’inscrire l’énergie photovoltaïque dans un mixe énergétique global.

Techniquement, il est possible d’améliorer les performances des panneaux photovoltaïques en les installant sur des dispositifs spéciaux qui vont suivre la course du soleil. Ces structures, appelées tracker en anglais ou héliotrope en français, peuvent suivre les évolutions du soleil dans son cheminement quotidien (il se lève à l’Est et se couche à l’Ouest) et/ou dans son cheminement saisonnier (le soleil est plus bas sur l’horizon en hiver qu’en été). Grâce aux systèmes héliotropes, la production est améliorée de 15 à 25% par rapport à des structures fixes.

Avenir des centrales solaires

L’énergie photovoltaïque connaît un essor considérable depuis 5 ans à l’échelle mondiale. L’Europe présente ainsi un parc en exploitation de plus de 86,6 GWc, et l’Agence Internationale de l’Energie table sur une proportion de 16% de l’énergie électrique mondiale fournie par l’énergie photovoltaïque à l’horyzon 2050[1].

Fin 2015, le plus grand parc photovoltaïque d'Europe a été inauguré en Gironde. Il se distingue par une structure moins coûteuse, facile à mettre en place et surtout très performante. Avec une puissance nominale de 300 MWc, elle peut produire jusqu'à 350 gigawattheures (GWh) par an[2], soit l'équivalent de la consommation d'une ville moyenne.



[1] Voir AIE - Technology roadmap : solar photovoltaic energy

[2] Voir Actu-environnement

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