Le temps en moyenne que met la lumière du Soleil pour arriver à la terre correspond à 8 minutes et 20 secondes.
Le phénomène de transformation de la lumière en électricité, appelé « effet photovoltaïque », a été découvert en 1839 par un physicien français nommé Antoine Becquerel. Les premières cellules photovoltaïques ont vu le jour un siècle après.
Cette création d’électricité est dite « verte » car elle n’engendre aucune émission de gaz à effet de serre dans l’atmosphère. Cette énergie étant produite à partir d’une énergie renouvelable participe à la protection de l’environnement.
L’électricité produite grâce à l’énergie photovoltaïque peut être soit auto consommée soit réinjectée dans le réseau public d’électricité, ce qui va permettre à tous les consommateurs d’en profiter, en assurant ainsi un revenu complémentaire durable au producteur.
A titre indicatif, une surface de 24m2 de panneaux photovoltaïques peut assurer une production annuelle de 2 400 kWh/an s’ils sont installés dans le nord de la France et jusqu’à 3 750 kWh/an s’ils sont installés dans le sud de la France.
Présentation des deux centrales solaires de Varennes-sur-Allier
L’Eco Centre et sa centrale sur toitures
La fermeture de l’ancienne base militaire de Varennes, effective depuis décembre 2015, s’inscrit dans la réorganisation des forces armées françaises.
Afin de compenser l’impact de la fermeture de ce site emblématique, les collectivités locales -la commune de Varennes-sur-Allier et la Communauté de Communes Entr’Allier Besbre et Loire- et ses partenaires, dont l’Etat, le conseil régional Auvergne-Rhône-Alpes et le conseil départemental de l’Allier ont mis en place un ambitieux dispositif de reconversion territorial concrétisé par un contrat de redynamisation de site de défense (CRSD).
L’installation d’une centrale solaire en toiture des bâtiments s’inscrit dans cette démarche de rénovation globale avec pour objectif à terme, l’autosuffisance énergétique du site.
Ce site de 27 hectares possède une vingtaine de bâtiments cumulant une superficie couverte d’environ 72 000 m² représentant un potentiel important de production d’énergie solaire. https://www.varennes-ecocentre.fr/location/
Vers l’autosuffisance énergétique du site
Suite à un appel à projet lancé à l’été 2016 par la SPL277, en charge de la mise en oeuvre du contrat de redynamisation, c’est le groupe URBASOLAR qui a été retenu pour installer et exploiter cette centrale photovoltaïque en toiture. Son projet de centrale photovoltaïque a été lauréat de l’appel à projet de la commission de régulation de l’énergie (CRE) en avril 2017.
Le chantier d’installation de la centrale s’est déroulé entre septembre 2018 et septembre 2019 et représente un investissement de près de 7 millions d’euros. Il y a aujourd’hui 18 645 panneaux solaires installés sur près de la moitié des toits de l’Ecocentre.
Mise partiellement en service le 30 octobre 2019, cette centrale a produit sur les mois de novembre et décembre 2019 plus de 241 000 Kwh, représentant l’équivalent d’environ 6 mois de consommation du site (hors consommation des deux principaux industriels du site).
Cette centrale vient d’être activée à 100% par Urbasolar : avec ses 30 000 m² de panneaux solaires, représentant une puissance de 5,575 MWc, ce sont plus de 6 129 MWh qui devraient être produits chaque année. L’énergie ainsi produite par la centrale exploitée par Urbasolar est réinjectée dans le réseau public d’électricité.
En échange de l’utilisation des toitures du site, URBASOLAR verse un loyer à la SPL277. Elle doit également s’acquitter de l’IFER (Impôt Forfaitaire des Entreprises de Réseaux) qui est reversé aux collectivités territoriales (voir plus bas).
Qui est Urbasolar ?
Le groupe Urbasolar est un acteur incontournable du solaire photovoltaïque et, à ce titre, a pour ambition de contribuer significativement au développement à grande échelle de cette énergie de façon qu’elle assure une part prépondérante des besoins énergétiques de l’humanité.
