Solaire

Le Lundi 6 février 2017
L’énergie solaire est utilisée essentiellement pour deux usages : la production d’électricité (énergie solaire photovoltaïque ou énergie solaire thermodynamique) ou la production de chaleur (énergie solaire thermique). L’énergie solaire photovoltaïque transforme le rayonnement solaire en électricité grâce à des cellules photovoltaïques intégrées à des panneaux qui peuvent être installés sur des bâtiments ou posés sur le sol alors que l’énergie solaire thermodynamique produit de l'électricité via une production de chaleur. L’électricité produite peut être utilisée sur place ou réinjectée dans le réseau de distribution électrique.
L'énergie solaire thermique produit de la chaleur qui peut être utilisée pour le chauffage domestique ou la production d'eau chaude sanitaire.

Présentation des technologies relatives à la filière solaire

Le photovoltaïque

Les technologies photovoltaïques (PV) reposent sur des cellules qui transforment le rayonnement solaire en courant électrique continu. Ces cellules sont couplées entre elles pour former un module, lui-même relié à différents composants électriques (onduleur, boîtier de raccordement, etc.). L’ensemble constitue un système photovoltaïque. La durée de vie d’un module est de l’ordre de 25 ans.

Il existe aujourd’hui différentes technologies de cellules à des stades différents de maturité technologique :

  • Silicium cristallin (photovoltaïque de 1ère génération) : les cellules sont constituées de fines plaques de silicium, élément que l’on extrait du sable ou du quartz. Selon la méthode de cristallisation utilisée on obtient du silicium monocristallin (de meilleure qualité mais plus cher à produire) ou du silicium multi-cristallin (moins cher à produire mais offrant des rendements moins élevés). La durée de vie des modules photovoltaïques fabriqués à partir de ces cellules est estimée entre 25 et 30 ans.

  • Couches minces (photovoltaïque de 2e génération) : ces cellules sont obtenues en déposant des couches de matériaux semi-conducteurs et photosensibles sur un support en verre, en plastique, en acier, etc. Différents matériaux peuvent être utilisés, le plus répandu étant le silicium amorphe, mais d’autres matériaux intègrent des éléments chimiques rares (indium, sélénium, gallium) et parfois sujets à controverse (comme le tellure de cadmium, composé toxique). Cette technologie permet de baisser les coûts de production mais les cellules ont un rendement moindre que dans le cas du silicium cristallin. Elle a connu un développement important ces dernières années.

  • Cellules organiques (photovoltaïque de 3e génération) : ces modules sont constitués de molécules organiques. Les capteurs solaires se présentent sous forme de films de type photographique, souples, légers et faciles à installer. Il y a actuellement trois types de cellules photovoltaïques organiques : les moléculaires, celles en polymères et les organiques hybrides. L’intérêt potentiel de ces technologies est d’offrir une énergie solaire à un prix significativement inférieur aux technologies de première et de deuxième génération mais elles sont encore au stade de la recherche et développement. Ces cellules sont toutefois déjà utilisées dans certaines applications spécifiques à faible consommation et forte valeur ajoutée comme les calculatrices ou le rechargement des appareils nomades.

  • Cellules à concentration (technologie dite CPV) : cette technologie utilise des lentilles optiques qui concentrent la lumière sur de petites cellules photovoltaïques à haute performance. Leur rendement est plus élevé que pour la filière silicium mais il est toutefois nécessaire d’être toujours positionné face au soleil, ce qui est rendu possible avec l’installation d’un « tracker » (support mobile pivotant). Cette technologie n’est actuellement intéressante économiquement que dans les zones où l’ensoleillement direct est très important.

  • Cellules perovskites hybrides : encore au stade de développement en laboratoire, il s’agit d’une filière très prometteuse, dont les progrès en termes de rendement ont été spectaculaires ces dernières années. Cette filière est apparentée à la technologie des couches minces et repose sur le methylammonium iodure de plomb. Des rendements de l’ordre de 22% ont été atteints en laboratoire. Des travaux de recherche sont en cours afin d’atteindre une meilleure stabilité de ces cellules et de les rendre plus résistantes à l’humidité.

Filière

Rendement

Maturité

Silicium cristallin

Sous-familles :

Monocristallin

Multi-cristallin

 

 

16 à 21%

14 à 15%

 

 

Environ 90% du marché mondial dont

60% pour le multi-cristallin

Couches-minces

5 à 15%

Environ 10% du marché mondial

Cellules à concentration

20 à 30%

Stade de démonstrateur en fonction du pouvoir concentrateur

Cellules organiques

5 à 10% (cellule)

Stade expérimental

Cellules pérovskites hybrides

22% (cellule)

Stade expérimental

Source : DGEC, ADEME, DGRI

Le solaire thermique

Les technologies associées à cette filière visent à convertir le rayonnement solaire en énergie thermique.

Ces équipements permettent d’utiliser directement l’énergie thermique du soleil (à relativement basse température). La chaleur produite peut être utilisée pour le chauffage domestique ou la production d’eau chaude sanitaire.

Les 3 types d’équipements les plus courants sont:

  • les chauffe-eaux solaires individuels (CESI), qui permettent la production d’eau chaude à usage sanitaire pour les particuliers, pour une productivité de l’ordre de 400 à 450 kWh/an/m2 selon la zone climatique ;

  • les systèmes solaires combinés (SSC), qui assurent à la fois la production d’eau chaude sanitaire et le chauffage à l’usage des particuliers. La surface de capteurs correspond à 10% environ de la surface à chauffer. La production conventionnelle retenue pour un système optimisé est de 450 kWh/an/m² ;

  • le marché de l’eau chaude solaire collective. L’équipement est en général dimensionné pour fournir 40 à 60% des besoins ; pour chaque installation, l’équipement est conçu et dimensionné préalablement par un bureau d’études.

Un équipement solaire n’assure jamais 100% des besoins d’eau chaude ou de chauffage et nécessite un complément.

