Publié le : 26 novembre 2024 / Mis à jour le : 26 novembre 2024 – Auteur : Konrad Wolfenstein
De quel espace le soleil a-t-il besoin ? Quelle est la superficie minimale requise pour qu’une centrale solaire soit rentable ? – Image créative : Xpert.Digital
Quelle doit être la taille d'un parc solaire ? Superficie minimale et facteurs clés en un coup d'œil.
De la surface à l'efficacité : comment concevoir le parc solaire idéal
Un parc solaire est un système photovoltaïque à grande échelle conçu pour produire de l'électricité à partir de l'énergie solaire et l'injecter dans le réseau public. La superficie minimale requise pour l'exploitation économiquement viable d'un parc solaire dépend de divers facteurs, notamment techniques, économiques et géographiques. La discussion qui suit examinera non seulement cette superficie minimale, mais aussi d'autres conditions-cadres importantes, essentielles à la planification et à l'exploitation de tels systèmes.
Superficie minimale pour les parcs solaires
La surface minimale requise pour une centrale solaire est principalement déterminée par la puissance installée (mesurée en kilowatts-crête, kWc, ou en mégawatts-crête, MWc) et le rendement des modules solaires. Les systèmes photovoltaïques modernes nécessitent en moyenne environ 1,5 hectare par mégawatt de puissance installée. Cela signifie qu'une surface minimale de 1 hectare (10 000 m²) est nécessaire pour exploiter de manière rentable un système d'une puissance d'environ 750 kWc. Les systèmes de plus petite taille ne sont souvent pas rentables, car des coûts fixes tels que le raccordement au réseau et la maintenance sont inévitables, quelle que soit leur taille.
Pour les projets de grande envergure, une superficie d'au moins 2 hectares (20 000 m²) est souvent considérée comme économiquement viable. Cette surface permet une meilleure répartition des coûts de raccordement au réseau et des rendements plus élevés. À partir de 5 hectares (50 000 m²), les opérateurs bénéficient également d'économies d'échelle, ce qui peut accroître encore la rentabilité.
Espace requis par unité de puissance
La superficie nécessaire à un parc solaire dépend fortement du rendement des modules et de leur disposition. Grâce aux progrès technologiques, le rendement des modules solaires modernes s'est considérablement amélioré ces dernières années. Alors que les anciennes centrales nécessitaient jusqu'à 3,5 hectares par mégawatt, il en faut aujourd'hui environ 1,5 hectare par mégawatt. Cela signifie qu'une superficie de 10 hectares peut accueillir une puissance installée d'environ 6 à 7 MW.
Cependant, la superficie spécifique requise varie en fonction des conditions du site et du type de plante :
- Installations en plein champ : Ces installations permettent une utilisation efficace de grandes surfaces et nécessitent souvent moins de surface au sol par mégawatt.
- Agrivoltaïsme : dans ce cas, les terres sont utilisées à la fois pour la production d’électricité et à des fins agricoles. La surface requise par mégawatt peut être plus importante, car les modules sont souvent installés plus espacés.
- Installations en toiture ou en façade : celles-ci ne nécessitent aucun espace au sol supplémentaire et permettent donc un gain de place considérable.
Rendement et rentabilité
La rentabilité d'une centrale solaire dépend en grande partie de sa production d'électricité. Selon l'ensoleillement, un hectare de centrale solaire peut produire environ 1 000 000 kWh d'électricité par an. Avec un tarif de rachat de 6 centimes d'euro par kWh, par exemple, cela correspond à un revenu annuel d'environ 60 000 euros par hectare.
Cependant, la rentabilité ne dépend pas uniquement du rendement, mais aussi des coûts d'investissement et d'exploitation :
- Coûts d'investissement : Ils comprennent les coûts des modules solaires, des onduleurs, des systèmes de montage et du raccordement au réseau. Le coût unitaire diminue avec l'augmentation de la taille du système.
- Frais d'exploitation : Ceux-ci comprennent l'entretien, le nettoyage et l'assurance des installations ainsi que les frais de location du terrain.
Les grandes centrales sont souvent plus économiques que les petits projets car elles permettent de répartir les coûts fixes, tels que les frais de raccordement au réseau, sur une production d'électricité plus importante. De plus, les grands projets bénéficient souvent de prix d'achat plus bas pour les composants.