Urbasolar est filiale du groupe AXPO.
Plus grand producteur suisse d’énergie renouvelable, le groupe Axpo est un distributeur d’énergie, leader international dans le domaine du négoce de l’énergie et dans celui du développement de solutions énergétiques sur mesure pour ses clients.
Urbasolar est ainsi en mesure de proposer une offre complète clés en mains, incluant la production et la fourniture d’électricité d’origine renouvelable.
Urbasolar, ce sont avant tout des équipes expérimentées, mobilisées sur l’innovation et la recherche du progrès technologique partageant une vision de développement, un engagement d’excellence, un enthousiasme et un niveau élevé d’exigence pour la satisfaction des clients et la conduite des projets.
Le groupe est pleinement engagé dans la lutte contre le changement climatique et dans la transition énergétique. Les notions d’équité sociale, de responsabilité sociétale imprègnent par ailleurs la nature des relations que nous développons avec nos partenaires, clients et collaborateurs.
Acteur intégré, Urbasolar exploite à ce jour un parc de 350 MW constitué de 500 centrales photovoltaïques détenues majoritairement en propre et qui ont été développées et construites par nos équipes.
Très présent en France , le groupe Urbasolar développe une importante dimension européenne et internationale avec le développement, la réalisation et l’exploitation de centrales photovoltaïques au Kazakhstan, aux Philippines, au Burkina Faso, au Sénégal, au Kenya, et encore bien d’autres pays.
Plus d’informations sur https://urbasolar.com/groupe/
Le parc photovoltaïque au sol
Varennes-sur-Allier, une commune à taille humaine inscrite dans une démarche de développement durable et de transition écologique, notamment à travers la production d’énergie verte.
Le terrain sur lequel a été implantée la centrale de BayWa r.e à Varennes-sur-Allier est la propriété de la communauté de communes Entr’Allier Besbre et Loire. Ce terrain d’une superficie de 14 hectares, est situé au lieu-dit Barnier le Vieux, au Sud-Est du bourg de Varennes sur Allier, au croisement des routes RN 209 et RN 7.
Un projet de longue haleine
Dotée de 16 000 panneaux sur 7 hectares, la centrale dispose d’une capacité installée de 4,9 MWc, et produit plus de 6 000 MWh (soit une consommation énergétique d’environ 1300 foyers/an). Les premiers électrons ont été injectés sur le réseau fin janvier 2020.
C’est un processus long de près de 8 années qui a été nécessaire pour voir se concrétiser l’aboutissement de ce projet dont les principales étapes sont rappelées ci-après :
Les travaux de la centrale débutés en octobre 2019 ont été achevés en décembre 2019.
Illustrant la complémentarité entre agriculture et production énergétique renouvelable, le parc photovoltaïque a été conçu pour être compatible avec l’élevage de moutons. L’exploitant agricole pourra faire perdurer son activité d’élevage sur le site, tout en entretenant naturellement la terrain.
BayWa.r.e a sollicité les citoyens du territoire afin de participer au financement de la centrale : ce sont ainsi près de 368 000 € qui ont été collectés lors d’une campagne de financement participatif.
L’énergie ainsi produite est également réinjectée dans le réseau public d’électricité et revendue sur le marché de l’électricité. En échange l’exploitant de la centrale verse un loyer annuel à la collectivité au titre de la location du terrain sur plusieurs années ainsi que de l’IFER.
Qui est BayWa r.e ?
Fondée en 2009, la société BayWa r.e. est aujourd’hui un acteur incontournable du secteur des énergies renouvelables. BayWa r.e. France est la filiale française de BayWa r.e. renewable energy, elle-même filiale dédiée aux énergies renouvelables du groupe allemand BayWa AG. L’entreprise BayWa r.e. compte plus de 2000 personnes et près de 8 300 MW en exploitation.
En France, BayWa r.e. a déjà installé et mis en service 245 MW et assure la gestion technique et commerciale de près de 480 MW.