Les systèmes photovoltaïque/thermique (PV/T)

Une nouvelle filière hybride est en train d’émerger sur les bâtiments, combinant à la fois solaire photovoltaïque et solaire thermique. Cette filière repose sur des panneaux solaires hybrides, qui produisent simultanément de l’électricité et de la chaleur utile.

Un panneau solaire hybride utilise la chaleur dégagée par les cellules photovoltaïques pour chauffer un fluide caloporteur (liquide ou air), ce qui améliore le rendement des cellules PV tout en valorisant de la chaleur solaire utile pour l’eau chaude sanitaire ou le chauffage.

Dans un panneau solaire hybride vecteur eau (PV/T à eau), le fluide caloporteur est à base d’eau. Ce procédé est généralement utilisé pour contribuer à la production d’eau chaude sanitaire (ECS).

Dans un panneau solaire hybride vecteur air (PV/T à air), le fluide caloporteur est de l’air. Ce procédé est généralement utilisé pour apporter une contribution au chauffage de locaux.

Le solaire thermodynamique

Comme pour le solaire thermique, les technologies associées à cette filière visent à convertir le rayonnement solaire en énergie thermique.

Le principe de ces technologies est de concentrer suffisamment le rayonnement solaire de façon à pouvoir chauffer un fluide caloporteur (de l’huile ou des sels fondus) à haute température (250°C à 2000°C).

La chaleur ainsi emmagasinée par le fluide peut être utilisée directement pour des usages industriels ou utilisée pour produire de l’électricité via une turbine à vapeur. Par rapport au photovoltaïque où la production s’arrête dès qu’il n’y a plus de soleil, la production au-delà de la période d’ensoleillement peut continuer dans les cas où il existe un réservoir de stockage du fluide chauffé.

On distingue plusieurs types de technologies :

  • Centrales solaires cylindro-paraboliques : des auges paraboliques d’un rayon de courbure de 2 à 2,5 m et d’environ 20 m de longueur concentrent les rayons du soleil sur un tube à fluide caloporteur.

  • Les réflecteurs linéaires de Fresnel qui peuvent être considérés comme une technologie dérivée des centrales cylindro-paraboliques et qui mettent en œuvre des miroirs quasi-plans disposés à plat et près du sol et concentrant les rayons sur des tubes récepteurs fixes. Ces miroirs peuvent pivoter de façon à suivre la trajectoire du soleil tout au long de la journée.

  • Centrales solaires à tour : une multitude de miroirs orientables, appelés héliostats, concentrent l’énergie solaire sur une chaudière unique située sur une tour

  • Paraboles solaires Dish-Stirling : cette technologie met en œuvre un miroir parabolique d’une dizaine de mètres de diamètre sur un moteur Stirling à combustion externe dont la source chaude est du sodium, le gaz moteur de l’hélium ou de l’hydrogène.

Dans les conditions connues à ce jour, ces technologies nécessitent un ensoleillement direct important.

Chiffres clés de la filière 

Photovoltaïque

Production et capacité installée

Le parc photovoltaïque français a atteint une puissance de 6,5 GW en fin d’année 2015 dont 6,2 GW en métropole. Sur l’année 2015, 879 MW de nouvelles capacités photovoltaïques ont été raccordés en France. Selon le bilan électrique de RTE pour 2015, la production photovoltaïque en métropole s’élève à 7,4 TWh en 2015, soit 25 % de production supplémentaire par rapport à 2014, et représente 1,6 % de la consommation d’électricité à l’échelle de la France métropolitaine.

Pour 2016, les nouvelles capacités installées de la filière devraient atteindre 600 MW, soit une diminution comparée au rythme des années précédentes. Cette moindre performance devrait toutefois être transitoire : des capacités importantes sont attendues en 2017, du fait de nombreux projets lauréats d’appels d’offres qui devraient être mis en service.

7,1 GW

Le photovoltaïque représente à la fin 2016 7,1 GW en France

Fin 2015, le photovoltaïque représente :

  • Environ 95 GW en Europe
  • Environ 230 GW dans le monde.

Objectifs

La programmation pluriannuelle de l’énergie publiée le 2 novembre 2016 a fixé un objectif pour 2018 de 10,2 GW et une fourchette pour 2023 où la capacité solaire devra être comprise entre 18,2 et 20,2 GW..

Source: SOeS

La programmation pluriannuelle de l’énergie s’oriente vers une accélération du développement de la filière photovoltaïque comparé au rythme de développement des années précédentes, et met l’accent sur les solutions compétitives comme les installations photovoltaïques au sol, tout en localisant les projets en priorité sur des espaces artificialisés de manière à préserver les espaces naturels et agricoles. Pour atteindre ces objectifs, de nouveaux appels d’offres ont été lancés en 2016, qui devraient aboutir à une attribution d’environ 1,6 GW de projets pour l’année 2017.

Solaire thermodynamique

Production et capacité installée

En France, il existe actuellement deux sites exploitant le solaire thermodynamique en France pour une capacité totale installée de 1,01 MW :

  • une centrale solaire à Odeillo (1 MW)
  • une centrale solaire à La Seyne-sur-Mer (0,01 MW),

Deux autres projets sont en cours de développement pour une puissance cumulée de 21 MW.

Objectifs et potentiel

Le solaire thermodynamique requiert de très bonnes conditions d’ensoleillement direct (>1900 kWh/m²/an), ce qui limite le potentiel à certaines zones géographiques : pays méditerranéens en Europe, Etats-Unis, Inde, Afrique du Nord et sud de l’Afrique, Moyen-Orient, Chine, Australie, Amérique du Sud.

Ainsi, le potentiel de cette technologie reste limité en France compte-tenu du faible ensoleillement direct. En France, le solaire thermodynamique pourrait toutefois être utilisé pour des procédés industriels nécessitant de la chaleur à haute température. Il existe également un potentiel important de développement à l’export, sur les marchés cités précédemment, sous réserve que les industriels français arrivent à se positionner.

