eCARE est un démonstrateur pré-industriel de centrale solaire (technologie de Fresnel) pour la production d’électricité accompagné d’une méthode de prédiction de la ressource solaire. Le caractère innovant du démonstrateur est basé sur la technologie Fresnel en eau pressurisée surchauffée. C'est donc le couplage d’une centrale solaire thermodynamique Fresnel avec une turbine ORC (Organique Rankine Cycle). Le projet prévoit également le développement d'un stockage thermique adapté à la technologie Fresnel et ne mettant pas en œuvre des fluides polluants. Enfin, la ressource solaire est maîtrisée par combinaison de mesures de terrain et d’exploitation de cartographies. Pourquoi ce projet ?

Créer une filière industrielle française proposant une offre de centrales solaires électriques thermodynamiques sur le marché export.

Le déroulement

La recherche industrielle (T0 - T0+ 40 mois) permettra de lever les derniers verrous technologiques afin de disposer d’un démonstrateur intégrant les dernières innovations. Les verrous que le projet compte lever portent sur : - La prédiction de la ressource solaire

L’augmentation du rendement de la chaudière solaire

Le développement d’un stockage thermique adapté et optimisé

La gestion de la production électrique en site isolé

La réduction des coûts (frein essentiel au développement commercial du solaire).

Le plan d’expérimentation (T0 + 4 mois - T0 + 15 mois) permettra de réaliser une synthèse des différents travaux de recherche entrepris et de définir les conditions d’expérimentation qui seront mises en œuvre par le démonstrateur (scenarii optimaux et définition des lieux cibles d’implantation).

L’étude et le développement du démonstrateur (T0 + 12mois - T0 + 38 mois) incluront :

- la phase d’études : dimensionnement global puis élémentaire de tous les éléments du démonstrateur

la phase construction : construction de la chaudière solaire (assemblage de plusieurs modules Fresnel et de leurs auxiliaires) et raccordement au stockage et au groupe ORC

la phase mise en service et essais : vérification du fonctionnement de l’installation et des calculs théoriques réalisés à partir des données issues de l’exploitation du prototype installé à la Seyne sur mer.

Le suivi du plan d’expérimentation et l’optimisation du démonstrateur (T0 + 38 mois - T0+ 63 mois) permettra de valider les performances et la fiabilité de l’installation en environnement de production. Il visera la production de connaissances nouvelles dans le domaine technique, économique, environnemental et sociétal.

Le retour d’expérience (T0 + 43 mois - T0+ 49 mois) permettra de mettre en évidence le potentiel technique et économique de cette nouvelle technologie.

Résultats clés / Avancées pour :
- LA SCIENCE / LA TECHNOLOGIE / L'INNOVATION Mise au point d’une technologie innovante dans le domaine de l’énergie solaire thermodynamique. La conjugaison des efforts entre les équipes de recherche, travaillant sur la détermination de la ressource, et les industriels, confrontés au dimensionnement des installations, permettra de réduire les marges d’incertitude donc de réduire les coûts pour la réalisation d’une installation donnée.

- L'ÉCONOMIE Création d’une filière industrielle française exportatrice génératrice d’emplois sur ce marché export qui sera un relai de croissance pour les prochaines décennies. Les retombées se retrouveront à la fois au travers de l’activité générée par ces prestations de recherche, d’ingénierie comme au travers des résultats sur le chiffre d’affaire généré par les sociétés.
- LE CITOYEN/ LA SOCIETE Accompagnement des pays émergents pour leur autonomie énergétique en valorisant au mieux des ressources naturelles et en créant de l’emploi localement. - L'ENVIRONNEMENT La technologie Fresnel fonctionne en génération directe de vapeur, sans fluide intermédiaire comme les huiles thermiques utilisées notamment par la technologie des miroirs cylindro-paraboliques. Cette technologie est non polluante. L’ensemble des matériaux utilisés pour le champ solaire (essentiellement charpente métallique, tôles minces, tubes acier, verre) rendent la technologie Fresnel recyclable à 100 %.

Cette technologie ne nécessite aucune fondation : la charpente support des miroirs de Fresnel est ancrée dans le sol par un système de pieux en acier vissés. Le démantèlement en fin d’exploitation des installations permettra ainsi de rendre le terrain dans son état initial.