Conditions du site
Le choix de l'emplacement joue un rôle crucial dans la réussite d'un parc solaire. Parmi les facteurs importants, on peut citer :
- Rayonnement solaire : Les régions bénéficiant d’un fort rayonnement solaire permettent des rendements électriques plus élevés et améliorent ainsi l’efficacité économique.
- Qualité des sols : Les zones à faible productivité agricole ou les terres en jachère sont particulièrement adaptées aux parcs solaires.
- Raccordement au réseau : La proximité d'un poste de transformation ou d'un point de raccordement au réseau approprié réduit considérablement les coûts de raccordement.
- Topographie : Les surfaces planes ou légèrement en pente sont idéales, car elles permettent un alignement optimal des modules.
De plus, les programmes de financement régionaux ou les cadres juridiques peuvent influencer le choix du lieu.
Financement et cadre juridique
De nombreux pays proposent des programmes de financement pour les énergies renouvelables, favorisant la construction de parcs solaires. En Allemagne, par exemple, les exploitants bénéficient de tarifs de rachat garantis ou de procédures d'appel d'offres dans le cadre de la loi sur les énergies renouvelables (EEG). Les installations sur des friches industrielles (anciens sites industriels ou militaires, par exemple) et sur des terres agricoles défavorisées sont particulièrement encouragées.
Ces subventions peuvent contribuer à rendre les petits projets économiquement viables. Parallèlement, elles favorisent l'utilisation de terrains qui, autrement, resteraient inexploités.
conflits liés à l'utilisation des terres et aspects environnementaux
Un aspect important de la planification d'un parc solaire est d'éviter les conflits avec d'autres usages du sol, tels que l'agriculture ou la protection de la nature. C'est pourquoi les solutions suivantes sont souvent privilégiées :
- friches industrielles
- Zones de conversion
- Zones à faible productivité agricole
Un autre avantage des parcs solaires modernes réside dans leur compatibilité environnementale. Par exemple, la création de vastes prairies sous les modules permet d'offrir un habitat aux insectes et aux petits animaux. De plus, les systèmes agrivoltaïques contribuent à la production simultanée d'énergie et de denrées alimentaires sur une même parcelle de terrain.
Réduire davantage l'espace nécessaire et explorer de nouvelles possibilités d'utilisation
Avec le développement continu des énergies renouvelables, les parcs solaires devraient jouer un rôle encore plus important à l'avenir. Les innovations technologiques pourraient réduire davantage la surface nécessaire et ouvrir de nouvelles perspectives d'utilisation.
- Modules bifaciaux : Ces modules utilisent à la fois la lumière directe du soleil et la lumière réfléchie par le sol, ce qui peut augmenter le rendement.
- Centrales photovoltaïques flottantes : Les centrales solaires flottantes installées sur les plans d'eau permettent d'éviter totalement les conflits d'usage des terres.
- Technologies de stockage : L'intégration de systèmes de stockage par batteries permet de stocker temporairement l'électricité excédentaire et de l'injecter dans le réseau en fonction des besoins.
Globalement, il est évident que les parcs solaires peuvent non seulement apporter une contribution importante à la transition énergétique, mais qu'ils sont également économiquement intéressants – à condition d'être soigneusement planifiés et construits dans des emplacements appropriés.
Des économies d'échelle et de meilleures options de répartition des coûts
Pour être rentable, un parc solaire nécessite au minimum 1 à 2 hectares de terrain. Les centrales plus importantes, d'une superficie minimale d'environ 5 hectares, sont nettement plus rentables grâce aux économies d'échelle et à une meilleure mutualisation des coûts. Outre la superficie, les conditions du site, telles que l'ensoleillement, la qualité du sol et la proximité du réseau électrique, sont des facteurs déterminants pour la viabilité économique d'un projet.
Ces dernières années, les technologies modernes ont considérablement réduit la surface au sol nécessaire par mégawatt et offrent de nouvelles perspectives pour une utilisation efficace des terres, que ce soit par le biais de l'agrivoltaïsme ou des centrales solaires flottantes. Bien conçus, les parcs solaires peuvent non seulement contribuer de manière significative à la transition énergétique, mais aussi être respectueux de l'environnement.
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