Plus d’informations sur https://www.baywa-re.fr/fr/entreprise/actualites/details/mise-en-service-dun-parc-solaire-de-5-mwc-a-varennes-sur-allier-03/
Un modèle économique vertueux
Des projets de production d’énergies renouvelables soutenus par l’Etat
Les mécanismes de soutien de l’Etat aux énergies renouvelables électriques ont évolué au fil des années, notamment dans l’objectif de mieux maîtriser les charges budgétaires en résultant et afin de se conformer au cadre européen.
Ainsi, depuis le 1er janvier 2016, la France a fait évoluer ses dispositifs de soutien afin de se conformer aux lignes directrices européennes. Il existe deux modalités d’attribution du soutien :
- le guichet ouvert, qui ouvre pour toute installation éligible un droit à bénéficier d’un soutien.
- les procédures de mise en concurrence, qui peuvent prendre la forme d’appels d’offres ou de dialogues concurrentiels, et où le soutien est attribué aux seuls lauréats de ces procédures.
Au sein de ces dispositifs de soutien, les modalités de rémunération peuvent prendre deux formes différentes : l’obligation d’achat ou le complément de rémunération, leur niveau visant à permettre aux producteur de couvrir les coûts de leur installation tout en assurant une rentabilité normale de leur projet.
Dans le cadre de l’obligation d’achat, tout kilowattheure injecté sur le réseau public est acheté par un acheteur obligé à un tarif d’achat, fixé à l’avance. Du fait de sa simplicité, le dispositif d’obligation d’achat, notamment en guichet ouvert, vise les installations de petites tailles : les petites centrales implantées sur bâtiment d’une puissance crête installée inférieure ou égale à 100 kilowatts.
Pour les installations de puissance supérieure à 500 kW, ou 3 MW , c’est le complément de rémunération qui s’impose : dans le cas où les producteurs d’électricité à partir d’énergie renouvelable commercialisent leur énergie directement sur les marchés, une prime vient compenser l’écart entre les revenus tirés de cette vente et un niveau de rémunération de référence, fixé selon le type d’installations par la puissance publique dans le cadre d’un arrêté tarifaire ou par le producteur dans le cadre d’une procédure de mise en concurrence. Ce complément de rémunération peut généralement être qualifié de prime variable, ou ex post, dans la mesure où son montant s’ajuste pour compenser la différence entre la rémunération de référence et un revenu marché de référence. Ce dispositif vise à exposer les producteurs aux signaux des prix de marché de court terme, tout en leur garantissant une rémunération raisonnable.
Pour plus d’informations : https://www.cre.fr/Transition-energetique-et-innovation-technologique/soutien-a-la-production/Dispositifs-de-soutien-aux-EnR
Le financement participatif des projets d’énergie renouvelables
Le dispositif gouvernemental piloté par la commission de régulation de l’énergie (CRE) offre aux porteurs de projets d’installation et d’exploitation de production d’énergie renouvelable un bonus sur le prix de vente de l’électricité à condition que les porteurs de projet ouvrent leur financement aux citoyens des territoires concernés par ces projets. Ainsi pour chacun de ces deux projets, il a été offert aux citoyens du département de l’Allier et des départements limitrophes, la possibilité d’investir dans ces projets à des conditions financières avantageuses.
https://enerfip.fr/placer-son-argent/investissement-solaire/varennes/
Les obligations convertibles offertes à la souscription sont émises par la société porteuse du projet, qui est détenue à 100 % par le porteur de projet (BayWa r.e. et Urbasolar). Il a ainsi été proposé aux citoyens d’apporter des fonds propres nécessaires à la construction du projet en acquérant des obligations convertibles en actions, d’une maturité de 4,5 ans pour le parc photovoltaïque au sol de la commune de Varennes-sur-Allier et de 4 ans pour la centrale photovoltaïque sur toiture d’EcoCentre, moyennat le versement d’un taux d’intérêt de 5.5 %/an.
