Photovoltaïque et production électrique

L’énergie solaire est intermittente.

Elle est répartie uniformément à la surface de la Terre mais il y a davantage de soleil qui parvient à l’équateur qu’aux pôles. L’énergie solaire reçue au sol se compte en kWh par an: c’est une façon de mesurer le nombre d’heures d’ensoleillement par an. Le tableau ci-dessous montre le nombre d’heures de production annuelle de quelques systèmes énergétiques :

Le caractère intermittent de l’énergie solaire rend improbable son utilisation sans autre source d’énergie complémentaire. Le solaire ne peut apporter qu’une réponse partielle aux problèmes d’énergie. Mais le photovoltaïque peut-il néanmoins contribuer de façon massive à la production d’énergie ?

L’énergie solaire arrivant au sol est en moyenne de 100 watts par mètre carré, soit 100 kWh par an si l’on considère que l’ensoleillement annuel est de 1000 heures (cette valeur peut aller jusqu’à 2500 heures dans les régions désertiques).

Les systèmes photovoltaïques actuels récupèrent un peu plus de 10% de cette énergie. En multipliant la puissance installée par le nombre d’heures d’ensoleillement, on peut estimer la quantité annuelle d’énergie produite.

Une critique souvent faite au photovoltaïque est l’espace consommé si l’on voulait avoir largement recours à cette forme d’énergie. Un calcul simple montre qu’il faudrait une surface de 10 kilomètres carrés pour produire 1 TWh et environ 5000 km² pour produire grâce au photovoltaïque l’électricité dont la France a besoin. Qu’est-ce que cela représente? Pour Jancovici (voir : www.manicore.com ), 10000 km²représentent la totalité de la surface bâtie du pays. Recouvrir de panneaux solaires la moitié de la surface bâtie du pays permettrait donc de produire une quantité d’énergie correspondant à l’électricité consommée sur place par les habitants. Certes, on n’arriverait pas à assurer l’autonomie de production, ne serait-ce qu’à cause du caractère intermittent de l’énergie solaire, mais on pourrait imaginer une production massive d’électricité de cette façon-là, avec tous les avantages en terme de bénéfices pour l’environnement et d’indépendance énergétique de tels investissements. Le solaire n’a pas vocation à demeurer une énergie marginale : ses avantages sont tels qu’il devrait contribuer massivement à la production électrique. Aux Etats-Unis, la surface couverte par les villes et les résidences est de 570 000 km². Il suffirait de recouvrir 7% de cette surface – soit 40 000 km² - de panneaux photovoltaïques pour assurer la production d’énergie du pays. Cela représente 0,4 % de la surface du territoire américain. A titre de comparaison, chaque année le gouvernement américain met en jachère le triple de cette surface qui pourrait être consacrée à l’énergie solaire (source : US Department of Energy ).

En Europe, une puissance installée de 1 GW de photovoltaïque permettrait de produire environ 1 TWh par an et mobiliserait une surface au sol de 10 km².

Le photovoltaïque est moins consommateur de surface que la biomasse : Jancovici a calculé qu’il faudrait disposer de 500 km² pour produire 1 TWh à partir de biomasse.