Haie solaire
Nous savions déjà que les panneaux solaires verticaux offrent de nombreux avantages, notamment dans le monde agricole. Des scientifiques allemands leur ont maintenant trouvé un autre atout : leur étude prouve que des haies solaires verticales peuvent produire davantage d’électricité lors des pointes de consommation et contribuer ainsi à stabiliser les réseaux.
Les pointes de consommation électriques sont les moments de la journée, ou de la saison, pendant lesquels la consommation d’électricité est la plus forte. Elles doivent être maîtrisées pour éviter le déséquilibre des réseaux. En clair, leurs gestionnaires doivent y injecter plus d’électricité que pendant les autres heures de la journée.
En Europe, les pics de demande quotidienne interviennent principalement en fin de journée, lorsque les transports publics circulent au maximum, que l’utilisation des appareils électroménagers est la plus importante et que l’éclairage des bâtiments ainsi que les appareils de chauffage sont allumés. Une pointe journalière un peu moins marquée se produit également le matin, pour les mêmes raisons (voir graphique ci-dessous).
Profil moyen de la consommation électrique horaire lors d’un jour ouvré en Belgique.
Pour maintenir leur réseau en équilibre, les gestionnaires font alors intervenir des centrales électriques « de pointe », capables de démarrer rapidement. Ce sont en général des turbines à gaz ou des centrales hydroélectriques quand celles-ci sont disponibles. Les grandes batteries stationnaires peuvent aussi jouer ce rôle.
Malheureusement, les centrales photovoltaïques classiques, inclinées d’environ 20 à 30 degrés sur l’horizontale et orientées en général vers le sud, ont un profil de production électrique journalière et saisonnière inversé par rapport aux besoins quotidiens. C’est au milieu de la journée qu’elles injectent le plus d’énergie alors que le matin et le soir, elles en produisent peu. Et c’est en été qu’elles sont les plus productives alors que dans nos pays européens, la consommation est la plus forte en hiver. Une caractéristique qui pourrait aggraver encore le risque de déséquilibre des réseaux.
Pour les réseaux, quel est l’intérêt des panneaux solaires verticaux ?
C’est la raison pour laquelle des scientifiques de l’université des sciences appliquées de Leipzig ont étudié l’intérêt qu’un développement massif des installations photovoltaïques verticales pourrait apporter au réseau électrique allemand. Composées de panneaux bifaciaux, ces « haies solaires » captent les rayonnements directs et indirects à travers leurs deux faces.
Pour mener leur étude, ces chercheurs ont utilisé un modèle mis au point par l’université d’Aalborg et qui permet de simuler le fonctionnement du système énergétique d’un pays en faisant varier différents paramètres. Ils ont aussi examiné deux scénarios, l’un avec l’utilisation de moyens de stockage d’électricité de grande capacité, et l’autre sans. Ils se sont enfin projetés en 2030 en tenant compte d’un accroissement de la demande de 1 200 TWh par an.
Une nouvelle opportunité
Publié dans Smart Energy, le résultat de leur travail montre sans ambiguïté que des centrales photovoltaïques composées de panneaux bifaciaux verticaux sont capables de transférer la production électrique sur les périodes de pics de la demande et de fournir davantage d’énergie pendant l’hiver, atténuant ainsi la diminution de la production solaire sur ces périodes et réduisant dès lors le recours aux centrales au gaz pendant les pointes. Ces scientifiques mettent aussi en avant un autre avantage des haies solaires : celui de mobiliser moins d’espace au sol, notamment lorsqu’elles sont couplées à des activités agricoles comme l’élevage par exemple.
À lire aussi Agrivoltaïsme : l’Inrae et Engie vont tester les haies solaires bifacialesEn faisant intervenir dans leur modèle des installations de stockage d’une capacité totale de 1 TW / 1 TWh et en imaginant que 70 % d’installations solaires soient composées de panneaux verticaux, « la réduction des émissions de CO2 des centrales allemandes pourrait s’élever à 2,1 Mt par an », selon les chercheurs de Leipzig. « Il peut sembler irréaliste d’atteindre un taux de 70 % de centrales verticales, mais un pourcentage inférieur pourrait déjà avoir un impact bénéfique », ajoutent-ils, en précisant que leur étude « ne vise pas à préconiser dorénavant le montage à la verticale de toutes les nouvelles centrales au sol, mais bien de mettre en évidence une nouvelle opportunité ».
