Une centrale photovoltaïque est une centrale électrique qui convertit l'énergie solaire en électricité grâce à l'effet photovoltaïque. L'effet photovoltaïque se produit lorsque des photons de lumière, lors de l'impact sur un certain matériau, parviennent à déplacer un électron, ce qui génère un courant continu.
Une centrale photovoltaïque au sol est essentiellement constituée de modules photovoltaïques et d'un onduleur. Les panneaux photovoltaïques sont responsables de la transformation du rayonnement solaire. À son tour, l'onduleur convertit le courant continu en courant alternatif avec des caractéristiques similaires à celles du réseau électrique.
Dans ce type de système solaire, toute l'électricité produite est injectée dans le réseau de distribution électrique. Cette opération conduit à un meilleur rendement de l'installation car ainsi toute l'énergie générée est utilisée.
La plus grande centrale solaire au sol mise en service au monde est le Bhadla Solar Park , en Inde, avec une capacité installée de 2 245 MW. Le coût total de ce projet solaire était de 1200 millions d'euros.
La centrale photovoltaïque O'Mega1, en Provence (France), est la plus grande centrale photovoltaïque flottante d'Europe située sur une ancienne carrière.
L' énergie photovoltaïque est considérée comme un type d'énergie propre car elle ne génère pas de gaz polluants. Donc, les fermes solaires mises en place pour produire de l'électricité sont des sources d' énergie renouvelable.
Composants d'une centrale photovoltaïque
Une centrale photovoltaïque est constituée de différents composants, dont nous citons les principaux :
Les panneaux solaires photovoltaïques, constitués de cellules photovoltaïques. Elles sont généralement constituées de silicium. Ces cellules convertissent le rayonnement solaire en un mouvement des électrons (électricité) grâce à l'effet photovoltaïque. Normalement elles sont installées sur une friche industrielle mais il y a aussi les centrales solaires flottantes qui sont installées sur l'eau.
Tour météorologique. C'est le lieu où les différentes conditions météorologiques sont analysées pour déterminer le rayonnement solaire qui est reçu ou devrait être reçu.
Armoire CC. Il reçoit l'électricité générée par les cellules photovoltaïques.
Investisseur. Convertit le courant continu en courant alternatif.
Armoire AC. Il reçoit l'électricité que l'onduleur a transformée en courant alternatif.
Centre de transformation. Site où l'énergie s'adapte aux conditions d'intensité et de tension propres à être transportée.
Lignes de transport. Ce sont les lignes qui permettent de transporter l'électricité vers les centres de consommation.
Salle de contrôle. Site où est supervisé le fonctionnement de tous les éléments de la centrale photovoltaïque.
Le dimensionnement des composants électriques doit tenir compte du fait qu'à l'avenir la puissance installée de l'installation peut augmenter.
Comment fonctionne une centrale solaire photovoltaïque ?
Le fonctionnement de tous les équipements de l'usine est supervisé depuis la salle de contrôle. Dans la salle de contrôle, les informations sont reçues de la tour météorologique, de l'onduleur, des armoires de puissance, des centres de transformation, etc.
Le processus de transformation de l'énergie solaire photovoltaïque en électricité est le suivant :
1.- Conversion de l'énergie solaire en courant continu
Les cellules photovoltaïques sont l'élément de base d'une centrale photovoltaïque. Ceux-ci sont regroupés en panneaux photovoltaïques.
Les cellules photoélectriques sont chargées de capter le rayonnement du Soleil et de le transformer en énergie électrique. En général, ils sont composés de silicium qui est un matériau semi-conducteur qui facilite l'effet photoélectrique.
Lorsqu'un photon entre en collision avec une cellule solaire, un électron est libéré. Avec la somme de nombreux électrons libres, l'électricité est générée sous forme de courant continu.
La capacité de production d'électricité dépend de la météorologie (rayonnement, humidité, température...). En fonction de la situation météorologique de chaque instant, le rayonnement solaire que recevront les cellules photovoltaïques sera variable. Pour cette raison, une tour météorologique est construite dans la centrale solaire.
2.- Transformation du courant continu en courant alternatif
Les panneaux photovoltaïques génèrent du courant continu. Or, l'énergie électrique qui circule dans le réseau de transport le fait sous forme de courant alternatif. Pour cette raison, le courant continu doit être transformé en courant alternatif.
Tout d'abord, le courant continu des panneaux solaires est conduit à une armoire à courant continu. Dans cette armoire le courant est transformé en courant alternatif au moyen d'un onduleur de courant. Le courant est ensuite transporté vers une armoire à courant alternatif.
3.- Transport et fourniture d'électricité
Le courant qui atteint l'armoire AC n'est pas encore prêt à être fourni au réseau électrique.
Pour cette raison, l'énergie électrique produite transite par un centre de transformation où elle est adaptée aux conditions d'intensité et de tension des lignes de transport pour une utilisation dans les centres de consommation.
Comment une centrale solaire photovoltaïque affecte-t-elle l'environnement ?
Au niveau environnemental, les installations photovoltaïques présentent une série d'avantages :
C'est un système d'énergie renouvelable et durable.
La dépendance aux combustibles fossiles est réduite.
C'est une énergie propre qui n'émet pas de gaz à effet de serre.
Faible production de déchets et rejets polluants en phase d'exploitation.
Cependant, les centrales photovoltaïques ont aussi des impacts environnementaux :
Affection au paysage.
Changement d'affectation des terres.
Affection sur la mobilité de la faune.
Affection par occupation des biotopes. Un biotope est une zone aux conditions environnementales uniformes qui offre un espace de vie à un groupe de flore et de faune.
De plus en plus, il y a des pays qui ont planifié une transition énergétique pour réduire la dépendance des combustibles fossiles. Pour cette raison sont habituels les appels d'offres de centrales solaires au sol et la création de plateformes de financement participatif.
