Rapport CAS Technologies competitives - D'Dline 2020

L’électricité solaire
2 Solaire photovoltaïque à concentration
Cette technologie solaire repose l’utilisation de dispositifs optiques (lentilles de
Fresnel, optiques de Cassegrain) pour concentrer la lumière du soleil sur de
minuscules cellules photovoltaïques multicouches à très haut rendement. Les
rendements des cellules sont supérieurs à ceux des autres filières (le record est
détenu par l’entreprise américaine Solar Junction avec 43,5 %). Dans les cellules à
concentration, les cellules multi-jonctions couvrent une faible part de la surface, le
reste étant constitué par les dispositifs optiques de concentration qui peuvent être en
plastique 1 : le faible coût de ces dispositifs permet alors de compenser le coût élevé
de la cellule au cm 2 .
Les modules sont majoritairement de grande taille et posés obligatoirement sur
suiveurs solaires (trackers). Les centrales ont vocation à être déployées dans les pays
de la ceinture solaire de la planète (ou sunbelt) − régions au ciel limpide de latitude
inférieure à 35-40 dans les deux hémisphères Nord et Sud à l’exemple du pourtour
méditerranéen 2 − sous forme de dizaines, voire de centaines de mégawatts. En effet,
cette technologie ne valorise que l’ensoleillement direct et par conséquent, ne trouve
sa légitimité que dans des zones très ensoleillées (soumises à une radiation directe
supérieure à 1 800 kWh/m²/an).
2.1. Marché et filières industrielles du CPV
L’année 2011 a marqué le décollage du marché photovoltaïque à concentration (CPV).
Il y a encore peu de temps, la puissance cumulée des centrales CPV en développement
ou en service dans le monde était anecdotique : seulement quelques dizaines
de MW cumulés, principalement en Espagne, aux États-Unis ou encore en Australie
(concurrence technologique du solaire photovoltaïque classique et du solaire
thermique à concentration). Mais les choses sont en train de changer avec l’annonce
ces derniers mois de projets de fermes géantes. Le cabinet américain GTM Research
prévoit ainsi le passage d’un marché CPV installé de 5 MW en 2010 à 1 GW en 2015.
Les plus gros projets connus à ce jour atteignent 150 MW de puissance.
Une poignée d’acteurs domine ce marché dont le français Soitec (avec le rachat de
l’Allemand Concentrix). De même, seuls quelques pays sont pour l’instant concernés
par le solaire CPV, mais plusieurs indices laissent présager que le marché va s’ouvrir à
d’autres territoires.
Soitec a récemment mis en exploitation un site de démonstration de 500 kW à Rians
(Var) et est engagé dans plusieurs projets de plusieurs centaines de MW. De son côté,
la start-up Heliotrop a raccordé au réseau un module HCPV (High CPV) sur le site du
CEA à Cadarache (Alpes-de-Haute-Provence) ; à noter aussi le développement
d’Exosun, fabricant de trackers, et des fabricants d’optiques.
(1) Des sociétés comme Amonix, Arima ou Opel Solar utilisent des lentilles de Fresnel en acrylique
(PMMA pour polyméthacrylate de méthyle).
(2) Dans la ceinture solaire, on compte de nombreuses zones de grande densité de population : le
sud de l’Europe, le sud des États-Unis, la Chine, l’Inde, l’Afrique du Nord, le Moyen-Orient, etc. Les
pays de la ceinture solaire représentent près de 80 % de la population mondiale mais leur part dans
la consommation d’énergie mondiale n’est que de 40 %.
Centre d’analyse stratégique - 113 - Août 2012
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