Soleil, eau et glace : la Lituanie teste l'énergie solaire flottante

Par Alister Doyle

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OSLO (Fondation Thomson Reuters) - Dans le cadre d'une expérience d'énergie renouvelable combinant le soleil, l'eau et la glace, une société d'électricité lituanienne vise à installer cette année des panneaux solaires flottants sur un lac d'une centrale hydroélectrique dans le cadre d'un marché mondial petit mais en plein essor pour le "voltaïque flottant".

Des panneaux solaires montés sur des pontons, sur des lacs ou en mer ont été installés ces dernières années dans des endroits allant d'un vignoble californien à des bassins industriels pollués dans des mines de charbon désaffectées en Chine.

Dans le monde, l'énergie solaire photovoltaïque flottante, menée par la Chine, a bondi à 2 gigawatts de capacité installée depuis le premier grand projet au Japon en 2007.

Malgré sa croissance rapide, il ne représente encore qu'une fraction des plus de 600 GW d'énergie solaire installée dans le monde, la quasi-totalité sur terre.

Dans un nouveau test, l'utilitaire lituanien Ignitis Gamyba prépare une minuscule centrale solaire flottante sur le réservoir supérieur de la centrale hydroélectrique de pompage-turbinage de Kruonis, soutenue par 235 000 euros de l'Agence lituanienne de soutien aux entreprises.

"Ce sera le premier projet de ce type dans la région de la Baltique", a déclaré Rimgaudas Kalvaitis, président-directeur général d'Ignitis Gamyba.

"Pour autant que nous le sachions, il existe des projets photovoltaïques flottants installés et fonctionnant sur des réservoirs hydroélectriques dans le monde, mais l'exploitation dans des conditions de gel est une idée assez nouvelle", a-t-il ajouté, notant que le projet vise à démarrer cette année.

La nouvelle installation est confrontée à une série de défis techniques.

Le niveau d'eau dans le réservoir peut changer de 10 mètres (32 pieds) lorsque la centrale hydroélectrique fonctionne à pleine capacité, avec un décalage allant jusqu'à un mètre par heure, a déclaré Kalvaitis.

Cela, et la formation de glace sur le réservoir en hiver, nécessitera l'installation de lignes d'amarrage flexibles et la recherche de moyens pour garantir que l'équipement résiste aux conditions de gel.

La Lituanie tente d'augmenter son utilisation des énergies renouvelables pour atteindre les objectifs de l'Union européenne dans le cadre de l'accord de Paris sur le climat de 2015 et pour réduire sa dépendance énergétique vis-à-vis de la Russie voisine.

Les chercheurs disent qu'il est souvent logique d'ajouter du solaire flottant aux centrales hydroélectriques, en partie parce que les panneaux solaires peuvent puiser dans l'infrastructure existante et se connecter au réseau électrique.

L'énergie solaire peut également être utilisée pour pomper l'eau jusqu'aux réservoirs de stockage pendant la journée, où elle peut ensuite être libérée la nuit pour fournir de l'hydroélectricité lorsque les panneaux ne fonctionnent pas.

En été, les panneaux flottants peuvent également ralentir l'évaporation de l'eau.

Une étude de la Banque mondiale de 2018 a indiqué que le groupe portugais EDP a été le premier à combiner l'hydroélectricité et le solaire flottant dans une centrale hybride à Alto Rabagão à Montalegre dans le nord du pays, en 2016.

Cette usine dispose de 840 panneaux solaires couvrant environ 2 500 mètres carrés, capables de produire jusqu'à 220 kilowatts d'électricité.

De plus grands projets hybrides, tels que la centrale hydroélectrique de Longyangxia en Chine, utilisent des panneaux solaires montés sur les terres environnantes plutôt que dans l'eau.

La neige tombe sur l'usine portugaise d'Alto Rabagão chaque hiver, mais "le réservoir lui-même ne gèle jamais", a déclaré un responsable d'EDP dans un e-mail.

Il existe d'autres projets floatovoltaïques où l'eau gèle, comme au Japon, mais ceux-ci n'ont pas les changements brusques des niveaux d'eau comme dans la centrale hydroélectrique de Lituanie, selon le rapport de la Banque mondiale.