Solaire thermique

Production et capacité installée

Le parc de capteurs solaires thermiques européen s’élèverait à 47 000 000 m², soit l’équivalent de 32,9 GWth à fin 2014.

Le marché européen du solaire thermique en 2014, filière dédiée à la production d’eau chaude et au chauffage, accuse une nouvelle baisse, avec une superficie de capteurs installés sous la barre des 3 millions de m² (soit l’équivalent de 2150 MWth), en baisse de 3,7 % par rapport à 2013 selon EurObserv’ER. Il s’agit de la sixième année consécutive de baisse, avec un niveau d’installation comparable à celui de 2007.

Cette baisse s’observe également en France depuis plusieurs années. Le marché s’établit à environ 150 000 m² capteurs installés en 2014, soit une baisse de 20 % par rapport à 2013. Le parc solaire thermique français représente une surface de capteurs installés d’environ 2,5 millions de m² dont 73 % en métropole.

Objectifs

La filière est entrée dans une phase de réorientation de ses débouchés. Si des perspectives existent dans le résidentiel individuel et le collectif en cas de renforcement de la réglementation thermique, notamment sur le marché de la rénovation, la conquête de nouveaux marchés peut se faire du côté des applications industrielles et de la connexion de champs de capteurs solaires thermiques aux réseaux de chaleur. La généralisation de ces installations de grande puissance contribuerait ainsi a diminuer fortement les coûts de  production et le développement de solutions hybrides pourrait contribuer au développement de la filière.

Les objectifs fixés pour la filière dans le cadre de la programmation pluriannuelle de l’énergie publiée le 2 novembre 2016 sont les suivants :

Les principaux enjeux pour la filière

  • Améliorer la réglementation pour favoriser le développement de la filière.

Dans le secteur de la maison neuve, la réglementation thermique (RT 2012) qui intègre une obligation d’utilisation des énergies renouvelables en maison individuelle est favorable à la filière. Cependant, le solaire thermique est en concurrence avec certains équipements dont le coût d’installation est moindre et qui remplissent également les critères de la RT 2012. Un renforcement des critères réglementaires dans la réglementation thermique des bâtiments neufs permettrait de valoriser les équipements solaires plus performants.

Sur le marché du neuf collectif et tertiaire, l’absence d’obligation d’énergies renouvelables dans la RT 2012 pour les logements collectifs et la décision de prolonger dans le tertiaire la dérogation relative à l’obligation de performance énergétique des bâtiments fixée a 50kWh d’énergie primaire par m² et par an jusqu’en 2017 n’accélèrent pas le développement de la filière.

  • Améliorer la qualité et diminuer les coûts.

La structuration du marché et l’optimisation des systèmes ont permis de diminuer de 20 a 25% le coût du matériel ces cinq dernières années. Des efforts doivent encore être réalisés sur les coûts d’installation encore élevés. Le développement de solutions à grande échelle dans l’industrie devrait se répercuter également sur le prix du solaire thermique individuel et collectif.

Dans le secteur individuel, la filière est structurée, et des certifications ont été mises en place sur les capteurs et sur l’installation. La filière doit monter en compétence dans le collectif. Elle doit également gérer les contres-références qui ont pu être observées par le passé dues à des problèmes de conception, de mise en œuvre ou d’exploitation. La qualification RGE se développe en réponse à ces préoccupations.

  • Contrôler la bonne mise en place de l’étiquette énergie.

L’étiquette énergie est obligatoire depuis septembre 2015 sur tous les appareils de chauffage et de production d’eau chaude. Cette nouvelle obligation réglementaire va permettre de favoriser les équipements les plus performants.

  • Favoriser la recherche et développement et les innovations.

Le développement des systèmes encore plus performants et des systèmes hybrides constitue un enjeu fort pour la filière qui permettra encore d’améliorer et valider la performance. Des perspectives importantes existent également sur l’utilisation du solaire thermique pour alimenter un réseau de chaleur.

D’autres innovations sont encore au stade de recherche et développement comme le rafraîchissement solaire qui consiste à utiliser des capteurs solaires pour fournir de la chaleur dirigée vers une machine à absorption. Ce type d’installation présente des premiers résultats très intéressants en termes de performance énergétique, mais le coût d’investissement est encore trop élevé par rapport à des systèmes classiques. L’innovation en termes de modèles d’affaires et d’offres de financement pour faciliter l’accès et l’investissement des usagers devra également se développer.

  • Tenir compte des enjeux spécifiques à l’industrie et l’agriculture.

La filière doit mettre en œuvre des stratégies de conquête de nouveaux marchés, notamment dans l’industrie et l’agriculture.

Les perspectives de développement dans l’industrie reposent sur le fait que 30% des besoins de l’industrie en chaleur sont inférieurs a 200°C (agroalimentaire, papier carton…) et que le solaire permet le stockage de chaleur. Les principaux freins qui limitent le recours à cette source d’énergie tiennent aux contraintes industrielles, tant en termes de puissance qu’en termes de disponibilité de la source (l’industrie ayant souvent besoin de fonctionner en continu). Les projets qui voient le jour aujourd'hui misent sur l’hybridation du solaire thermique avec d’autres formes d’énergie, voire sur le stockage.

À côté des secteurs de l’agro-alimentaire, du papier carton, d’autres secteurs tertiaires comme les brasseries sont les candidats idéaux car elles ont des forts besoins de chaleur basse température (de 25° a 105°C).

Parmi les freins au développement du solaire dans l’industrie figure l’investissement élevé à consentir. La majorité des investissements se situent dans une fourchette allant de 0,5 a 5 millions d’euros pour l’installation solaire thermique, et des innovations en modèles d’affaire et d’offres de financement pour l’industrie seront à développer.

  • Favoriser la compétitivité et l’emploi.

Ce secteur est exportateur net avec une très forte valeur ajoutée en France. La filière industrielle française produit plus que les besoins du marché. Il semble important d’envisager une offre industrielle adossée à des garanties de bon fonctionnement et de performance avec contrat de maintenance.

