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Les centrales photovoltaïques flottantes : un fort potentiel ?

Photovoltaique flottant - Image par David Mark

Energie

Les centrales photovoltaïques flottantes : un fort potentiel ?

Par la rédaction

Le 06/11/2020 et modifié le 18/10/2021

Les ingénieurs et autres scientifiques rivalisent d'ingéniosité pour répondre au défi de la transition énergétique

En matière d'énergie solaire, les avancées récentes permettent d'élargir le champ des possibles. 

Le procédé consiste toujours à exploiter des panneaux photovoltaïques, mais la particularité vient de l'endroit accueillant ces capteurs : aucun toit ni de terrain vague pour installer les panneaux, posés cette fois sur une étendue d'eau.

Les centrales photovoltaïques flottantes, qu'est-ce que c'est ?

Comme leur nom l'indique, les centrales photovoltaïques flottantes sont donc des parcs solaires dont les panneaux sont déployés sur d'importantes surfaces d'eau.

L'installation des centrales photovoltaïques flottantes peut donc être réalisée sur les étendues d'eau et autres réservoirs où se trouve un volume important d'eau. De nombreuses possibilités existent donc pour installer une centrale photovoltaïque flottante, d'un bassin de traitement d'eau à une retenue de barrage en passant par un réservoir artificiel.

Cette technologie considérée encore comme émergente ne peut pas être installée au-dessus des océans, à cause des vagues et des fortes instabilités qu'elles provoquent, mais également en raison des effets de corrosion de l'eau de mer sur les panneaux.

Préférer des réservoirs artificiels pour installer les centrales photovoltaïques flottantes est d'ailleurs un choix motivé en grande partie par des raisons écologiques. Les effets des panneaux photovoltaïques sur une eau déjà usée et qualitativement dégradée sont en effet limités.

Les acteurs de la filière soulignent d'ailleurs que pour minimiser les impacts des centrales flottantes sur les écosystèmes, les panneaux photovoltaïques occupent seulement une partie des plans d'eau choisis. En moyenne, environ 50 % de la surface totale de ces étendues d'eau est ainsi couverte de panneaux, et au maximum 70 %.

 

Les centrales photovoltaïques flottantes, quels avantages ?

 

Sur le plan environnemental.

Les centrales photovoltaïques flottantes permettent d’accroître l'accès à une énergie provenant d'une source renouvelable et donc de réduire les émissions de GES. Selon la Banque Mondiale, un potentiel d'une puissance d'environ 400 GW d'électricité pourrait être accessible dans le monde grâce à cette technique.

Les centrales photovoltaïques flottantes permettent également de limiter l'évaporation de l'eau. En raison du réchauffement climatique, ce phénomène qui devient de plus en plus fréquent assèche les lacs et autres cours d'eau. Les flotteurs déployés refroidissent alors l'eau et atténuent ces risques d'évaporation.

 

Sur le plan énergétique.

 

Comme certains appareils électroniques, les panneaux solaires baissent en rendement lorsqu'ils sont soumis à des températures élevées

Posés sur les flotteurs, ils gagnent alors en performance, car leur contact avec l'eau leur assure un refroidissement permanent, contrairement à leur installation sur le sol ou sur un toit.

Les centrales photovoltaïques flottantes profitent d'ailleurs d'un autre argument pour expliquer ce gain en performance. Par rapport à un déploiement sur un toit ou sur un terrain vague, une installation sur un lac leur assure un effet de réverbération optimal en raison de l'ensoleillement important et d'un ombrage minimal.

 

Sur le plan géographique et territorial.

Le déploiement de centrales photovoltaïques flottantes est l'une des meilleures alternatives dans les régions ou dans les pays densément peuplés soumis à des contraintes d'espaces ou de reliefs terrestres. 

Au lieu d'occuper une zone forestière par exemple ou pour conserver un vaste terrain à d'autres fins, une centrale photovoltaïque flottante permet d’optimiser au mieux la gestion des espaces terrestres.

 

Quelques centrales photovoltaïques flottantes déjà opérationnelles

Ces dispositifs de panneaux photovoltaïques flottants intéressent de nombreux pays. La France fait partie des nations pionnières en la matière. Une surface de 17 hectares accueille ainsi une centrale d'une puissance de 17 000 KW dans le Vaucluse, sur le site de Piolenc. 17 000 panneaux fournissent une partie de l'électricité utilisée par plusieurs milliers de foyers de la commune.

En Europe, les Pays-Bas avec le site d'Azalealaan d'une puissance de plus de 1 800 KW, la Belgique à Hesbaye Frost avec environ 1 000 KW et l'Allemagne avec la centrale de Maiwald et ses 750 KW illustrent l’intérêt que les différents pays portent à cette technique.

Dans le monde, les centrales photovoltaïques flottantes n'ont pas tardé à connaître un fort succès

Le Japon est longtemps resté en tête en la matière, cumulant plus d'une cinquantaine de centrales photovoltaïques flottantes sur son territoire. C'est par contre en Chine que se trouve l'un des plus grands parcs photovoltaïques flottants à ce jour, à Bengbu plus précisément, où la structure de plus de 190 000 panneaux couvre une surface de plus de 60 ha pour une puissance de 70 000 KW d'électricité.

 

Les centrales photovoltaïques flottantes, quel avenir ?

Alors que les avantages des centrales photovoltaïques flottantes sont nombreux, le principal point d'amélioration de ce système reste son coût, son installation nécessitant des frais plus élevés que pour un parc aménagé sur un espace terrestre.

L'ensemble de ses atouts en fait néanmoins un système à fort potentiel et ce dispositif est d'ailleurs l'un des plus plébiscités. Entre fin 2014 et septembre 2018, le nombre de centrales photovoltaïques flottantes dans le monde a bondi selon la Banque Mondiale, fournissant une puissance passant de 10 à 1 100 MW.

Outre-Atlantique, une étude du Département américain de l'énergie donne une idée du potentiel intéressant des centrales photovoltaïques flottantes. Réalisée par des chercheurs du Laboratoire national des énergies renouvelables, elle indique que si le système flottant est installé sur l'étendue d'eau d'un barrage hydroélectrique, les avantages sont encore plus importants puisque le coût des investissements est réduit, la centrale photovoltaïque flottante étant reliée au réseau déjà opérationnel du barrage.

Selon les évaluations de ces chercheurs, dans le monde près de 400 000 barrages sont en capacité d'accueillir ce système, permettant alors de proposer une puissance potentielle de 7,6 TW. 

Avec une telle puissance, près de 10 600 de TWh d'électricité seraient générés chaque année, soit presque la moitié des 26 000 Twh consommés en 2018 selon les chiffres de l'Agence internationale de l'énergie.

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