Application et valorisation

L’électricité produite par les chaudières solaires permet de se substituer aux centrales conventionnelles existantes ou d’accroître leur capacité lors des périodes de pointe par exemple, sans émission de CO2 supplémentaire.

La technologie CNIM issue du programme eCARE permet de faire face à l’augmentation des coûts des combustibles fossiles et des émissions de gaz à effet de serre inhérentes à leur utilisation. Le dossier eCARE sera éligible aux Mécanismes de Développement Propre (MDP). Produit modulaire, il convient parfaitement à des besoins thermiques que ce soit en production d’électricité mais aussi directement en production de vapeur process, d’eau douce ou de froid.

Le mois prochain aura lieu la mise en service de la centrale solaire située sur le parc des expositions de Bordeaux et comprenant pas moins de 60.000 panneaux photovoltaïques pour une puissance totale installée de 12 MWc. Orientés sud, les panneaux solaires qui recouvrent les ombrières de quelque 7.000 emplacements de parking des expositions - 20 hectares** - produiront environ 13.000 MWh par an, soit l'équivalent de la consommation en électricité de 5.000 foyers ou encore plus de 6 mois de la consommation de l'éclairage public de Bordeaux. Cette installation permettra également de réaliser une économie de 1.700 tonnes d'émission de CO2 par an.

Les structures des ombrières sont ancrées sur des fondations profondes (près de 900 pieux vissés vont être forés) et constituées d'une charpente métallique. Chaque ombrière a une largeur de couverture de 2 places (10 mètres) et une longueur comprise entre 30 et 70 mètres. Leur hauteur est comprise entre 3.10 et 5.50 mètres. Elles sont reliées entre 2 ou 3, et sont orientées plein sud.

Les modules photovoltaïques en silicium monocristallin sont intégrés aux ombrières couvrant les places de stationnement. D'après la SBEPEC (Société bordelaise des équipements publics d'exposition et de congrès), ces derniers ont été choisis pour leur "qualité technologique" et leur excellent "rendement surfacique". Les panneaux photovoltaïques sont posés sur les bacs aciers de la structure des ombrières : "ils ne sont donc pas accessibles par la sous face."

Par ailleurs, les structures, en forme de vagues, sont de différentes couleurs afin de faciliter le repérage des visiteurs venus récupérer leur véhicule. Ce projet initialisé en 2008 par la SBEPEC, a fait l'objet en juillet 2010 d'une appel d'offre remporté par EDF Energies Nouvelles, la filiale verte d'EDF. Ce dernier qui a investi 55 millions d'euros s'est engagé à verser annuellement 300.000 euros à la SBEPEC, au titre de l'occupation du site.

La mise en service définitive du parc solaire devrait intervenir à l'occasion de la foire internationale de Bordeaux, qui se tiendra du 12 au 21 mai au parc des expositions. Les organisateurs attendent environ 300.000 visiteurs. Le projet comprend dans son ensemble : la mise en place de 78 500 m2 de panneaux photovoltaïques pour une puissance totale installée de 12 MW la clôture de l’ensemble du site et son contrôle d’accès la signalétique d’ensemble avec code couleur par zone, éclairage du parking et l’amélioration des cheminements piétons la mise en place d'un panneau d'affichage sur la quantité d'énergie propre produite l'aménagement des espaces verts et les terre-pleins centraux.
** soit 27 terrains de football.

La société Exosun a annoncé avoir achevé la construction de la plus grande centrale photovoltaïque équipée de trackers (suivi solaire) en France pour le compte du développeur et producteur d’énergie renouvelable, La Compagnie du Vent (groupe GDF Suez). En charge de la maîtrise d'œuvre du projet, Exosun sera ensuite responsable de l'exploitation et de la maintenance de la centrale pour une durée de 2 ans.

La centrale de Porette de Nérone, implantée près d'Aghione en Haute-Corse, possède une puissance installée de 3,8 MWc. Elle sera raccordée au réseau et devrait générer une quantité d'électricité équivalente aux besoins de 1.980 foyers dans la région (soit environ 6 235 MWh/an).

La centrale, qui occupe 8,3 hectares de terrain, est équipée de 39 lignes de trackers allant jusqu'à 124 kWc de puissance installée par ligne.

