Comment fonctionne une ferme solaire ?
Les fermes solaires jouent un rôle crucial dans la transition vers une énergie propre et renouvelable. Elles utilisent les rayons du soleil pour produire de l'électricité, offrant ainsi une alternative durable aux sources d'énergie traditionnelles.
- Qu'est-ce qu'une ferme solaire ?
- Comment fonctionne une ferme solaire ?
- Comment fonctionne une cellule photovoltaïque ?
- Les avantages de l'énergie solaire
- Quel est le bilan carbone d'une ferme solaire ?
- L'agrivoltaïsme : combiner énergie solaire et agriculture
- Financer une ferme solaire : les options disponibles
- Investir dans l'énergie solaire : l'opportunité de l'investissement participatif
Qu'est-ce qu'une ferme solaire ?
Une ferme solaire, également connue sous le nom de centrale solaire photovoltaïque, est une installation qui utilise des panneaux solaires pour convertir la lumière du soleil en électricité. Ces panneaux solaires sont composés de cellules photovoltaïques qui capturent les photons du soleil et génèrent un courant électrique continu. Les panneaux solaires sont généralement installés sur de vastes terrains déjà artificialisés ou sur des toits pour maximiser leur exposition au soleil. On en trouve également sous forme d'ombrières de parking ou sur des terrains agricoles (agrivoltaïsme).
Comment fonctionne une ferme solaire ?
Une ferme solaire fonctionne en utilisant l'énergie solaire pour générer de l'électricité. Les panneaux solaires captent les rayons du soleil et les convertissent en courant continu. Ce courant continu est ensuite transformé en courant alternatif par des onduleurs, afin de pouvoir être utilisé dans les réseaux électriques ou directement par les consommateurs.
Les panneaux solaires sont généralement connectés en série pour former des rangées, qui sont à leur tour reliées à des onduleurs centraux. Ces onduleurs convertissent l'électricité en courant alternatif pour alimenter les appareils électriques.
Les fermes solaires peuvent être de différentes tailles, allant de quelques kilowatts à plusieurs mégawatts, selon les installations.
Comment fonctionne une cellule photovoltaïque ?
Au cœur de la cellule photovoltaïque se trouve un matériau semi-conducteur, le silicium, choisi pour ses propriétés électroniques particulières. Les semi-conducteurs se caractérisent par leur bande interdite, un intervalle d'énergie dans lequel aucun état électronique n'est permis. Cette propriété est cruciale pour le processus de conversion de lumière en électricité.
Lorsqu'un photon, ou particule de lumière, avec une énergie supérieure ou égale à l'énergie de la bande interdite du semi-conducteur, frappe la cellule photovoltaïque, il peut exciter un électron, le propulsant de la bande de valence, où les électrons sont liés à des atomes spécifiques, à la bande de conduction, où les électrons peuvent se déplacer librement à travers le matériau. Ce déplacement d'électrons génère un courant électrique lorsque le circuit est fermé.
Pour optimiser cette conversion, les cellules photovoltaïques utilisent une jonction p-n, une interface entre deux types de semi-conducteurs dopés différemment : le type p, dopé avec des éléments qui possèdent moins d'électrons de valence que le silicium, créant ainsi des trous positifs, et le type n, dopé avec des éléments ayant plus d'électrons de valence, injectant des électrons libres. Cette jonction crée un champ électrique interne qui oriente les électrons libres vers la zone n et les trous vers la zone p, séparant ainsi les charges et évitant qu'elles ne se recombinent.
Lors de la conception des cellules photovoltaïques, plusieurs paramètres sont optimisés pour maximiser l'efficacité, tels que l'épaisseur du matériau semi-conducteur, pour assurer une absorption maximale de lumière sans que les porteurs de charge ne se recombinent avant d'être collectés, et la qualité du matériau, pour minimiser les défauts cristallins qui pourraient piéger les électrons et les trous, réduisant ainsi l'efficacité de la conversion.
Les avantages de l'énergie solaire
L'énergie solaire présente de nombreux avantages. Tout d'abord, elle est renouvelable et inépuisable, contrairement aux combustibles fossiles. De plus, elle ne produit pas de gaz à effet de serre lors de sa production, contribuant ainsi à réduire les émissions de CO2 et à lutter contre le changement climatique. Les fermes solaires permettent également de réduire la dépendance aux importations d'énergie fossiles et de favoriser l'indépendance énergétique.
