Parc photovoltaïque : comment le créer et comment il fonctionne
Un parc photovoltaïque est une vaste surface sur laquelle sont installés de nombreux panneaux photovoltaïques destinés à la conversion de l'énergie solaire en énergie électrique.
Un parc photovoltaïque, ou champ photovoltaïque, est une très grande zone où sont installés côte à côte et orientés vers le soleil des panneaux photovoltaïques qui transforment l’énergie solaire en électricité.
La création d’un parc photovoltaïque nécessite une planification minutieuse et une analyse détaillée des conditions environnementales et géographiques du site choisi. Il est également essentiel de prendre en compte la capacité de production énergétique nécessaire pour répondre aux besoins de la communauté environnante.
À cet égard, vous pouvez utiliser le logiciel photovoltaïque qui permet d’obtenir des rapports économiques complets tenant compte du coût de réalisation de l’installation, de la productibilité totale annuelle, des consommations d’énergie électrique par tranches horaires et d’éventuels incitatifs.
Table des matières
Que signifie parc photovoltaïque
Un parc photovoltaïque est une zone dédiée à l’installation de systèmes photovoltaïques, c’est-à-dire des systèmes qui convertissent l’énergie solaire en énergie électrique. Ces parcs sont constitués d’un ensemble de panneaux photovoltaïques montés sur des supports appropriés, comme des structures au sol ou sur des toits de bâtiments. L’énergie produite peut être injectée dans le réseau électrique pour alimenter des habitations, des entreprises ou d’autres structures, contribuant ainsi à l’approvisionnement en énergie à partir de sources renouvelables et durables.
Parc photovoltaïque : éléments principaux
Un parc solaire photovoltaïque est composé de :
- panneaux solaires : ce sont des structures planes et rectangulaires formées de modules contenant des cellules photovoltaïques qui capturent la lumière solaire et la convertissent en énergie électrique ;
- tracker : les trackers sont des supports mobiles qui orientent les panneaux solaires en fonction de l’angle des rayons solaires, optimisant ainsi la production d’énergie électrique ;
- onduleur : les onduleurs sont des dispositifs qui convertissent le courant continu (CC) produit par les panneaux en courant alternatif (CA), le rendant compatible avec les usages domestiques ;
- transformateur : cet outil augmente la tension de l’énergie électrique avant qu’elle ne soit injectée dans le réseau électrique ;
- routes d’accès et ouvrages de drainage : ces infrastructures servent à contrôler et protéger l’installation pendant les pluies et les inondations ;
- câble souterrain : un câble qui relie l’installation photovoltaïque à la cabine primaire du gestionnaire du réseau électrique.
Comment fonctionne un parc photovoltaïque
Le fonctionnement d’un parc photovoltaïque est identique à celui de n’importe quelle autre installation photovoltaïque traditionnelle. Un parc photovoltaïque commence son processus de production d’énergie électrique à partir des modules photovoltaïques, qui transforment l’énergie solaire en énergie électrique grâce à l’effet photovoltaïque. Ces modules sont principalement constitués de silicium, un matériau semi-conducteur largement disponible.
Les semi-conducteurs sont des matériaux qui peuvent conduire l’énergie lorsque les atomes qui les composent reçoivent suffisamment d’énergie pour permettre aux électrons de se déplacer librement. Dans le cas des modules photovoltaïques, l’énergie provient du soleil sous forme de photons. Lorsque les photons frappent les cellules photovoltaïques, ils fournissent l’énergie nécessaire pour libérer les électrons du silicium, créant ainsi un flux de courant électrique.
Les cellules solaires sont fabriquées en alternant des couches de silicium dopé, formant une jonction p-n. Cette jonction, entre le silicium dopé avec du bore (p, positif) et le silicium dopé avec du phosphore (n, négatif), génère un champ électrique qui dirige le mouvement des électrons. Lorsqu’un photon frappe cette jonction, il libère un électron, qui peut ensuite être collecté pour générer de l’électricité. Chaque cellule solaire produit une petite tension, d’environ 0,5 – 0,6 V.
Un module photovoltaïque est constitué de nombreuses cellules solaires reliées entre elles. Différents modules reliés en série forment des chaînes photovoltaïques, et de nombreuses chaînes reliées en parallèle constituent le générateur solaire ou le parc photovoltaïque.
L’onduleur a pour tâche de convertir le courant continu (CC) produit par les modules en courant alternatif (CA), qui est utilisable dans les réseaux électriques domestiques et industriels. Les onduleurs peuvent être centralisés, gérant de grandes puissances (de 1 à 4 MW) et collectant de l’énergie d’une vaste zone du champ solaire, ou en chaîne, qui gèrent des puissances plus faibles (150-300 kW) et sont placés près des chaînes pour réduire les pertes dans les câbles.
Après l’inverter, une conversion de la tension est nécessaire. Les inverters fonctionnent à basse tension (jusqu’à 1000V en courant alternatif), mais pour gérer de fortes puissances, il est nécessaire d’augmenter la tension à des niveaux moyens (de 10 à 40 kV) à l’aide d’un transformateur.