Kalvaitis a déclaré que l'effort solaire flottant lituanien pourrait être étendu pour couvrir l'ensemble du réservoir supérieur de 300 hectares de l'usine en cas de succès.

Cela pourrait ajouter 200 à 250 MW de capacité installée, soit suffisamment pour 120 000 ménages, et à peu près l'équivalent de la production de l'une des quatre unités hydroélectriques existantes de l'installation.

"C'est agréable de voir et d'observer la combinaison de l'hydroélectricité et du photovoltaïque flottant. Il y a beaucoup de discussions sur de tels systèmes hybrides, mais très peu de projets ont été mis en œuvre", a déclaré Céline Paton, analyste financière senior au Solar Energy Research Institute de Singapour (SERIS).

Elle a déclaré que la capacité mondiale installée des centrales solaires flottantes a atteint 2 GW cette année, contre 1,2 GW fin 2018.

SERIS travaille avec la Banque mondiale dans le suivi de l'énergie solaire flottante.

L'installation de panneaux solaires sur l'eau coûte généralement environ 15 % de plus que leur installation sur terre, mais les coûts plus élevés sont partiellement compensés par l'effet de refroidissement de l'eau, qui peut rendre les panneaux plus efficaces et prolonger leur durée de vie, a déclaré Paton.

D'autres avantages incluent que les panneaux solaires flottants, sur les lacs ou en mer, sont moins susceptibles d'être ombragés par des bâtiments ou des arbres.

"Le potentiel de croissance est énorme, mais les développements de projets se heurtent encore à un certain nombre d'obstacles, principalement administratifs", a déclaré Thomas Reindl, directeur général adjoint de SERIS.

Des projets à plus grande échelle sont néanmoins en cours de développement, principalement en Asie et en Europe, a-t-il déclaré. La Corée du Sud, par exemple, prévoit un site solaire flottant de 2,1 GW sur la côte de la mer Jaune.

Le rapport de la Banque mondiale a estimé le potentiel mondial du solaire flottant à 400 GW.

Mais la technologie est confrontée à de nombreux problèmes environnementaux, notamment la façon dont les ombres des panneaux flottants assombrissent l'eau et peuvent affecter les poissons, les plantes ou les sédiments.

"Il y a une compréhension très limitée des impacts potentiels", a déclaré Alona Armstrong, professeure d'énergie et d'environnement qui fait des recherches sur la floatovoltaïque à l'université britannique de Lancaster.

À certains endroits, les panneaux pourraient être conçus avec des espaces pour permettre à la lumière d'atteindre les poissons, les plantes ou les coraux, ou pourraient impliquer des pontons transparents, a-t-elle déclaré. Potentiellement, ils pourraient également être déplacés, faisant de leurs ombres plus des nuages ​​qui passent qu'un écran solaire permanent.

De nouveaux modèles font leur apparition. Une installation solaire flottante aux Pays-Bas a la forme d'une bouteille de lait, reliée à une ferme laitière flottante pour vaches.

Les îles Marshall dans le Pacifique prévoient de déployer des panneaux solaires flottants sur les lagons pour aider le pays à s'éloigner des combustibles fossiles dans le cadre de l'accord de Paris sur le climat de 2015.

Armstrong a déclaré que le solaire flottant impliquera toujours des compromis, à la fois environnementaux et économiques.

"L'adoption des énergies renouvelables doit se produire pour décarboniser les approvisionnements énergétiques. La question est de savoir comment pouvons-nous le faire d'une manière qui non seulement évite les préjudices environnementaux, mais se traduise par des avantages environnementaux", a-t-elle déclaré.

Elle a noté que la première utilisation commerciale de la floatovoltaïque a eu lieu en Californie en 2008, lorsque la cave Far Niente dans la vallée de Napa a installé 1 000 panneaux solaires sur un étang d'irrigation plutôt que de déterrer de précieuses vignes et d'installer des panneaux terrestres.

La cave a estimé que les panneaux flottants évitaient de réaffecter des terres qui produisaient pour 150 000 $ de vin de Cabernet par an.

Reportage d'Alister Doyle ; édité par Laurie Goering : Veuillez créditer la Fondation Thomson Reuters, la branche caritative de Thomson Reuters. Visitez news.trust.org/climate

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