Pour en savoir plus : 10 idées reçues sur l'énergie solaire
Quel est le bilan carbone d'une ferme solaire ?
Selon les estimations, les émissions de carbone associées à la production d'électricité par une ferme solaire se situent entre 20 et 40gCO2/kWh1. Les centrales électriques au charbon émettent en moyenne environ 800 à 1 100 gCO2/kWh. Les centrales électriques utilisant du pétrole émettent en moyenne environ 600 à 800 gCO2/kWh.
La construction d'une ferme solaire nécessite l'utilisation de matériaux tels que les panneaux solaires, les structures de montage, les câbles, les onduleurs, etc. Ces matériaux ont une empreinte carbone liée à leur fabrication, leur transport et leur installation. Cependant, cette empreinte est généralement relativement faible par rapport aux émissions de gaz à effet de serre évitées pendant la durée de vie de la ferme solaire.
Lorsqu'une ferme solaire atteint la fin de sa durée de vie, les panneaux solaires et les autres composants doivent être correctement recyclés ou éliminés. La gestion des déchets électroniques peut avoir un impact environnemental s'il n'est pas effectué de manière responsable.
Cependant, il convient de noter que les technologies de recyclage des panneaux solaires se développent rapidement et visent à maximiser la récupération des matériaux précieux et à minimiser les déchets (environ 95 à 99% des panneaux solaires sont recyclables).
L'agrivoltaïsme : combiner énergie solaire et agriculture
Une tendance émergente dans le domaine de l'énergie solaire est l'agrivoltaïsme, qui consiste à combiner la production d'électricité solaire avec des activités agricoles.
Les fermes solaires peuvent être aménagées de manière à permettre la croissance de cultures entre les rangées de panneaux solaires. Cela permet d'optimiser l'utilisation des terres et de diversifier les sources de revenus pour les agriculteurs.
L'agrivoltaïsme présente des avantages supplémentaires en favorisant la repousse de l'herbe (même en été) ainsi que le bien-être animal (grâce à l'ombre sous les panneaux lors des fortes chaleurs).
Cette approche intégrée offre une solution innovante pour maximiser l'utilisation des terres et promouvoir la durabilité à la fois dans le secteur de l'énergie et de l'agriculture.
Financer une ferme solaire : les options disponibles
Il existe différentes options de financement pour les fermes solaires. Les développeurs de projets solaires peuvent obtenir des prêts bancaires pour financer la construction des installations. Les subventions gouvernementales et les incitations fiscales sont également des moyens courants de soutenir le développement des énergies renouvelables.
L'investissement participatif, comme mentionné précédemment, est une autre option de financement populaire. Les plateformes en ligne spécialisées comme Lumo, permettent aux investisseurs de participer financièrement à des projets solaires, offrant ainsi une alternative aux investissements traditionnels.
Investir dans l'énergie solaire : l'opportunité de l'investissement participatif
L'investissement dans l'énergie solaire offre une opportunité intéressante pour les particuliers et les entreprises souhaitant soutenir les énergies renouvelables tout en réalisant un profit financier.
L'investissement participatif pour le solaire permet à des investisseurs individuels de financer des projets solaires, tels que des fermes solaires, en échange d'une part des revenus générés par la production d'électricité.
Cette forme d'investissement permet de démocratiser l'accès aux projets solaires, permettant ainsi à un plus grand nombre de personnes de contribuer à la transition énergétique. De plus, l'investissement participatif offre souvent des rendements attractifs, ce qui en fait une option intéressante pour diversifier son portefeuille d'investissement.
Je souhaite investir dans les énergies solaires
Il est à noter que les investissements comportent un risque d’illiquidité, un risque d’avoir un rendement inférieur aux attentes et un risque de perte totale ou partielle du montant investi. Il reste important de diversifier son épargne, de n'investir seulement l’argent dont vous n’avez pas besoin à court terme et de ne pas investir dans ce que vous ne comprenez pas.
Sources :
1 https://www.edfenr.com/guide-solaire/bilan-carbone-panneau-photovoltaique/