"Optimiser sa production, ce n'est pas forcément maximiser la production d'une centrale mais produire au meilleur coût. L'optimisation est en fait focalisée sur la baisse du coût du kilowatt heure produit", explique Philippe Blanc, directeur de recherche, en charge des activités de recherche sur les ressources énergétiques renouvelables, au sein du centre Observation, Impacts, Energie de Mines Paritech. Avec la fin progressive des dispositifs de soutien aux énergies renouvelables, les producteurs voient leurs marges se réduire. Même si un complément de rémunération vient compléter le prix de vente sur le marché, il devient essentiel de réduire le coût de production du kilowatt heure pour rentabiliser les investissements et devenir compétitif par rapport aux autres moyens de production. Innovations technologiques, organisationnelles ou foncières peuvent permettre d'optimiser les installations et de limiter les coûts de production.
Suivre le soleil et fuir les nuages
Equiper la centrale photovoltaïque de trackers permet de mieux suivre la course du soleil et d'accroître la courbe de charge de l'installation. Les gains sont estimés entre 30 et 50% par rapport à une installation fixe. "Mais cela coûte plus cher en investissement et en maintenance", analyse Philippe Blanc. Les gains de production sont donc à relativiser par rapport au surcoût du projet. "Pour limiter ces surcoûts, des entreprises cherchent aujourd'hui à mutualiser la motorisation sur le plus de panneaux possibles. Ceux-ci pivotent sur un seul axe, Nord/Sud, grâce à un moteur qui pilote plusieurs lignes". Le fait de limiter le nombre de moteurs réduit le coût à l'investissement et les besoins en maintenance.
Autre innovation dans le monde du tracker, présentée par Optimum tracker : l'associer avec un système de suivi des nuages. Ces prévisions de très court terme, réalisées à l'aide d'une caméra, permettent d'orienter au mieux les panneaux solaires pour optimiser la production. "La mise en place d'algorithmes pour orienter les panneaux en fonction de la présence de nuages permet des gains de 2 à 3% de production dans les zones nuageuses", indique Philippe Blanc.
Côté pile et côté face
Des gains non négligeables peuvent être obtenus en utilisant la surface arrière des panneaux solaires, inutilisée sur les panneaux conventionnels. Les technologies bifaciales commencent à se faire une place sur le marché. L'idée est d'utiliser la lumière réfléchie et diffuse pour produire de l'électricité supplémentaire à celle captée directement par la face avant des panneaux. "Le surcoût est limité puisqu'il ne s'agit pas d'additionner le coût de deux panneaux. Cette sensibilité à l'arrière permet d'optimiser la production. En pilotant correctement les panneaux et leur sensibilité en face arrière, il est possible d'obtenir des gains de production de 5 à 10%", explique Philippe Blanc. Par exemple, il est possible d'augmenter la nature réfléchissante du sol en le couvrant de gravier blanc. Ces technologies sont également pertinentes dans des zones désertiques, grâce au pouvoir de réverbération du sable, et même dans les zones enneigées, comme l'a fait le Japon. Résultat : la centrale augmente sa production en utilisant la même surface.
Combiner les usages
L'optimisation peut aussi être foncière. Au fur et à mesure que le photovoltaïque se développe, le foncier de qualité, bien exposé, se raréfie. En amont du développement, les systèmes de prévision peuvent permettre de quantifier le gisement solaire d'un site. Elles peuvent aussi, lors de l'exploitation, mettre en lumière un décalage entre la production attendue et la production réelle, causé par une panne, une ombre sur les panneaux… "Mais l'optimisation peut aussi porter sur le partage du territoire et l'usage du foncier, estime Philippe Blanc. Un développeur cherchera le site le moins cher et le plus ensoleillé, mais ce critère ne sera pas forcément optimal d'un point de vue sociétal". La tendance est plutôt à utiliser, pour les centrales solaires, des surfaces déjà anthropisées, comme les friches industrielles. Et à rechercher d'autres espaces à investir : retenues d'eau avec du photovoltaïque flottant, façades d'immeubles, rambardes de sécurité… Certains territoires s'emparent de ce sujet pour identifier les terrains les plus propices au développement des énergies renouvelables, d'un point de vue collectif. Des développeurs réfléchissent également à mixer les usages : serres photovoltaïques, agrivoltaïsme, ombrières de parking, pistes cyclables solaires…