L'Exotrack 1 axe HZ est une technologie innovante conçue et brevetée par Exosun. Ce dernier a pour fonction d'orienter les panneaux photovoltaïques face au soleil du matin au soir, afin d'augmenter la production électrique de la centrale par rapport à celle d’une centrale équipée de structures fixes. Exosun avance le chiffre de + 15%.

« Nous sommes ravis d'avoir pu collaborer avec La Compagnie du Vent, groupe GDF Suez, sur un projet d'une telle envergure » a commenté Frédéric Conchy, Président d'Exosun. Un projet qui en termes d'emplois français représente 21.000 heures travaillés soit environ 16 hommes/an à temps plein.

« Ils nous ont fait confiance pour la conception, le développement et la réalisation du projet qui de plus est équipé de notre nouvelle technologie phare, l’Exotrack 1 axe HZ. C’est une technologie de pointe qui permet d’exploiter l’énergie solaire d’une manière toujours plus efficace, et qui répond aussi aux exigences économiques, techniques, et environnementales de nos clients ». Respectant des normes qualité et environnementales, la centrale de Porette de Nérone a bénéficié d'une double certification ISO 9001 et ISO 14001 ; une première en France pour une centrale équipée de trackers.

La centrale est maintenant dans sa phase de mise en service et devrait produire ses premiers kilowattheures courant mai 2012.

Le groupe nippon Kyocera en association avec SB Energy - filiale du groupe Softbank, spécialisée en énergies renouvelables, a annoncé avoir été sélectionné par la ville de Kyoto pour la construction et l'exploitation communes d'une centrale solaire générant 4,2 MWc. Dans le but de soutenir Kyoto sur la voie de l'indépendance dans le secteur énergétique, le groupe Kyocera fournira les modules solaires, se chargera du design système et de l’approvisionnement en matériel et dirigera également les travaux de construction de ce mégaprojet solaire.

Environ 17 000 modules solaires développant un rendement total de 4,2 MWc seront installés sur 2 sites à Fushimi-ku (Kyoto City). Il sera ainsi possible de produire suffisamment d'électricité renouvelable pour environ 1.000 foyers en énergie*.

SB Energy quant à lui se chargera de l'exploitation de la grande centrale. Le but est de mettre le nouveau système en service avant l'entrée en vigueur d'un nouveau tarif d'alimentation au Japon, le 01 juillet 2012.

Cette installation fera appel à des modules dotés des châssis brevetés antipoussière de Kyocera. La conception spécifique des châssis de modules font que, ni l'eau, ni les poussières ne peuvent s'accumuler à la surface : l'eau de pluie dissout les particules pour être ensuite évacuée par des rigoles de drainage, situées dans les châssis. Ce système permet donc d'empêcher une accumulation de saletés sur la surface en verre, ce qui affecterait bien évidemment la performance des modules.

Ces modules solaires ne sont actuellement disponibles que sur le marché japonais.

* Se base sur une consommation moyenne de 4,193 kWh par foyer.

Une centrale photovoltaïque de 7,5 hectares implantée à Ucciani, dans le centre de la Corse, vient d'être mis en service par une société commune créée entre l'allemand Schott Solar et le français Canopy. Située à 20 km d'Ajaccio, la centrale solaire d'une puissance de 2,2 MWc construite par SADE (une filiale de Veolia) est équipée de 10.000 panneaux photovoltaïques. Concrètement, la centrale d'Ucciani est équipée de panneaux photovoltaïques en silicium multi-cristallin (modèle Schott Perform poly 220), sélectionnés pour leur longévité et leur flexibilité. Le site raccordé au réseau national de distribution d'électricité produira environ 2,86 GWh par an, et alimentera environ 1.000 foyers corses en énergie renouvelable - avec une consommation moyenne de 2 860 kWh par foyer.

Le projet a été initié par Bernard Grimaldi, fondateur de la société corse Kyrnesole, et confié à la joint-venture en juin 2011.

Premier du genre sur la région, ce projet a été fortement soutenu localement. "Nous sommes fiers de ce projet, qui contribue au développement économique de la commune ainsi qu'à l'indépendance énergétique de la Corse" a déclaré Henri Franceschi, maire d'Ucciani. Satisfaite de cette première réalisation, la commune a donné son accord pour la réalisation du second volet du projet de 1,4 MWc, soumis à un appel d’offres 2012.