Des projets soumis au versement de l’IFER
L’IFER est une imposition forfaire sur les entreprises de réseaux. Elle concerne les entreprises exerçant leur activité dans le secteur de l’énergie, du transport ferroviaire et des télécommunications. Elle est versée au profit des collectivités territoriales et de leurs établissements publics (EPCI). Sont concernées les installations dont la puissance est supérieure ou égale à 100 kilowatts.
Le tarif annuel d’imposition forfaitaire est de 7,47€ par kilowatt de puissance installée au 1er janvier d’imposition (tarification revalorisée chaque année).
Comment fonctionnent ces panneaux photovoltaïques ?
Les panneaux photovoltaïques captent les rayonnements du soleil et non la chaleur de celui-ci.
Ils sont composés de silicium, matériau que l’on retrouve en abondance sur Terre puisqu’il provient de la silice contenue dans le sable. Le silicium est indispensable à la production d’électricité pour les panneaux photovoltaïques car il s’agit une molécule semi-conductrice.
Pour rentrer dans le vif du sujet : le silicium est constitué d’atomes autour duquel gravite des électrons ayant des charges « négatives ». Lorsque les panneaux photovoltaïques sont exposés à la lumière, les électrons du silicium s’agitent dans tous les sens et passent d’un atome à l’autre.
A noter que pour produire un courant électrique, il est nécessaire d’avoir une circulation d’électrons dans un sens bien précis. De ce fait, le silicium va être dopé, le principe est d’obtenir d’un côté un surplus d’électrons et de l’autre un déficit d’électrons pour créer une tension électrique dans les panneaux, de cette manière les électrons circulent toujours de la borne négative, (possédant un surplus d’électrons), à la borne positive, (possédant un déficit en électrons). Cela ressemble à peu de chose près au principe de fonctionnement d’une pile.
Les panneaux photovoltaïques sont constitués de plusieurs couches :
Sur la couche exposée à la lumière a été ajouté du phosphore, (électrode négative), un matériau dont les atomes possèdent d’avantages d’électrons que ceux du silicium. Sur la couche inférieure a été ajouté du bore, (électrode positive), un matériau dont les atomes possèdent moins d’électrons que ceux du silicium. Par la suite il suffit de relier les deux bornes avec un fil conducteur pour obtenir de l’électricité.
Quel est l’avenir de cette énergie en France ?
La part de l’électricité d’origine solaire ou éolienne reste encore faible dans le mix énergétique mondial. En 2019 en France, l’énergie photovoltaïque a permis de couvrir 2.5 % de la consommation métropolitaine d’électricité tandis que l’énergie éolienne a permis d’en couvrir 7,2 %. (source Bilan RTE https://www.rte-france.com/sites/default/files/panorama2019-t4-bd2.pdf)
Deuxième productrice d’énergies renouvelables de l’Union européenne avec près de 24 kilotonnes équivalent-pétrole (ktep), derrière l’Allemagne (39 ktep), la France est tout de même encore loin des 23% de l’énergie totale qu’elle s’était fixée. A noter que l’UE doit atteindre 20% en moyenne, et en est déjà à 17,5%. Avec l’Accord de Paris et le Plan climat, les objectifs fixés par l’Union européenne, la France vise les 32% d’énergies renouvelables dans son bouquet énergétique en 2030 en misant davantage sur le solaire, l’air et la terre.
La France se situe au 5eme rang des pays producteurs européens d’électricité solaire, derrière l’Allemagne, l’Italie, l’Espagne et le Royaume-Uni. Or, si l’Italie et l’Espagne bénéficient d’un meilleur ensoleillement tout au long de l’année, on ne peut pas en dire autant de l’Allemagne et du Royaume-Uni. Le potentiel photovoltaïque reste donc largement à développer en France.
Pour aller plus loin !
Quelques liens vidéo vous permettant de mieux cerner l’effet photovoltaïque :
L’énergie solaire, l’énergie de demain : https://www.youtube.com/watch?v=mcp6ooyqmMk
C’est pas sorcier – Du solaire au pays de l’or noir : https://www.youtube.com/watch?v=imS7tbWiFRA