ComprendreLes fonctionnement du photovoltaïque

Quelle est la part du photovoltaïque dans la production d’électricité dans le monde, en Europe et en France ? Quel dynamisme pour la filière ?

Selon les données publiées en 2022 par l’Agence internationale pour les énergies renouvelables (IRENA), la puissance solaire maximale nette installée dans le monde a atteint 843,1 GW fin 2021, soit une capacité supplémentaire connectée de 133,6 GW par rapport à 2020. Malgré un ralentissement lié au covid, ce secteur est donc en plein essor. Cependant, sa part dans le mix électrique mondial reste faible : en 2018, la production d’électricité à partir du solaire photovoltaïque représentait seulement 2,1 % de la production mondiale d’électricité. Les grandes installations au sol représentent 60 % du volume installé dans le monde en 2020. Les autres installations sont pour l’essentiel des systèmes en toiture.

Alors que l’Union européenne représentait 90 % du marché mondial du photovoltaïque en 2010 (90% des installations de panneaux solaires), elle n’en représente plus que 14 % en 2020. La demande se concentre aujourd’hui en Asie, et dans une moindre mesure aux Etats-Unis. Ainsi, en 2018, la Chine était le premier producteur d’électricité à partir des panneaux solaires photovoltaïques avec 176,9 TWh (32 % de la production mondiale), les États-Unis occupaient la deuxième place (81,2 TWh soit 15 %) et le Japon, la troisième place (62,6 TWh soit 11 %).

En Europe plus spécifiquement, la capacité photovoltaïque cumulée, évaluée fin 2021, était de 158 GW. Ce secteur reste en forte croissance : la puissance installée du parc européen était de 130,67 GW en 2019. Lorsqu’on s’intéresse aux performances des Etats dans ce domaine, il apparait qu’en termes de puissance installée cumulée (chiffres de fin 2021), l’Allemagne est largement en tête avec 58 GW installés. Viennent ensuite l’Italie (22,6 GW), la France (14,7), les Pays-Bas (14,2) et l’Espagne (13,1). En termes de production annuelle, les pays européens le plus producteurs sont l’Allemagne, l’Italie et l’Espagne (voir le tableau ci-dessous). Enfin, il est intéressant d’analyser la production par habitant. Le baromètre EurObserv’ER montre que les pays dont la puissance photovoltaïque par habitant est la plus élevée sont le Pays-Bas, l’Allemagne et la Belgique. La France est quatorzième de ce classement, malgré un très bel ensoleillement, ce qui prouve que des efforts restent à faire pour développer cette énergie dans notre pays.

En 2021, en France, la capacité du parc solaire photovoltaïque en France métropolitaine atteignait 13 GW. Les objectifs de développement pour la filière sont de 20,1 GW à fin 2023 et entre 35,1 et 44,0 GW raccordés à fin 2028. La dynamique actuelle devra donc être maintenue voire accélérée. Au total, la production d’électricité d’origine photovoltaïque de 13,3 TWh a ainsi atteint en 2020.

En France, les régions les plus productrices d’électricité photovoltaïques sont, sans surprise, les régions où le gisement de soleil est le plus important, au sud du pays.

Que se passe-t-il la nuit ?

Les panneaux produisent de l’électricité en captant les rayons du soleil. La nuit, sans soleil, une installation de panneaux photovoltaïques ne produit donc pas d’électricité. L’énergie solaire doit alors s’inscrire comme la composante d’un mix électrique, c’est-à-dire d’une combinaison de sources de production d’électricité. L’énergie solaire, comme d’autres énergies, est variable mais elle est prévisible. Elle est donc utile et on peut l’utiliser, de manière complémentaire, avec plusieurs sources de production d’électricité pour répondre à nos besoins électriques. A titre d’exemple, l’énergie solaire est plus abondante en été, car les journées sont plus longues et plus ensoleillées ; à l’inverse, en hiver, la production des panneaux solaires baisse mais le vent est plus puissant. L’énergie éolienne et solaire produisent ainsi de manière complémentaire et prévisible.

Quelle surface nécessaire pour quelle production ?

En moyenne, dans le cas des installations développées par Eolise en 2022, on estime qu’un hectare permet d’installer une puissance d’un mégawatt-crète environ. La production annuelle dépend ensuite non seulement de la puissance installée, mais aussi de l’orientation des panneaux (tournés si possible vers le Sud pour maximiser la production) et bien sûr de l’ensoleillement de la région. Ainsi, en moyenne dans l’Ouest de la France, un hectare permet d’installer un mégawatt-crète qui permettra de produire, en une année, entre 1100 et 1200 mégawattheures. A titre de comparaison, un foyer en France consomme en moyenne 5,1 mégawattheures. On peut donc estimer qu’un hectare de photovoltaïque produit l’équivalent de la consommation électrique annuelle de 225 foyers.