Tout en restant utilisable pour le pâturage, le terrain communal sur lequel l'installation a été construite rapportera un loyer de 30 000 euros par an à la collectivité pendant 20 ans. De plus, les travaux de génie civil ont été réalisés par une entreprise du village, stimulant ainsi l’économie locale.

"On note un très grand intérêt pour ce type de projets", a souligné Hans-Peter Karpenstein, directeur financier de Schott Solar. "La situation géographique de la centrale d'Ucciani, qui bénéficie d'un fort taux d'ensoleillement, en font un projet particulièrement attractif." Florent Wolff, président de Canopy, tient quant à lui à souligner la progression du solaire en France : "La baisse tendancielle des coûts de l’énergie solaire la rend plus compétitive chaque jour, alors que les énergies traditionnelles voient leurs coûts réels augmenter inexorablement. Les communes qui recherchent l’indépendance énergétique l’ont bien compris."


** Canopy est une société spécialisée dans le développement de projets photovoltaïques et biomasse, tandis que SCHOTT Solar est un fabricant allemand de panneaux photovoltaïques.

Soitec a annoncé le 9 février dernier la signature d'un accord avec la banque Investec Bank, pour financer la construction de la centrale photovoltaïque de 50 mégawatts crête* prévue à Touwsrivier (province de Western Cape) en Afrique du Sud. Investec s'est engagée à financer le projet et à apporter les fonds nécessaires d'ici la fin du deuxième trimestre 2012, à la construction de la centrale, qui sera équipée de systèmes photovoltaïques à concentration (CPV) Concentrix™ de cinquième génération.

En décembre 2011, Soitec a été sélectionné par le ministère de l'Énergie d'Afrique du Sud parmi les projets présentés dans le cadre du programme des producteurs d'énergie indépendants (IPP). Le projet initial proposé par Soitec dans le cadre de ce programme concerne la centrale photovoltaïque de Touwsrivier, qui est située à proximité de la réserve Aquila Private Game, où la société a déjà construit une centrale pilote.

Pour le ministère de l'Énergie d'Afrique du Sud, l'objectif est que les sources d'énergie renouvelable du pays atteignent 42% de la capacité nouvellement installée dans les vingt prochaines années.

"Le plan de financement étant à présent en place, tous les éléments sont réunis pour fournir à l'Afrique du Sud sa première centrale photovoltaïque CPV de grande envergure", a expliqué André-Jacques Auberton-Hervé, Président-Directeur général de Soitec. "Après avoir construit la centrale pilote d'Aquila et la centrale CPV de 500 kW près de Durban, qui a assuré l'alimentation en énergie verte de la récente conférence des Nations Unies sur les changements climatiques, Soitec confirme sa volonté d'aider l'Afrique du Sud à atteindre ses ambitieux objectifs dans le domaine des énergies renouvelables."

Les systèmes Concentrix sont des systèmes photovoltaïques à concentration (CPV) à haut rendement, qui conviennent aux régions où le niveau d'ensoleillement direct est très important comme l'Afrique du Sud. D'après le constructeur, ces systèmes assurent une courbe constante et élevée de production d'énergie pendant toute la journée et peuvent répondre aux pics de demande en électricité.


*Watt crête : Puissance du module photovoltaïque normalisé à un ensoleillement de 1000W/m2, selon le standard photovoltaïque.

La première centrale solaire d'Ile-de-France qui a été inaugurée le 20 janvier dernier à Sourdun (77), en présence de M. Christian Jacob, Député-maire de Provins. Construite à Sourdun, sur un ancien site militaire réhabilité, la première installation au sol de la région couvre une superficie de 15 hectares, dont 12 hectares sont recouverts par près de 20.000 panneaux solaires.

La centrale solaire d'une puissance de 4,5 mégawatts (MW) produira de l'électricité revendue à EDF - ce qui représente l'équivalent à la consommation annuelle de 2.000 habitants. Elle devrait ainsi éviter le rejet annuel dans l'atmosphère d'environ 1.400 tonnes de C02. Le projet mené par la société Sunnco GC a été financé par la Sovafim, la société publique chargée de revendre une partie du patrimoine de l'Etat, à hauteur de 13 millions d'euros. Les coffrets de raccordement DC pour le photovoltaïque ont été fournis par la société Enwi. "Ce projet tient du miracle, il a été réalisé juste avant que la porte ne se ferme", a précisé Daniel Bour, président de Sunnco GC.