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Commentaires
On en est pas encore la avec nos 10Giwatt de puissance crête quand on doit arriver à 200. Le président a déjà divisé par 2.
Donc maison les panneaux verticaux pour le futur et concentrons nous sur les panneaux sur les bâtiments et les forêts brûlée. Puis l, arrêt des heures creuses et pleine a la sauce EDF mais suivant le véritable coût de l'énergie. Et la les économies vont être réalisé, cela demande de la discipline et sûrement des investissements individuel.
Il existe plusieurs problèmes avec la fabrication des panneaux solaires, principalement sur les ressources : limite des stocks et flux de matières premières, pollution, délocalisation de toute la chaine de fabrication (extraction, raffinage, assemblage) ...
Il ne faut surtout pas croire que, sous prétexte que nous installons (achetons en vrais) beaucoup de panneaux à faible cout depuis quelques années que cela va continuer sur cette trajectoire.
Tout cela pour dire que le nombre de panneaux qui sera mis à notre disposition ne sera certainement jamais suffisant pour faire plus que de l'appoint avec du PV. Il faut donc être le plus efficace possible avec les moyens à notre disposition. Cela signifie avoir le meilleur taux de charge possible.
Tous les chiffres que j’ai vus (et notamment dans l’étude citée) montraient le meilleur rendement atteint lorsque le panneau est incliné au sud. Cela n’est évidemment pas suffisant pour comparer, il faut aussi prendre en compte la superficie utilisée, le nombre de panneaux nécessaires, le cout de fabrication…
Enfin il faut adapter la consommation aux inconvénients (dans ce cas je suis toujours convaincu qu’il est plus efficace de favoriser la flexibilité de la consommation pour correspondre à ce qui est plus efficace).
Très pertinent comme solution en complément des panneaux posés de manière traditionnelle ! En travaillant leur disposition, ne pourraient-ils pas remplacer certains murs anti-bruit en bordure de routes ?
Le principal souci de ce genre d'avancée est que le système actuel destiné à favoriser les énergies renouvelables à contre-courant des lois du marché est une désincitation à les adapter aux besoins. Dans les faits, afin de les favoriser, on leur donne des tarifs de rachat ne dépendant pas de l'heure de production. A l'inverse, cela a pour effet d'ailleurs de rendre gratuite l'électricité en surplus à midi, donc de plomber de manière artificielle l'efficacité globale des centrales nucléaires ... Mais surtout, cela veut dire que les producteurs cherchent donc à maximiser leur production, donc à favoriser la production à midi où il y a peu de demande. C'est d'ailleurs la même chose pour le stockage ou la qualité de l'électricité car les producteurs n'y ont pas du tout intérêt à cause des lois, non du marché. C'est toujours le souci quand les lois viennent détruire la logique du marché.
A noter aussi, que 1TWh de stockage, c'est tout simplement monstrueux et complétement inimaginable ! Une centrale nucléaire produit 1 GW, donc 24 GWh par jour. Cela équivaut donc à la production journalière de 40 centrales nucléaire soit presque la taille du parc français à 56 centrales ! C'est totalement utopique avec els moyens actuelles. Le plus gros STEP de France, un cas unique et pas reproductible ne stocke "que" 33 GWh.
Tout commentaire en faveur du nucléaire et nul car le nucléaire est dangereux et non renouvelable donc qui n'a pas vocation à être là solution. Comme la facture n'a pas l'air de concerner les français ni les politiques seul un accident de forte intensité fera peut être prendre conscience des dégâts irréversible. Qui ne va pas trop tarder au vue des problèmes grandissant structurel et de maintenance a géométrie variable.
Placer un panneau verticalement fait perdre énormément de production et donc la rentabilité sera mauvaise. Mieux vaut stocker l'énergie le midi en prévision du soir avec un système gravitationnelle comme réalisé en Suisse.