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Des panneaux solaires placés là alimenteraient le monde entier

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17.07.2021, 12:0318.07.2021, 10:12
Patrick Toggweiler
Patrick Toggweiler
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Quiconque s'intéresse un tant soit peu aux énergies renouvelables les a certainement déjà vus: les «trois carrés du Sahara», qui représentent la zone qui devrait être équipée de panneaux solaires pour «alimenter» le monde, l'UE (avec 25 membres) et l'Allemagne.

Le mème circule sur Reddit, mais aussi sur Twitter:

Notez les dates de publication. Amazing Maps a retweeté la carte il y a huit ans, Massimo en 2019 et le Techfluencer Evan Kirstel en mai 2021... La carte persiste. Mais est-elle interprétée correctement?

Photovoltaïque ≠ Énergie solaire thermique

La carte est tirée de la thèse de diplôme «Analyse du cycle de vie d'un transfert d'énergie solaire de l'Afrique du Nord vers l'Europe» du Dr Nadine May. L'ouvrage, qui compte plus de 100 pages, a été rédigé en 2005 à l'université technique de Braunschweig, à la faculté de physique et de géosciences. Elle est donc déjà un peu dépassée.

Beaucoup de choses se sont passées ces dernières années, tant au niveau des besoins en électricité de l'humanité qu'au niveau du photovoltaïque. On peut supposer que les zones dessinées ne sont pas correctes.

Mais le problème est différent. Les tweets et le post Reddit suggèrent qu'il s'agit de «panneaux solaires» - un système photovoltaïque (PV). C'est faux.

Une centrale solaire thermique au Chili.
Une centrale solaire thermique au Chili.Image: Keystone
Un système photovoltaïque sur le campus de l'Arizona State University à Tempe, aux États-Unis.
Un système photovoltaïque sur le campus de l'Arizona State University à Tempe, aux États-Unis.Image: Keystone

Nadine May a calculé la superficie non pas pour les systèmes photovoltaïques mais pour les centrales solaires thermiques. Ces derniers ont un rendement nettement supérieur. C'était vrai en 2005 et c'est encore vrai aujourd'hui. Ils nécessitent donc moins de surface pour la même quantité d'électricité. Nous l'avons contactée et elle nous a dit qu'elle avait utilisé les valeurs d'une centrale électrique avec un trough parabolique, de la taille de 50 MW, pour le calcul de la surface.

Mais quelle serait la superficie d'une centrale photovoltaïque d'approvisionnement mondial (sans tenir compte des pertes de transport et de stockage)?

La demande mondiale d'électricité en 2020 était de 23 177 TWh.

Les systèmes PV sont spécifiés en kilowatt crête (kWc). Cette valeur indique le rendement dans certaines conditions de laboratoire. La quantité d'électricité effectivement produite par des systèmes ayant la même valeur en kWc varie donc en fonction du nombre d'heures d'ensoleillement du site.

Le potentiel d'énergie solaire d'une région peut être calculé à l'aide des outils de Solargis.

Plus c'est rouge, plus c'est efficace. Dans les zones presque violettes, un système PV d'un kWp peut produire 2118 kWh par an. C'est presque deux fois la quantité du même système dans les plaines suisses.
Plus c'est rouge, plus c'est efficace. Dans les zones presque violettes, un système PV d'un kWp peut produire 2118 kWh par an. C'est presque deux fois la quantité du même système dans les plaines suisses.Image: solargis.com

Nadine May a placé ses carrés en Algérie et dans l'ouest de la Libye. Elle a pu utiliser un outil de calcul de l'université, dont nous ne disposons pas. Pour que le calcul soit le plus précis possible, nous avons besoin d'une zone contiguë aussi grande que possible - ce que nous ne trouverons pas en Algérie.

Le potentiel solaire dans le monde. La même centrale produit trois fois plus au Chili qu'en Écosse.
Le potentiel solaire dans le monde. La même centrale produit trois fois plus au Chili qu'en Écosse.solargis.com

Nous retrouvons presque les mêmes conditions qu'en Algérie à Alice Springs, dans le désert australien de Simpson. Elle est plate, dispose d'espace, de soleil et de conditions politiques stables. Avec 1899 kWh par kWp par an (5,2 par jour), les conditions ici sont similaires au mélange en Algérie (5,0-5,4 par jour) à l'emplacement choisi par May.

solargis.com

De combien d'espace a besoin un grand système photovoltaïque?

Les grandes installations photovoltaïques ont un potentiel très variable par kilomètre carré.

  • La plus grande centrale photovoltaïque d'Australie, la ferme solaire de Limondale (qui sera achevée en 2021), couvre 9 km2 et a un potentiel de 349 MWp. Cela correspond à 39 MWp par km2.
  • La plus grande centrale solaire d'Allemagne, le parc solaire de Weesow-Willmersdorf (2020), couvre une superficie de 2,09 km2 et dispose de 187 MWp. Cela correspond à 89,47 MWp par km2.
  • La plus grande centrale solaire du monde, le parc solaire indien de Kamuthi (mis en service en 2016), s'étend sur 10 km2 et dispose de 648 MWc: 64,8 MWc par km2.

Les deux centrales les plus récentes, Limondale et Weesow-Willmersdorf, installent toutes deux des panneaux solaires efficaces de 400 Wc, mais Limondale laisse beaucoup plus d'espace entre chaque rangée de modules.

Notre centrale devrait être la moyenne des trois, avec 64 MWp par km2. Avec un potentiel local à Alice Springs de 1899 kWh par kWp par an, notre système crée 121 536 000 kWh par km2 par an. Cela représente 121 GWh ou 0,121 TWh.

Pour couvrir la consommation d'électricité de la terre entière avec un seul système photovoltaïque à l'est d'Alice Springs, le système devrait donc couvrir 191 545 km2 (23 177 TWh / 0,121 TWh). Cela correspond à un carré dont la longueur des côtés est de 437 kilomètres.

Comme nous l'avons déjà mentionné: Alice Springs a des conditions presque identiques à la moyenne en Algérie. La place peut donc (avec un clin d'œil et certaines réserves) être projetée sur la carte de l'Algérie en termes de taille.

La surface nécessaire à un système photovoltaïque d'envergure mondiale (pour l'électricité uniquement) est beaucoup plus grande que ce que suggère le mème. Cependant, elle est encore étonnamment petite.

Image: watson

Article traduit de l'allemand par Sejla Besic

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