Compétitivité des coûts : le solaire flottant en mesure de concurrencer le PV au sol

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D’après pv magazine International

Des chercheurs originaires d’Italie et d’Espagne ont évalué le rendement énergétique et le potentiel de coût du PV flottant (FPV) sur plusieurs masses d’eau adaptées en Europe, et les ont comparés à des installations photovoltaïques au sol (LPV) orientées de façon optimale. Ils ont partagé ses conclusions dans l’article « Techno-economic potential and perspectives of floating photovoltaics in Europe », qui a récemment été publié dans Solar Energy.

« Nous montrons également que dans les pays méditerranéens, le FPV est déjà en mesure de concurrencer économiquement le LPV classique, car le soleil y monte plus haut dans le ciel et les températures y sont plus élevées, a expliqué le chercheur Leonardo Micheli à pv magazine. Néanmoins, le FPV devient compétitif en matière de coûts dans tous les scénarios et pays modélisés lorsque les dépenses en capital baissent de moins de 12 % ».

Pour arriver à cette conclusion, les scientifiques ont estimé la capacité de FPV potentielle de l’Europe en utilisant les données sur les eaux de surface disponibles pour l’Europe dans la base de données Global Reservoir and Dam Database (GRanD). Ils n’ont pris en compte que les réservoirs servant à la production hydroélectrique, à l’approvisionnement en eau, à l’irrigation et au contrôle des crues. La simulation des rendements énergétiques de modules monofaciaux a été réalisée à l’aide du modèle PVWatts DC power, avec des données sur le rayonnement solaire heure par heure provenant de CAMS Radiation Service.

Pour les applications FPV, le modèle a retenu des scénarios avec des inclinaisons de 10° et 20° et un albédo de 0,06. Les chercheurs sont partis du principe que l’angle d’inclinaison du LPV est optimal, et l’albédo de 0,25. Les deux simulations se sont appuyées sur des modules Trina Solar affichant un rendement de 21,4 %, des onduleurs d’une efficacité de 96 % et des pertes de conversion du courant continu en courant alternatif de 14 %. Tous les modules étaient orientés au sud et la durée du vie de l’installation PV fixée à 25 ans. Les scientifiques ont utilisé des données issues de la base de données IRENA Renewable Cost Database afin de calculer les dépenses en capital et les dépenses annuelles d’exploitation et de maintenance pour différents emplacements à travers l’Europe.

Les travaux se sont penchés sur les performances du FPV et du LPV dans quatre scénarios thermiques. Les résultats montrent que les installations FPV peuvent produire un rendement allant de 640 à 1 688 kWh/kW/an, ce qui correspond à des facteurs de charge de 7,3 % à 19,3 %.

« Les rendements les plus élevés ont été calculés dans les pays les plus méridionaux, où le potentiel solaire est plus important et les pertes liées à l’angle et à la réflexion, en raison des inclinaisons plus faibles des panneaux, sont limitées », ont noté les chercheurs.

A l’inverse, les performances les moins bonnes ont été enregistrées dans les pays scandinaves et les régions alpines de Suisse, d’Autriche et d’Italie. Dans le scénario le plus optimiste en termes d’échanges thermiques, les performances électriques du FPV sont les plus élevées et affichent un rendement pouvant atteindre 2 % de plus que le LPV.

Les chercheurs précisent : « Dans ce scénario, une inclinaison de 20° du FPV donne des rendements plus élevés que le LPV à l’inclinaison optimale dans plusieurs pays. Toutefois, dans d’autres configurations et scenarios, les rendements du FPV sont plus faibles que ceux du LPV, en particulier avec une inclinaison de 10°. Ces résultats mettent en lumière l’effet significatif de l’angle d’inclinaison sur la conversion énergétique ».

L’étude estime que chaque degré d’inclinaison supplémentaire sur les installations FPV représente entre 2,50 €/kW et 7,50 €/kW.

Au vu des différences de rendement énergétique, la compétitivité du FPV en termes de coût moyen actualisé de l’énergie (LCOE) dépend donc des aides accordées pour les dépenses en capital et pour l’exploitation et la maintenance. D’une manière générale, les résultats indiquent que le LCOE du LPV serait compétitif dans la plupart des pays européens pour tous les scénarios, si les coûts d’installation et de montage étaient éliminés. Si les frais de raccordement au réseau disparaissaient eux aussi (par exemple grâce à l’hybridation avec l’hydroélectricité), le FPV pourrait être compétitif en termes de coûts dans tous les pays et dans tous les scénarios modélisés.

Traduction assurée par Christelle Taureau. 

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