"Dans les conditions actuelles, il est peu probable qu'une nouvelle centrale photovoltaïque de cette envergure puisse sortir de terre en Ile-de-France", a indiqué pour sa part Olivier Debains président de la Sovafim.

Inaugurée par le roi d'Espagne en octobre 2011, Gemasolar représente une grande avancée dans le secteur de l'énergie solaire puisqu'elle est la première centrale solaire pouvant produire de l'électricité 24 heures sur 24. C'est à Séville, en Andalousie, qu'est installée Gemasolar, la première centrale solaire commerciale au monde capable de produire de l'électricité même sans soleil, grâce à l'utilisation de sel fondu, en lieu et place du pétrole, comme fluide de transfert. Plus de 2 600 miroirs répartis sur 185 hectares concentrent les rayons du soleil sur un récepteur géant placé au centre de l'installation afin de chauffer le sel liquide. La température, qui dépasse les 500 °C, est bien supérieure à celle des centrales habituelles dont la technologie repose sur des capteurs cylindro-paraboliques. Ces hautes températures génèrent ensuite une vapeur pressurisée plus chaude, qui assure une mise en mouvement plus efficace des turbines. Grâce à la capacité de stockage du sel, la centrale est à même d'injecter de l'électricité dans le réseau jusqu'à 15 heures sans qu'il y ait de soleil, par exemple pendant la nuit et les périodes nuageuses.

Forte d'une capacité de 19,9 MW, Gemasolar peut approvisionner en électricité quelque 27 500 ménages du sud de l'Espagne. Sa production annuelle équivaut au volume d'énergie d'une centrale thermique classique qui consommerait 89 000 tonnes de lignite ou à la transformation de 217 000 barils de pétrole. La centrale devrait par conséquent permettre de réduire les émissions de CO2 de plus de 30 000 tonnes par an.

Un projet phare de l'innovation en matière d'énergie solaire

« Nous voulons nous implanter dans le monde entier et développer l'utilisation de l'énergie solaire à concentration comme source d'énergie durable » a déclaré Enrique Sendagorta, le président de Torresol Energy, une co-entreprise formée par le groupe d'ingénierie espagnol SENER et Masdar, la société publique de mise en valeur des énergies renouvelables d'Abu Dhabi. « Ce faisant, nous contribuerons à la protection de l'environnement pour les générations futures » a t-il ajouté. L'inauguration officielle de Gemasolar a eu lieu en présence du prince héritier d'Abu Dhabi Sheikh Mohammed bin Zayed Al Nahyan et du roi d'Espagne Juan Carlos.

Gemasolar est le projet phare de Torresol Energy. La centrale a récemment reçu de la compagnie américaine CSP Today le prix 2011 de l'innovation technologique commercialisée de l'année et un Ruban d'honneur des European Business Awards.

Ce projet ultramoderne fait figure de pionnier.

La Banque Européenne d'Investissement y a contribué à hauteur de 80 millions d'euros. Gemasolar est l'une des sept centrales solaires à concentration et 19 centrales photovoltaïques financées par la Banque depuis 2006 pour un montant total de 2,6 milliards d'euros.

La compagnie OseSol a mis au point une structure photovoltaïque flottante à faible coût et adaptable à tous types de bassins. Depuis fin novembre 2011, une installation d'une puissance de 4 kWc est fonctionnelle sur un plan d'eau en Vendée après avoir reçu les validations techniques et règlementaires nécessaires en partenariat avec l'Institut Catholique des Arts et Métiers (ICAM) de Nantes.

Ce nouveau concept de centrale, composée de panneaux photovoltaïques reposant sur une structure flottante, est l'aboutissement d'une étude menée depuis décembre 2010. En collaboration avec des entreprises françaises et européennes, cette technologie a fait l'objet d'un dépôt de brevet en mai 2011.

Osesol a travaillé en partenariat avec L'ICAM de Nantes pour la modélisation et les calculs de structures. L'ICAM a entamé la phase d'étude finale au mois de septembre 2011 et a validé notamment la conception pour la tenue à la tempête, aux vagues, au givre et à la neige.

