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Photovoltaïque : le dessous des cartes

Industrie et  Technologies
Alors que les énergies renouvelables se développent, le cabinet de conseil Alcimed nous explique comment les projets de données cartographiques peuvent aider à choisir les zones d'implantation.


On constate que bien souvent le choix de l'implantation d'une nouvelle installation solaire se fait au cas par cas, et n'est que très rarement précédé par une évaluation du potentiel solaire du site et de son environnement. Mais peu à peu les investisseurs soucieux d'optimiser leurs placements s'intéressent de près à l'exploitation de données cartographiques, afin d'obtenir des caractéristiques clés sur l'endroit ciblé. Mais les données disponibles et exploitables dans les zones rurales et urbaines demeurent très inégales.

Pour les zones rurales, où l'on réalise de grandes installations au sol, des cartes d'irradiation solaire sont utilisées. Elles permettent d'estimer la quantité d'énergie que l'installation fournira par an. A l'échelle européenne, différents projets financés par la Commission Européenne publient de telles cartes indiquant le potentiel annuel en kWh/m² pour un site donné.

« Des cartes d'irradiation solaire, comme par exemple le projet européen PV-GIS, (Photovoltaic Geographical Information System) permettent d'évaluer une région par rapport à son potentiel photovoltaïque. PV-GIS s'appuie sur une résolution précise à 1 km qui le destine donc à être utilisé pour des installations de grande échelle en zone rurale », constate Christian Oeser, consultant au sein de l'activité Energie d'Alcimed. Cette société de conseil et d'aide à la décision est spécialisée dans les sciences de la vie (santé, biotech, agroalimentaire), la chimie, les matériaux et l'énergie, ainsi que dans les industries de hautes technologies.




La carte d'irradiation solaire établie pour la France
dans le cadre du projet européen PV-GIS


En ce qui concerne les zones urbaines, la réalisation d'installations photovoltaïques nécessite en revanche des données cartographiques plus précises. En effet, les installations étant de taille variable et majoritairement montées sur des toitures, l'analyse du potentiel solaire repose sur une estimation des surfaces de toits utilisables, que l'on couple ensuite avec des données sur l'irradiation solaire, afin de déterminer le potentiel annuel d'une zone habitée (en kWh d'électricité photovoltaïque produite).

Les types de données cartographiques utilisées lors de l'estimation des surfaces de toits dépendent de la précision visée. La consultation d'images aériennes donne souvent un premier ordre de grandeur, et l'extraction des surfaces de toits utilisables se fait alors encore très souvent à la main en fonction des couleurs et de la géométrie des toitures.

« Aujourd'hui, des images aériennes issues de sources telle Google Earth sont fréquemment utilisées par des acteurs de la filière solaire, afin d'avoir une première idée du potentiel solaire d'un quartier ou d'une ville. Le manque de précision de cette approche est contrebalancé par des coûts d'accès peu élevés », explique Christian Oeser.

Cartographier chaque toit urbain

Une estimation plus précise et surtout plus fiable des surfaces de toits nécessite d'avoir recours à des données topographiques sur la hauteur des bâtiments et la forme géométrique des toits. Des cartographes réalisent actuellement des reproductions de villes en trois dimensions, effectuées à l'aide d'un laser embarqué dans un avion. Ces modèles permettent de tenir compte de différents paramètres comme l'ombrage des toits et leur inclinaison. Cependant, ces données coûtent cher et n'existent encore que de manière ponctuelle pour le moment.

L'utilisation de tels modèles dans la filière photovoltaïque représente aujourd'hui une voie en développement avec des projets pionniers. Ainsi, la ville d'Osnabrück au nord de l'Allemagne a été scannée au sein du projet de recherche Sun-Area. Les résultats, accessibles en ligne, donnent les surfaces de toits utilisables pour l'ensemble du parc immobilier. La cartographie et ses développements actuels présentent donc un levier d'amélioration considérable pour évaluer en amont et de manière plus fine le potentiel des projets.

Parallèlement, les acteurs impliqués dans l'installation de systèmes photovoltaïques gagnent en expérience et prennent en compte un nombre croissant de paramètres dans le choix d'un site. « L'identification des sites les plus prometteurs pour des installations photovoltaïques nécessite en effet la prise en compte de nombreux paramètres supplémentaires comme la possibilité de raccordement au réseau électrique ou encore l'acceptation de la population locale », conclut Vanessa Godefroy, responsable de l'activité Energie d'Alcimed.

Edité par Jean-François Prevéraud

Pour en savoir plus : http://www.alcimed.com

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