Cadre réglementaire

Cadre applicable au photovoltaïque et au solaire thermodynamique  

L’installation de dispositifs photovoltaïques est soumise à plusieurs réglementations (code de l’urbanisme, de la construction, de l’environnement, droit électrique...) et nécessite d’effectuer un certain nombre de démarches préalables suivant le type de l’installation.

Outre les démarches à réaliser pour bénéficier d’un dispositif de soutien, l’implantation d’un dispositif photovoltaïque est soumise à la réalisation de trois types distincts de démarches :

  • Démarches au titre de l’urbanisme

Le permis de construire ou la déclaration de travaux : suivant sa puissance et son type, une installation photovoltaïque peut être soumise à déclaration préalable ou à permis de construire

A noter que l’implantation d’un dispositif photovoltaïque se doit d’être compatible avec les règlements d’urbanisme en vigueur (POS, PLU, règlement national d’urbanisme). En cas d’incompatibilité, il convient de faire modifier ces documents.

Interlocuteurs : services d’urbanisme de la commune ou pour les communes qui n’en disposent pas DDT(M) du département

  • Démarches au titre de l’environnement

Suivant sa taille et sa localisation, une installation photovoltaïque est soumise à plusieurs démarches au titre de l’environnement :

Étude d’impact environnemental : les installations au sol de puissance supérieure à 250 kWc sont soumises à étude d’impact environnemental et au cas par cas, les installations sur serres et ombrières d'une puissance égale ou supérieure à 250 kWc.

Enquête publique : les installations au sol de puissance supérieure à 250 kWc sont soumises à enquête publique dans le cadre de la procédure du permis de construire (article R.123-1 du code de l'environnement).

Les installations au sol peuvent par ailleurs respecter d’autres considérations environnementales :

  • implantation en zone inondable : circulaire du 30 avril 2002, article L-562 du code de l’environnement, plan de préventions des risques d’inondations

  • risque incendie : article L-562 du code de l’environnement, plan de prévention des risques incendies

  • périmètre de protection des captages publics : Code de l’environnement- Livre II- Titre 1er- Chapitre IV- Section 1

  • législation sur l’eau : articles L-214-1 et L-214-6 du code de l’environnement.

  • loi littoral : articles L.146-1 à L.146-9 du code de l’environnement, jurisprudence du Conseil d’Etat du 14/01/1994 et du 05/04/2006

  • loi montagne : article L 145-3 du code de l’environnement

  • zone Natura 2000 : article R 414-19 code de l’environnement

Interlocuteurs : Direction Régionale de l’Environnement, de l’Aménagement et du Logement (DREAL) du lieu d’implantation

  • Démarches au titre de l’électricité

Suivant sa puissance, une installation photovoltaïque est soumise à autorisation d’exploiter.

Depuis le Décret n°2016-687 du 27 mai 2016, seules les installations photovoltaïques de puissance supérieure à 50 MW sont soumises à autorisation d’exploiter. Les installations de puissance inférieure sont réputées autorisées et aucune démarche administrative n’est nécessaire.

Autorisation d’exploiter : la demande est à adresser à la direction de l’énergie à l’adresse suivante : Ministère de l’environnement, de l’énergie et de la mer, DGEC - Direction de l’énergie, Sous-direction des systèmes électrique et énergies renouvelables, 92055 La Défense Cedex

Interlocuteurs : Ministère de l’environnement, de l’énergie et de la mer

Par ailleurs, toute installation photovoltaïque de puissance inférieure à 250 kWc doit faire l’objet d’un contrôle de conformité électrique par l’organisme Consuel avant sa mise en service. Les installations de puissance supérieure à 250 kWc doivent fournir un certificat vierge de remarques délivré par l’organisme ou du vérificateur agréé. Ces contrôles sont indispensables pour s’assurer que les installations ne présentent pas de risques électriques (court-circuit, électrocution...)

Cadre réglementaire applicable au solaire thermique dans les DOM

Depuis le 1er janvier 2016, dans les départements de la Guadeloupe, de la Martinique, et de la Réunion, ainsi que dans certaines zones de Guyane (définies par l’arrêté du 11 janvier 2016) et à Mayotte, lorsqu’un système de production d’eau chaude sanitaire est installé dans un logement neuf, 50 % des besoins en eau chaude sanitaire de chaque logement, et non pas de chaque bâtiment, doivent être à minima couverts par un système de production ayant recours à l’énergie solaire, sauf si l’ensoleillement de la parcelle ne le permet pas. Ces dispositions sont définies dans l’article R.162-2 du code de la construction et de l’habitation.

Dispositifs de soutien de la filière

Photovoltaïque et solaire thermodynamique

Le dispositif de soutien fait appel à deux mécanismes distincts suivant la puissance de l’installation :

  • des tarifs d’achat en guichet ouvert, ajustés chaque trimestre, pour les installations sur bâtiments de moins de 100 kWc (seuil équivalent à une surface de 1 000 mètres carrés de panneaux photovoltaïques).
  • des appels d’offres pour les installations de plus de 100 kWc implantées sur bâtiments ou au sol avec un soutien attribué sous forme de tarif d’achat jusqu’à 500 kWc et de complément de rémunération au-delà.

Tarifs d’achat en guichet ouvert

Toute installation photovoltaïque implantée sur bâtiment dont la puissance installée est inférieure à 100 kWc est éligible à l’obligation d’achat (arrêté tarifaire du 9 mai 2017 fixant les conditions d'achat pour la filière photovoltaïque).

Les tarifs d’achat sont auto-ajustables chaque trimestre en fonction des demandes de raccordement déposées au cours des trimestres précédents pour tenir compte du progrès technologique. Les tarifs diminuent de 5 % par an si le nombre de demandes de raccordement est conforme à la trajectoire cible. La trajectoire cible annuelle s’élève à 350 MW/an, conformément à la programmation pluriannuelle de l'énergie.