Dans les installations plus petites (jusqu’à environ 10 MW), l’énergie est transférée directement du transformateur à la cabine de livraison, où elle est injectée dans le réseau de distribution. Dans les grandes installations, en revanche, l’énergie passe par une sous-station électrique, qui collecte les lignes à moyenne tension et les dirige vers un transformateur qui augmente la tension à des niveaux élevés (jusqu’à 120/220 kV) avant de l’injecter dans le réseau.
Réalisation d’un parc photovoltaïque : les étapes
Nous pouvons diviser la réalisation d’un parc photovoltaïque en plusieurs étapes :
- obtention des autorisations : la première étape consiste à obtenir toutes les autorisations nécessaires, obtenues par le biais de conférences de services. Les autorités compétentes délivrent les autorisations et, si nécessaire, imposent des prescriptions telles que des fouilles archéologiques ou la présence d’un archéologue pendant les travaux ;
- activités préliminaires : avant le début effectif des travaux, diverses activités préliminaires sont réalisées, notamment :
- vérification de la présence éventuelle d’engins explosifs ;
- tests de conception sismique et géotechnique ;
- ouverture du chantier : cette étape prévoit la préparation du chantier, y compris la réalisation des routes d’accès et l’installation de bureaux et de services nécessaires pour le chantier ;
- installation mécanique : cette étape est elle-même divisée en :
- enfoncement des poteaux du tracker ;
- achèvement manuel de l’installation du tracker sur les poteaux ;
- installation manuelle des panneaux photovoltaïques, en veillant à l’orientation optimale pour éviter les ombres ;
- installation électrique : à cette étape, l’installation électrique est réalisée, comprenant la préparation des câblages, les terminaisons et les connexions électriques, ainsi que le raccordement en série des modules photovoltaïques ;
- phase finale : la phase finale comprend les tests électriques avant le raccordement au réseau, suivis de la mise sous tension pour commencer la production d’énergie.
Les étapes de construction d’un parc photovoltaïque
Types de parcs photovoltaïques
Dans les parcs photovoltaïques, les installations sont directement installées au sol, avec des panneaux surélevés par des structures appropriées. En fonction du type de panneaux utilisés, on peut identifier différents types de parcs solaires :
- parcs photovoltaïques avec panneaux fixes en silicium cristallin : c’est la première génération de parcs photovoltaïques. Ils utilisent des panneaux solaires monocristallins et policristallins, similaires à ceux utilisés dans les installations résidentielles. Ces panneaux sont disposés au sol en plusieurs rangées et restent fixes ;
- parcs photovoltaïques avec suiveurs solaires et panneaux à film mince : les panneaux en silicium à couche mince sont légers, flexibles et résistants aux variations de température. Dans les parcs solaires, leur utilisation est souvent combinée avec la technologie des suiveurs solaires, qui permet aux panneaux de tourner en suivant le mouvement du soleil pendant la journée, optimisant ainsi le rendement et l’efficacité globale de l’installation ;
- parcs photovoltaïques avec panneaux à concentration : ceux-ci représentent la génération la plus avancée de parcs photovoltaïques, basés sur la technologie à concentration. Cette technologie concentre la lumière solaire sur de petites zones des panneaux photovoltaïques, la convertissant directement en énergie électrique.
Quel est le plus grand parc photovoltaïque en Italie ?
Le plus grand parc photovoltaïque d’Italie se trouve en Pouilles et a une capacité de 103 MW. Cette installation a été inaugurée par la société danoise European Energy et couvre une superficie de 1.500.000 m2, soit environ 200 terrains de football.
D’autres exemples de parcs photovoltaïques en Italie sont le parc de Sticciano, situé dans la commune de Roccastrada, province de Grosseto, qui a une puissance nominale de 70,6 MW, et la centrale solaire thermodynamique Archimède, dans la province de Syracuse, qui produit environ 5 MW de puissance électrique.
Parcs photovoltaïques dans le monde
Selon un classement établi par Energy Digital Magazine des dix plus grands parcs solaires du monde, Chine et Inde occupent les trois premières positions. La Chine est actuellement le principal producteur mondial d’énergie solaire.
Parc solaire de Golmud
Selon le rapport sur le marché de l’électricité 2023, l’année dernière, la Chine a généré 2700 milliards de kWh d’énergie renouvelable, couvrant 31,6 % de la consommation électrique nationale.
Le parc photovoltaique de Golmud, avec une capacité installée de 2,8 GW et 7,2 millions de panneaux solaires, est le plus grand parc photovoltaique au monde, alimentant environ un million de foyers.
En deuxième position se trouve le parc photovoltaique de Bhadla dans le désert du Thar en Inde, qui couvre 14 000 acres et produit 2,25 GW.
Une autre addition importante au classement est le projet solaire Al Dhafra, situé à 35 km d’Abou Dhabi aux Émirats Arabes Unis. Ce parc, situé dans le désert sur une superficie de plus de 20 km carrés, a une capacité de 2 GW avec presque 4 millions de panneaux solaires, suffisants pour répondre aux besoins d’environ 200 000 foyers.