D'après OseSOln ce procédé breveté permet de répondre aux exigences réglementaires et environnementales tout en proposant une solution économique. En effet, ces centrales offrent un coût de revient énergétique extrêmement faible puisqu'avec cette technologie, Osesol atteint la parité réseau dès 2011 en proposant un coût de production du kWh photovoltaïque inférieur à 0,15 euros. Cette performance peut être obtenue pour des centrales de petite taille (dès 32 kWc) jusqu'à plusieurs MWc. Par exemple, dans des conditions normales de production (Sud et Ouest de la France), le prix de revient du kWh électrique photovoltaïque est inférieur à 0,12 euros !

Exploiter le potentiel de ces bassins permet de créer une énergie locale proche du consommateur.

La technologie proposée par Osesol s'avère performante puisqu'un bassin d'1,5 hectare équipé d'une centrale peut produire 1.200 MWh/an soit l'équivalent de la consommation électrique annuelle de 400 foyers. Une fois équipés, les bassins présentent de nouveaux avantages à la fois écologiques et économiques.

Sur le plan écologique, l'évaporation de l'eau et la prolifération des algues sont limitées. La performance des panneaux est quant-à elle optimisée par refroidissement naturel de ceux-ci ; ainsi, au plan économique : en plus du faible coût de revient de l'électricité, on peut imaginer que ces centrales renforceront la faisabilité d'un certain nombre de projets. Pour un agriculteur, s'équiper d'une centrale de ce type lui permettra de rentabiliser la création d'un bassin d'irrigation. Pour un industriel ou une collectivité, la lagune sera optimisée au plan économique.

Par leur conception, les centrales sont non polluantes : les panneaux à base de silicium amorphe sont nettement moins impactants sur l'environnement que les panneaux classiques au silicium cristallin. Toutes les parties métalliques ayant été supprimées, les centrales deviennet facilement recyclables et affichent un temps de retour énergétique inférieur à un an et un temps de retour carbone inférieur à 5 ans. L'appareil de production des supports flottants sera disponible à partir de février 2012, tandis que les premières installations débuteront en mars sur le territoire national puis à l'international.

Par ailleurs, l'autorisation administrative à été obtenue pour une première installation de 100 kWc sur sur la lagune d'épuration d'un abattoir de canards de La Pommeraie sur Sèvre (85).

Le nouveau parc solaire situé à Laruscade en Gironde, composé de 12.700 panneaux solaires photovoltaïques en silicium polycristallin, a été entièrement conçu par Siemens pour le compte de Chantre Davanière. Récemment mis en service, la centrale de 3,5 MWc qui s'étend sur 6,9 hectares permettra de produire l'équivalent de la consommation de 1.600 foyers.

La Gironde est connue comme étant une région plate et très ensoleillée, un emplacement idéal pour mener à bien ce type de projet. Jean-Paul Labeyrie, Maire de Laruscade, s'explique : "Notre commune souhaite s'engager en faveur des énergies renouvelables, en particulier le photovoltaïque. Nous avons confiance en ce type d'installations et espérons que cette ferme solaire, la première de la région, donnera l'exemple aux collectivités voisines. De plus, ce type de projet, porté par des acteurs locaux, garantit un réel respect de notre territoire."

Après un développement du projet par la société PHOTEÏS, à la demande du propriétaire des terres et tenu par des délais très courts, le contrat de Laruscade a été signé en mars 2011 et le chantier a débuté en avril 2011.

"Cette nouvelle installation dans la région de Bordeaux est une grand fierté : Siemens en a été le maître d'oeuvre et nous assurerons aussi les prestations d'exploitation et de services à valeur ajoutée. Ce parc illustre parfaitement notre savoir-faire pour la réalisation de fermes photovoltaïques" a confirmé Olivier Gueydan, directeur du Secteur Energy. En qualité de maître d’oeuvre, Siemens a été chargé des travaux de génie civil, des infrastructures de la centrale, de la fourniture des panneaux solaires, des supports, des onduleurs et des transformateurs, de l’appareillage basse et moyenne tension, ainsi que du raccordement au réseau et du système de contrôle commande.

Au terme des 25 ans prévus pour l'exploitation de la centrale de Laruscade, le démantèlement et l'enlèvement des câbles enterrés est prévu dans le respect de l'environnement. De plus, les panneaux sont recyclables à plus 90%.