    Appels d’offres

    Avant 2016, les appels d’offres distinguaient les 2 catégories suivantes :

    • installations de 100 à 250 kWc ;
    • installations de puissance supérieure à 250 kWc (mais inférieure à 12 MW).

    Pour ces appels d’offres, le soutien est attribué sous forme d’un tarif d’achat .

    Depuis, deux appels d’offres tri-annuels portant sur la période 2017-2020 ont été lancés au cours de l’été 2016 :

    • un appel d’offres pour des grandes centrales au sol de 1000 MW en deux tranches par an ;
    • un appel d’offres pour des installations sur toitures de 450 MW en trois tranches par an.

    Ces appels d’offres prévoient un soutien sous forme de complément de rémunération pour les installations de puissance supérieure à 500 kWc. Un tarif d’achat est prévu pour les installations dont la puissance est comprise entre 100 et 500 kWc, cette catégorie qui concerne uniquement l’appel d’offres pour les installations sur toitures.

    Les centrales solaires thermodynamiques sont éligibles à l’appel d’offres pluriannuel concernant les installations au sol. Pour candidater à l’appel d’offres la puissance d’une telle installation doit être comprise entre 500 kWc et 5 MWc.

    Solaire thermique

    La diffusion des chauffe-eau solaires individuels est principalement soutenue par le crédit d’impôt pour la transition énergétique qui a été simplifié au 1er janvier 2015, avec la mise en place d’un taux unique de 30 %, sans condition de ressources et sans bouquet de travaux.

    Dans les autres secteurs, le fonds chaleur a permis de financer depuis 2009 plus de 1500 installations (environ 125 000 m2 de capteurs) dont la majorité est constituée de petite et moyenne tailles. Moins de 15 % des installations dépassent la superficie de 100 m2 de capteurs, alors que des économies d’échelles doivent être plus prégnantes pour les installations de plus grande taille.

    Un certain nombre d’applications sont identifiées comme des cibles à fort potentiel de développement (industrie et réseaux de chaleur) pour leur niveau élevé de consommation annuelle d’eau chaude. C’est pourquoi des appels à projets sont lancés par l’ADEME dans le but de développer la filière solaire thermique grâce à la réalisation de grandes installations permettant de dégager des économies d’échelle et viser la réalisation de réductions de coûts de l’installation au m² de capteur installé, de suivi et de maintenance. Ces appels à projets s’adressent aux maîtres d’ouvrages publics et privés dont les activités requièrent des besoins en eau chaude significatifs, notamment dans les secteurs de l’habitat, de la santé, de l’industrie, du tertiaire et de l’agroalimentaire.

    Soutien à la R&D et à l’innovation

    Pour l’ensemble des technologies solaires, il existe différents outils de soutien à la R&D et à l’innovation, qui vont dépendre du niveau de maturité technologique du projet.

    Dans le cadre du programme Investissements d’avenir (PIA), l’ADEME finance notamment des projets de démonstration sur diverses thématiques, dont la thématique solaire.

    Depuis 2009, l’ADEME a lancé successivement plusieurs appels à manifestation d’intérêt (AMI) ou appel à projets (AAP) ayant permis de soutenir de nombreux projets dans le domaine de la production d’électricité et de chaleur renouvelable dans le cadre de l’action « Démonstrateurs de la transition écologique et énergétique » du PIA. Sur la thématique solaire, près d’une vingtaine de projets ont été soutenus, la plupart sur des technologies photovoltaïques.

    Des appels à projets sont lancés régulièrement sur la thématique « énergies renouvelables ».

    Il existe également des appels à projets spécifiques destinés à soutenir les projets des PME en lien avec les énergies renouvelables lancés par l’ADEME (appel à projets « Initiatives PME ») ou par le Ministère de l’environnement, de l’énergie et de la mer (initiative  Greentech verte).

    Les Instituts pour la transition énergétique (ITE)

    Les ITE sont des plateformes publiques-privées regroupant sur un même site des établissements de formation, des laboratoires de recherche appliquée, des acteurs économiques dans un domaine en lien avec les énergies décarbonées. Les ITE visent ainsi le développement industriel d’une filière complète, depuis l’innovation technologique jusqu’au démonstrateur et au prototype industriel. Les premiers projets ont été labellisés en 2011 et 2012. Le suivi des ITE est assuré par l’Agence nationale de la recherche (ANR), dans le cadre du PIA.

    Dans le domaine de l’énergie solaire, un ITE a été labellisé, il s’agit de l’Institut Photovoltaïque d’Ile-de-France (IPVF). L’axe de recherche principal de cet ITE est le développement de la technologie « couches minces » à des coûts compétitifs.

    Un autre projet a été soutenu, sans toutefois avoir reçu le label ITE : il s’agit de l’Institut National Energie Solaire 2 (INES2). Les axes de recherches d’INES 2 sont eux orientés autour de la technologie silicium de nouvelle génération et de l’intégration des technologies solaires au système électrique.

    Les appels d’offres pour le solaire photovoltaïque et thermodynamique

    Appels d’offres antérieurs à 2016

    Installations moyennes (100-250 kWc)

    Le dispositif de soutien aux installations photovoltaïques sur bâtiment de puissance comprise entre 100 et 250kWc (équivalent à une surface de toiture comprise entre 1 000 m² et 2 500 m²) repose entre 2011 et 2016 sur des appels d’offres simplifiés.

    Ce mécanisme d’appels d’offres consiste à répondre à un cahier des charges standard, élaboré avec les acteurs de la filière et prévoyant notamment des exigences environnementales. Le principe d’appel d’offres simplifié permet de garantir une réponse rapide aux porteurs de projet et de prévenir tout phénomène spéculatif ou d’emballement sur le segment concerné, grâce à un contrôle optimal des volumes.

