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Analyse de l’empreinte carbone des systèmes photovoltaïques flottants
Une étude récente, intitulée « Analyse de l’empreinte carbone des systèmes photovoltaïques flottants », examine la production d’énergie et le fonctionnement de deux projets de panneaux solaires flottants situés sur des plans d’eau intérieurs en Allemagne et aux Pays-Bas, en service depuis 2021. Cette analyse les compare à deux centrales solaires théoriques à Cologne, modélisées à l’aide de l’outil de prévision de rendement BIGEYE.
Les installations flottantes se distinguent par la composition de leurs flotteurs : le projet allemand utilise principalement du polyéthylène haute densité (PEHD), tandis que le projet néerlandais combine de l’acier et du PEHD. En ce qui concerne les projets théoriques au sol, l’un est orienté est-ouest et l’autre au sud, ce dernier étant considéré comme ayant une « orientation et une inclinaison optimales ».
Les systèmes présentent une empreinte carbone relativement similaire en fonction de leur capacité ; les deux systèmes au sol ont été modélisés avec la même capacité. L’empreinte carbone de ces projets est de 1 100 kgCO₂eq/kWp pour les systèmes au sol, contre 1 280 kgCO₂eq/kWp pour le projet flottant en PEHD en Allemagne, et 1 300 kgCO₂eq/kWp pour le projet flottant composite aux Pays-Bas.
L’illustration ci-dessus montre l’empreinte carbone par production d’électricité de chacun de ces systèmes, où la variation de l’angle d’inclinaison et de l’orientation des projets au sol a influencé à la fois la production d’électricité et l’empreinte carbone globale du système.
Le rapport souligne que l’empreinte carbone des systèmes flottants est environ 15 % plus élevée que celle du système au sol orienté est-ouest, et environ 25 % plus élevée que celle du projet au sol optimisé.
Bien que cela indique une empreinte carbone théorique plus élevée pour les projets flottants, le rapport précise qu’en comparaison avec les projets solaires actuellement en fonctionnement en Europe de l’Ouest, les performances des projets flottants sont en réalité très compétitives. En Allemagne et aux Pays-Bas, l’empreinte carbone moyenne par production d’électricité de l’ensemble du mix énergétique est d’environ 380 gCO₂eq/kWh, ce qui signifie que les projets flottants émettent environ sept fois moins de dioxyde de carbone par kilowattheure d’électricité produite.
Impact de la réduction de la durée de vie sur les émissions de carbone
Le rapport indique également que la réduction de la durée de vie de ces projets peut avoir un impact significatif sur leurs empreintes carbone respectives. Une diminution de la durée de vie des modules des systèmes de 30 à 20 ans peut entraîner une augmentation de 31 % pour le système en PEHD et de 28 % pour le système flottant composite.
Par ailleurs, une réduction de la durée de vie des structures de support des systèmes entraîne une augmentation de l’empreinte carbone de 19 % pour le système en PEHD et de 16 % pour le système composite. Cela suggère que la réduction de la durée de vie des modules, plutôt que celle de l’infrastructure de soutien, comme les flotteurs, aura un impact négatif plus marqué sur l’empreinte carbone globale du système.
Il est important de noter que les projets photovoltaïques flottants présentent un taux de dégradation légèrement plus élevé – c’est-à-dire le taux auquel un système photovoltaïque perd en efficacité et produit moins d’énergie au fil du temps – que les systèmes au sol. Une étude publiée en 2021 par l’Institut indien de technologie a révélé que les systèmes flottants avaient un taux de dégradation de 1,18 %, contre 1,07 % pour les projets au sol. Une manière de minimiser cette dégradation serait de réduire la durée de vie globale des projets. Cependant, cela doit être fait avec prudence pour ne pas augmenter les émissions de carbone à court terme.
« Il est donc recommandé de surveiller de près le taux de dégradation des modules photovoltaïques, ainsi que la performance et la fiabilité du système dans son ensemble et les besoins en maintenance », ont écrit les auteurs du rapport.
Des avancées notables dans la conception solaire flottante
La conception des panneaux solaires flottants a récemment connu des avancées significatives, avec le fabricant espagnol de suiveurs Soltec qui a dévoilé un nouveau modèle de suiveur flottant plus tôt cette année. Cette annonce fait suite à l’adoption de nouvelles réglementations sur les systèmes photovoltaïques flottants par le gouvernement espagnol, suscitant des espoirs pour un déploiement accru de cette technologie dans le pays.
