Le photovoltaïque (Flash n°62)

Situation en France

Fin juin 2018 il y avait 8 533MW installés dont :

 1292MW d’une puissance inférieure à 9kWc (en toiture)
 1581MW entre 9 et 100kWc (en toiture)
 1121MW entre 100 et 250kWc (généralement en toiture)
 4539MW supérieur à 250kW (en toiture et au sol)

En 2017 la puissance raccordée a été de 887MW
L’objectif de la programmation pluriannuelle de l’énergie de 2015 prévoyait 10 200MW en 2018.

Les installations prévues d’ici la fin de l’année ne permettrons pas d’atteindre cet objectif,

En 2017 la part de l’électricité d’origine photovoltaïque dans la consommation brute a été de 1,9%

Situation en Europe et dans le Monde en 2016

Europe : puissance totale connectée en 2016 : 101GWc

Monde : puissance totale installée fin 2017 :415GWc

Prix de vente de l’électricité photovoltaïque en France

L’électricité photovoltaïque peut être vendue soit directement à un fournisseur par un contrat de gré ou sur la bourse d’échange soit sous le régime du tarif réglementé.

Le tarif réglementé a deux dispositifs :

• Puissance de l’installation en toiture inférieure à 100k Wc : prix de rachat du kWh fixé chaque trimestre par la CRE (commission de régulation de l’électricité)

• Prix du 4éme trimestre 2018

• Puissance de l’installation supérieure à 100 kWc : prix de rachat fixé par des appels d’offres de la CRE (le prix a 2 composantes pour P>500kW : une part fixe appelé complément de rémunération et une part variable vendue sur le marché spot)

Résultats des derniers appels d’offres :

• Sur bâtiment de 100 kWc à 500 kWc : 8,28c€/kWh
• Sur bâtiments de 500kWc à 8MWc : 7,22c€/kWh
• Au sol de 500kWc à 5 MWc : 6,27c€/kWh
• Au sol de 5MWc à 30MWc : 5,21c€/kWh
• Ombrière de parking : 8,38c€/kWh
• Il n’y a pas d’appels d’offres au sol entre 100kWc et 500kWc

EDF et les ELD (Entreprise Locale de Distribution) sont tenus de conclure un contrat avec le producteur au tarif réglementé.

Autoconsommation

L’autoconsommation représente la possibilité pour un consommateur de produire lui-même tout ou partie de sa consommation d’électricité. On distingue l’autoconsommation individuelle, dans laquelle un consommateur produit pour lui-même l’électricité qu’il consomme, et l’autoconsommation collective, dans laquelle plusieurs consommateurs s’associent avec un ou plusieurs producteurs.

En autoconsommation individuelle le surplus est vendu à EDF (ou à un autre fournisseur) aux tarifs suivants : une part fixe pour l’installation et une part production

En autoconsommation collective le surplus affecté à chaque producteur doit être rattaché à un périmètre d’équilibre et peut être soit vendu, soit cédé sans rémunération au gestionnaire de réseau (si la puissance de l’installation de production ≤ 3 kWc) ou à un tiers. Le surplus ne bénéficie pas d’un dispositif de soutien et ne peut être vendu que dans le cadre d’une vente sur le marché ou d’un contrat de gré-à-gré. Des appels d’offres, pour les projets entre 100 et 500 kWc, sont donc lancés par la CRE pour définir un tarif de complément de rémunération sur l’électricité produite. Donc il n’y a pas de tarif de vente du surplus pour l’autoconsommation collective <100kWc. Les premiers appels d’offres n’ont pas rempli l’objectif et des modifications des règles sont nécessaires pour un vrai développement.

L’autoconsommation collective pose quelques problèmes de rémunération pour l’utilisation du réseau (TURPE) et le paiement des taxes (CSPE, TICFE)

Installations innovantes

Pour tenter de développer de nouvelles applications et des optimisations du photovoltaïque des appels d’offres sont lancés par la CRE pour des solutions innovantes dans les domaines suivants ;

• Innovation de composants : intégration bâtiment, route solaire, nouveaux composants, modules innovants, onduleurs avec fonctionnalités spécifiques

• Innovation de système : amélioration de la performance technique et/ou économique et/ou environnementale de l’installation photovoltaïque

• Innovation liée à l’optimisation et à l’exploitation électrique de la centrale

• Agrivoltaïsme : couplage d’une production photovoltaïque secondaire à une production agricole principale en permettant une synergie de fonctionnement démontrable.

Où en est la conversion photovoltaïque de l’énergie solaire

(pour plus de détails voire article de Daniel Lincot dans la revue Photonique de sept-oct 2018)

Le silicium continue de dominer le marché du photovoltaïque avec 95% des capacité installées. Le rendement module polycristallin est passé en 10 ans de 12 à 17% (record à 22,3%) Le haut de gamme monocristallin est maintenant à 21% avec un record à 26,6%. (Le rendement théorique maximum est de 29,1%)

Les cellules couches minces CIGS avec un rendement porté à 22,9% continuent de progresser grâce à l’introduction de nouveaux éléments alcalins à la surface. Les cellules CdTe ne sont pas en reste avec 22,1%

La filière perovskite hybride basée sur l’iodure de méthylammonium et de plomb poursuit sa progression et a franchi la barre des 23% sur de petites dimensions.

Multijonction : l’ensemble des cellules à simple jonction s’achemine peu à peu vers la limite de Shockley-Queisser, plafonnant à 33,7 % pour un gap autour de 1,3–1,5 eV. L’empilement de plusieurs couches de semi-conducteurs, capables de convertir différentes parties du spectre solaire, permet d ’augmenter le rendement de conversion. La multijonction de ces couches conduit à une progression considérable du rendement maximum théorique. Il passe à 46 % avec deux jonctions, 52 % avec trois, 56 % avec quatre, 58,4 pour cinq et 60 % avec six. Les technologies pour arriver à ces rendements sont encore extrêmement couteuses.

La tendance est plutôt à la mise en œuvre de cellules tandem pouvant porter le rendement à 30% à un coût compétitif. C’est l’une des composantes de la feuille de route de l’IPVF (Institut Photovoltaïque d’Ile de France) + un prix de 30centimes par watt (le prix actuel est de 50centimes pour des cellules monocristallines)

Nouveaux concepts : plasmonique, photonique, particules quantiques, ultrahaute concentration… ?