    Plusieurs appels d’offres ont été lancés afin de promouvoir ce type d’installations :

    • l’appel d’offre de juillet 2011 : il comporte sept périodes de candidatures dont les lauréats ont été désignés entre janvier et décembre 2012 ;
    • l’appel d’offres de mars 2013 : il comporte 3 périodes de candidatures dont les lauréats ont été désignés entre février et novembre 2014 ;
    • l’appel d’offres de mars 2015 : il comporte 3 périodes de candidatures dont les lauréats ont été désignés entre mars et octobre 2016.

    Appel d’offres lancé en mars 2015

    Cet appel d’offres porte sur une capacité de 240 MW répartie sur trois périodes de candidatures successives d’une puissance crête de 80 MW chacune et d’une durée de 4 mois. Au total, cet appel d’offres a permis de sélectionner 1080 projets, pour une puissance totale de 240,6 MWc, à un prix moyen de 135,6 €/MWh.

    Cahier des charges

    • Période 1 : 349 projets ont été désignés lauréats le 16 mars 2016, pour une capacité installée totale de 80,2 mégawatts crête MWc.
    • Période 2 : 378 projets ont été désignés lauréats le 5 juillet 2016, pour une capacité installée totale de 80,2 mégawatts crête MWc.
    • Période 3 : 353 projets ont été désignés lauréats le 28 octobre 2016, pour une capacité installée totale de 80,2 mégawatts crête MWc.

    Nota : dans son avis du 9 mars 2016, la Commission de régulation de l’énergie (CRE) estime ne pas devoir reclasser des offres pour lesquelles le candidat a fait une erreur d’unité en remplissant le formulaire de candidature. Le ministère considère au contraire qu’une erreur d’unité ne constitue pas une "inexactitude" devant conduire à l’annulation de la note de bilan carbone au sens du paragraphe 5.4 du cahier des charges. Par conséquent, le ministère a reconstitué la note des dossiers concernés et a réintégré dans la liste des lauréats les offres dont la note totale le justifiait.

    Appel d’offres lancé en mars 2013

    Un second appel d’offres lancé en mars 2013 porte sur un volume global de 120 mégawatts (MW) sur un an réparti sur trois périodes de 40 MW chacune. Au total, cet appel d’offres a permis de sélectionner 587 projets, pour une puissance totale de 121,7 MWc, à un prix moyen de 162,2 €/MWh.

    Cahier des charges

    • Période 1 : 177 projets ont été désignés lauréats le 27 février 2014, pour une capacité installée totale de 40,3 mégawatts crête MWc.
    • Période 2 : 193 projets ont été désignés lauréats le 27 juin 2014, pour une capacité installée totale de 40,7 mégawatts crête MWc.
    • Période 3 : 217 projets ont été désignés lauréats le 17 novembre 2014, pour une capacité installée totale de 40,7 mégawatts crête MWc.

    Appel d’offres lancé en juillet 2011

    Un premier appel d’offres lancé en juillet 2011 comportait sept périodes de candidature pour une enveloppe totale de 300 MW. La première période de candidature portait sur 120MW, chacune des périodes de candidature suivante portait sur 30MW. Les offres répondant à ce cahier des charges ont été sélectionnées sur le critère du prix de l’énergie proposé par le candidat. Consulter le cahier des charges

    • Période 1 : 218 projets ont été désignés lauréats le 22 mars 2012, pour une capacité installée totale de 45 mégawatts crête MWc.
    • Période 2 :109 projets ont été désignés lauréats le 3 août 2012, pour une capacité installée totale de 21 mégawatts crête MWc.
    • Période 3 : 88 projets ont été désignés lauréats le 19 février 2013, pour une capacité installée totale de 18 mégawatts crête MWc.
    • Période 4 : 143 projets ont été désignés lauréats le 19 février 2013, pour une capacité installée totale de 31 mégawatts crête MWc.
    • Période 5 : 138 projets ont été désignés lauréats le 30 mai 2013, pour une capacité installée totale de 30 mégawatts crête MWc.

    Les sixième et septième périodes de cet appel d’offres ont été annulées car les résultats n’étaient pas satisfaisants en termes de retombées industrielles.

    Grandes installations (>250 kWc)

    Le dispositif de soutien pour les installations photovoltaïques sur très grandes toitures au-delà de 250 kWc (plus de 2 500 m2 de panneaux) et pour les centrales au sol repose sur des appels d’offres ordinaires.

    Ce mécanisme consiste à répondre à un cahier des charges standard, élaboré avec les acteurs de la filière et prévoyant notamment des exigences environnementales et industrielles renforcées.

    Trois appels d’offres ont été lancés entre 2011 et 2014 pour promouvoir les grandes installations photovoltaïques :

    • l’appel d’offres de septembre 2011 : les lauréats ont été désignés en juillet 2012
    • l’appel d’offre de mars 2013 : les lauréats ont été désignés en mars 2014
    • l’appel d’offre de novembre 2014 : les lauréats ont été désignés en décembre 2015

    Appel d’offres lancé en novembre 2014

    Ce troisième appel d’offres porte sur la réalisation et l’exploitation de centrales solaires au sol, sur ombrières de parking et sur grandes toitures. Comme le Président de la République s’y était engagé au mois d’août 2015, la puissance totale, initialement fixée à 400 MW, a été relevée à 800 MW.

    Son objectif est d’encourager la compétitivité-coût des projets, mais également de valoriser l’innovation et de favoriser les projets sobres en carbone et vertueux en termes de bonne utilisation des sols.

    La date limite de dépôt des offres était fixée au 1er juin 2015. Consulter le cahier des charges.

    212 projets ont été désignés lauréats, pour une capacité installée totale de 799,5 mégawatts crête MWc.

    Appel d’offres lancé en mars 2013

      Ce second appel d’offres s’inscrit dans le cadre des mesures d’urgence pour la filière photovoltaïque française. Il porte sur un volume de 400 mégawatts et vise à parts égales les technologies innovantes au sol (photovoltaïque à concentration ou photovoltaïque avec suivi du soleil) et les technologies matures sur ombrières et sur toitures.

