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L’énergie solaire est surabondante

9 MAI 2011, Michel-Pierre COLIN

Alors, pourquoi continuer à se faire peur avec le nucléaire et à changer le climat avec les énergies fossiles.

Souvent les gens croient qu’il faudrait beaucoup trop de Km2 de panneaux photovoltaïques (PV) pour se passer des centrales à charbon, au fuel, au gaz et surtout pour « sortir du nucléaire ». Les premières relâchent du CO2 qui réchauffe le climat, et le nucléaire nous laisse ses stocks de déchets à gérer pour des millions d’années, sans compter les risques en cas d’incident grave.

Alors, voici quelques petits calculs permettant de démontrer que l’énergie solaire récupérable sous forme d’électricité avec la technique photovoltaïque (PV) existante est une énergie vraiment surabondante !

Tout d’abord voyons quelle quantité d’électricité serait théoriquement disponible si on pouvait couvrir totalement le territoire de la France métropolitaine de panneaux PV. Ensuite, voyons les statistiques de l’INSEE pour comparer la consommation finale énergétique(1) de la France à l’énergie solaire ainsi théoriquement récupérable.

La surface de la France métropolitaine(2) est de 551.000 Km2 ce qui est à convertir en m2 :
D’abord, 551.000 Km2 = 551 • 103 Km2, puis,

Comme 1 Km2 = 1.000.000 m2 = 106 m2 (le Km2 est un carré de 1.000 mètres de côté !), la surface de la France métropolitaine est de :
551 • 103 • 106 m2 = 551 • 109 m2.

Pour le calcul de l’énergie récupérable par exemple sur des panneaux PV en silicium cristallin, montés sur des supports assurant une ventilation d’au moins 15 cm, Transénergie(3) mets à notre disposition un simulateur « SunSim »(4) de production électrique qui nous apprend que 10 m2 de panneaux PV orientés plein sud sur un toit à 30° d’inclinaison produisent :
1.271 kWh par an dans le nord de la France, soit 127,1 kWh/m2 de panneaux PV, et
1.834 kWh par an dans le midi ou en Corse, soit 183,4 kWh/m2 de panneaux PV.

Un autre simulateur, le PVGIS(5), de la Commission européenne(6), pour les mêmes panneaux PV, mais d’une surface de 8 m2, soit une puissance nominale de 1 kWc (kiloWatt-crête), nous donne une production de :
0,870 kWh par an à Lille, soit 108,75 kWh/m2 de panneaux PV, et
1,340 kWh par an à Marseille, soit 167,50 kWh/m2 de panneaux PV.

La différence entre les deux simulateurs est due à des pertes dans l’installation PV (température des panneaux, réflexions angulaire des rayons solaires, pertes électriques dans les câbles et l’onduleur, etc.) dont tiens compte le PVGIS.

En conséquence, nous choisirons pour la France métropolitaine une moyenne de 125 kWh/m2 de panneaux PV installés, moyenne plutôt basse tenant compte des données PVGIS !

Ainsi, si on pouvait couvrir tout le territoire métropolitain de ces panneaux PV, on aurait une production théorique annuelle de :
551 • 109 m2 • 125 kWh/m2 = 68.875 • 109 kWh = 68.875 TWh (par an)

1 TWh (Térrawattheure) = 103 GWh (Gigawattheure) = 106 MWh (Mégawattheure) = 109 kWh.

En consultant les statistiques de l’INSEE sur le bilan énergétique de la France(7), on retiendra que la consommation finale énergétique en 2009 était de 155,9 Mtep (Mégatonnes équivalent pétrole). Ce chiffre représente toutes les formes d’énergies consommées en France.

Pour convertir les Mégatonne-équivalent-pétrole en Térrawattheure, nous avons recours au tableau(8) d’EUROSTAT, l’Office Statistique européen :
1 Mtep = 11.630 GWh = 11, 63 TWh

Ainsi, la consommation finale énergétique de la France en 2009 était de :
155,9 Mtep • 11,63 TWh/Mtep = 1.813 TWh.

Le rapport : 1.813 TWh / 68.875 TWh = 2,63 % est la partie de la surface totale du territoire qu’il faudrait couvrir en panneaux PV pour produire toutes les énergies consommées en France métropolitaine. Mais heureusement, il y a bien d’autres énergies renouvelables qui peuvent encore être développées en parallèle avec l’énergie solaire, et en premier lieu les économies d’énergies.

Alors, pourquoi continuer à se faire peur avec le nucléaire et à changer le climat avec les énergies fossiles ?
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(1) L'énergie finale consommée est l'énergie livrée au consommateur pour sa consommation finale (essence à la pompe, électricité au foyer,...). [Définitions INSEE] ; http://www.insee.fr/fr/methodes/default.asp?page=definitions/energie-finale.htm

(2) Voir Wikipedia, Géographie de la France ; http://fr.wikipedia.org/wiki/Géographie_de_la_France

(3) Transénergie est un bureau d'études indépendant spécialisé dans les énergies renouvelables (EnR) et la maîtrise de l'énergie (MDE) ; http://www.transenergie.eu

(4) Sun Sim, l’outil pour simuler la performance d’un projet photovoltaïque, en fonction de la zone géographique pour l’ensoleillement, de la ventilation des panneaux PV, de l’orientation et de l’inclinaison de la toiture, de la surface totale des panneaux, et qui permet de calculer le revenu de la production selon des tarifs courants ; http://www.transenergie.eu/simulation-photovoltaique.php

(5) PVGIS, Photovoltaic Geographical Information System, http://re.jrc.ec.europa.eu/pvgis/

(6) Commission européenne, Centre Commun de Recherche, Institute for Energy, Unité Énergies Renouvelables. L’Unité qui s’occupe des énergies renouvelable est située au Centre Commun de Recherche d’Ispra en Italie. http://ec.europa.eu/dgs/jrc/index.cfm

(7) INSEE, Bilan énergétique de la France, Consommation finale énergétique corrigée des variations du climat : 155,9 Mtep. http://www.insee.fr/fr/themes/tableau.asp?reg_id=0&ref_id=NATTEF11346

(8) Conversion d’unités d’énergie. Source : EUROSTAT, Energy Statistics Manual 2004, Annex 3, Conversion equivalents, Energy Units, Table A3.4 : 1 Mtoe = 11.630 GWh, soit un million de tonnes équivalent pétrole = 11.630 Giga Watt Heure (Mtoe, Million Tonnes of Oil Equivalent = Mtep, Mégatonnes équivalent Pétrole) ; http://ec.europa.eu/eurostat/ramon/statmanuals/files/Energy_statistics_manual_2004_EN.pdf
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Dernières modifications : 20 mai 2011.
Notes : En plus du simulateur de Transénergie(3), il est tenu compte du simulateur PVGIS(5).


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