      Cet appel d’offres privilégie le développement des centrales au sol sur les sites dégradés (friches industrielles, anciennes carrières ou décharges...) pour éviter les conflits d’usage notamment avec les terres agricoles. Cet appel d’offres prend en compte le bilan carbone des projets ainsi que leur contribution à la recherche et au développement. Il privilégie l’innovation, les cellules à haut rendement, et les installations à haute valeur ajoutée.

      L’objectif de cet appel d’offres est de valoriser la compétitivité-coût des projets proposés, mais aussi leur contribution à la protection de l’environnement ainsi qu’à la recherche, au développement et à l’innovation. Consulter le cahier des charges.

      121 projets ont été désignés lauréats, pour une capacité installée totale de 380 mégawatts crête MWc.

      Appel d’offres lancé en septembre 2011

        Un premier appel d’offres portant sur la construction de 450 MW de projets photovoltaïques sur bâtiment et au sol a été lancé à l’été 2011. Il visait une puissance globale de 450 mégawatts, répartis sur sept technologies.

        Les lauréats ont été sélectionnés sur la base de plusieurs critères (prix, impact sur l’environnement, contribution à la R&D, faisabilité et délai de réalisation). Par ailleurs, des critères environnementaux et industriels étaient imposés par le cahier des charges.

        105 projets ont été désignés lauréats, pour une capacité installée totale de 520 mégawatts crête MWc.

        Appels d’offres pluriannuels

        Installations sur bâtiments (100 kWc – 8 MWc)

        Première période

        Plus de 150 MW de projets lauréats d’installations photovoltaïques sur bâtiments, ombrières de parking, hangars et serres agricoles ont été désignés le 27 avril 2017, suite au lancement en septembre 2016 du premier appel d’offres pluriannuel pour installations solaires implantées sur bâtiments, pour un volume total de 1 450 MW. 

        361 lauréats de la première période de cet appel d’offres ont été sélectionnés, pour un volume de 150 MW. Ces projets retenus valoriseront ainsi l’électricité produite à un prix moyen de 106.7 €/MWh, reflétant une baisse continue des prix de l’énergie solaire.

        Les projets lauréats bénéficieront du nouveau dispositif de soutien, le « complément de rémunération » : en plus des revenus générés par la vente de l’électricité sur le marché, les producteurs lauréats se verront verser une prime annuelle permettant de couvrir les investissements.

        Par ailleurs, 50 % d’entre eux se sont engagés à l’investissement participatif et verront leur prime majorée de 3 €/MWh. Cet engagement montre la volonté des français et élus de s’impliquer dans la production énergétique locale.

        Deuxième période

        310 nouveaux lauréats pour développer des installations photovoltaïques sur bâtiment, pour une puissance de 150 MW ont été désignés en septembre 2017.

         

        Installations au sol (500 kWc – 17 MWc)

        Un appel d’offres tri-annuel d’un volume total de 3 000 MW pour centrales solaires au sol a été lancé le 24 août 2016. Les nouvelles capacités sont réparties en six tranches de candidature de 500 MW, espacées chacune de six mois. Il permettra donc la réalisation de projets entre 2017 et 2020. La première période de dépôt des offres a ouvert en janvier 2017.

        Les lauréats de l’appel d’offres bénéficieront du nouveau dispositif de soutien, le « complément de rémunération » : en plus des revenus générés par la vente de l’électricité sur le marché, les producteurs lauréats se verront verser une prime annuelle assurant un niveau de revenus permettant de couvrir les investissements.

        Les projets seront sélectionnés sur un critère de compétitivité économique, ainsi que sur la sobriété en carbone et la pertinence du terrain d’implantation afin d’assurer un haut niveau d’exigence environnementale. Afin d’encourager la participation des citoyens et des territoires aux projets solaires, les projets financés selon des modes « participatifs » peuvent bénéficier d’une majoration tarifaire.

        1ère période :

        Le Ministère de l'Environnement a désigné le 9 mars 2017, les 79 projets lauréats de la première période de l'appel d'offres (liste téléchargeable ci-dessous). Ces 79 projets lauréats, représentant 500 MW bénéficieront d'un complément de rémunération. Le prix moyen pour les grandes centrales photovoltaïques au sol est de 62,5 €/MWh, ce qui traduit la baisse rapide des prix du photovoltaïque. Plus de 60% d’entre eux se sont engagés à l’investissement participatif et bénéficieront d’une prime majorée de 3 €/MWh. Les lauréats produiront 700 GWh par an d’énergie solaire et génèreront un investissement total de 460 M€.

        Consulter le cahier des charges.

        2ème période :

        Le Ministère de l'Environnement a désigné le 28 juillet 2017, 77 nouveaux lauréats de la deuxième période de l'appel d'offres (liste téléchargeable ci-dessous). Ils valoriseront l’électricité produite à un prix historiquement bas, symbole de la compétitivité de la filière solaire : le prix moyen proposé par les lauréats est de 55.5 €/MWh pour les installations de plus grande puissance (entre 5 et 17 MWc) et de 63.9 €/MWh pour l’ensemble des projets. Parmi ces lauréats, 82% se sont engagés à l’investissement participatif et verront leur prime majorée de 3 €/MWh.

         

        Appels d’offres pour les zones non interconnectées

        Appel d'offres de 2016 pour des installations avec stockage

        Un nouvel appel d'offres a été lancé le 16 décembre 2016 pour un volume de 50 MW. Il porte également sur des installations solaires de plus de 100 kWc, situées dans les zones non interconnectées.

        Le volume de l'appel d'offres est répartie en trois familles ainsi définies :

        • Première famille : installations sur bâtiments et ombrières de parking couplant production et stockage, de puissance comprise entre 100 et 250 kWc.
        • Deuxième famille : installations sur bâtiments et ombrières de parking couplant production et stockage, de puissance strictement supérieure à 250 kWc et inférieure ou égale à 1,5 MWc.
        • Troisième famille : installations au sol couplant production et stockage, de puissance strictement supérieure à 250 kWc et inférieure ou égale à 5 MWc.

        Consulter le cahier des charges sur le site internet de la CRE.

        Appel d’offres de 2015 pour les installations avec stockage

          Cet appel d’offres, lancé le 18 mai 2015, porte sur une capacité de 50 MW pour les installations solaires de grande taille (puissance minimale de 100 kWc, soit environ 600 m²), situées dans les Départements d’outre-mer (DOM) et en Corse.

          Le volume de l’appel d’offres est réparti à parts égales entre les installations sur bâtiments (25 MW), et les installations sur ombrières de parking ou au sol (25 MW).

          Son objectif est de déployer l’énergie solaire qui est particulièrement adaptée aux systèmes électriques insulaires, en mettant en œuvre des projets innovants qui allient des technologies de stockage à des solutions d’autoconsommation permettant de limiter la consommation d’électricité aux moments où la demande est la plus forte. Consulter le cahier des charges.

          23 projets ont été désignés lauréats, pour une capacité installée totale de 52 mégawatts crête MWc.

          Appels d’offres « autoconsommation »

          Deux appels d’offres dédiés à l’expérimentation de l’autoconsommation pour des installations de 100 à 500 kW ont été lancés en 2016 :

          • l’un pour des installations situées en métropole continentale pour un volume de 40 MW
          • et l’autre pour les installations situées dans les zones non interconnectées pour un volume de 20 MW.

          Si toutes les technologies renouvelables sont admises (solaire, petite-hydro, moulins, etc.) à ces appels d’offres, les résultats de la première période de l’appel d’offres en métropole a montré que le photovoltaïque était une énergie particulièrement compétitive pour ce type d’appel d’offres.

          Appel d'offres pour le solaire innovant

          Comme annoncé lors de l'inauguration du premier kilomètre en fonctionnement de route solaire dans l’Orne le 22 décembre dernier, le Ministère de l'environnement publie l’appel d’offres pluriannuel pour soutenir des installations solaires innovantes, notamment la route solaire et l’agrivoltaïsme, pour un volume de 70 MW par an avec une période de candidature par an.

          La première période de candidature se clôturera en septembre 2017.

          Tarifs d'achat en guichet ouvert pour la filière photovoltaïque

          Les tarifs applicables pour les installations photovoltaïques sur bâtiment dépendent de la puissance crête de l'installation. Ils sont indexés chaque trimestre en fonction du volume de projets entrés en file d'attente pendant les trimestres précédents. Seules les installations dont la puissance crête est inférieure à 100 kWc sont éligibles, au-delà les projets doivent passer par un appel d'offres.

          Quels sont les tarifs applicables ?

          Le dispositif de soutien aux installations photovoltaïques de petite taille sur bâtiment distingue les projets en fonction de la nature de l'exploitation :

          - Installation de vente en totalité : le producteur vend la totalité de l'électricité produite par l'installation à l'exception des consommations des auxiliaires nécessaires au fonctionnement de l'installation en période de production.

          - Installation de vente en surplus : le producteur s'engage à utiliser tout ou partie de l'énergie produite pour satisfaire l'ensemble des consommations sur le site d'implantation et vend uniquement le solde au co-contractant.

          Pour ces deux types d'installations, les tarifs d’achat de l'électricité injectée sur le réseau sont garantis sur une durée de 20 ans, et varient en fonction de la taille de l'installation. Les installations de vente en surplus sont également éligibles à une prime à l'investissement, répartie de façon homogène sur les cinq premières années de production de l'installation et versée par le cocontractant dans le même cadre que l'obligation d'achat. Les tarifs d'achat (couplés à la prime pour les installations de vente en surplus) permettent de rentabiliser l’installation de panneaux solaires photovoltaïques.

          Le niveau des tarifs d’achat et des primes est ajusté chaque trimestre. Le tableau ci-dessous indique la valeur des tarifs et primes applicables en fonction de la date de la demande complète de raccordement :

          Tableau Tarifs 2017

          La révision des tarifs et des primes chaque trimestre

          Le mécanisme d’ajustement trimestriel des tarifs et des primes est régi par l’arrêté tarifaire du 9 mai 2017. Cet ajustement est fonction du volume de projets entrés en file d’attente lors des deux trimestres précédents.

          A la fin de chaque trimestre, la Commission de régulation de l'énergie publie la valeur de l’ajustement trimestriel :

          • Si le nombre de projets déposés lors de l'antépénultième trimestre est conforme à la trajectoire prévue de 350 MW/an, cet ajustement consistera en une baisse des tarifs d’achat et des primes de 1,2% ;
          • Si le flux de nouveaux projets est moins important, la baisse sera moins marquée. Si le flux est plus important la baisse sera accentuée.

          En cas d'emballement du nombre de projets déposés au trimestre précédent, une baisse significative des tarifs et des primes est prévue (baisse de 10,2%).

          Un tel mécanisme d’ajustement permet de contrôler dans la durée le nombre de projets déposés.

          Obligation de qualification ou de certification professionnelle de l'installateur

          A l'instar de l'écoconditionnalité "Reconnu Garant de l'Environnement" exigée pour le bénéfice du crédit d'impôt pour la transition énergétique pour les équipements de chaleur renouvelable, les installations photovoltaïques bénéficiant d'un tarif d'achat dans le cadre de l'arrêté du 9 mai 2017 devront être réalisées par des installateurs qualifiés ou certifiés.

          L'obligation de qualification ou de certification professionnelle pour la réalisation d’installations photovoltaïques est mise en place progressivement et concernera les installations de puissance inférieure ou égale à 9 kWc dont la demande complète de raccordement sera effectuée après le 30 septembre 2017, puis toutes les installations (jusqu'à 100 kWc) dont la demande complète de raccordement sera effectuée après le 31 décembre 2017.

          Cette mesure vise à limiter le nombre de contre-références et à renforcer la qualité des installations photovoltaïques de petite et moyenne taille.

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