Scientifiquement prouvé: rendement solaire élevé
Les installations photovoltaïques dans les Alpes ne doivent pas être opposées à celles dans les plaines. Les deux types présentent des inconvénients et des avantages, et se complètent. Toutefois: comme la science le montre, les installations en montagne sont extrêmement efficaces.
Suite à la conférence de Paris sur le climat en 2015, le Conseil fédéral a décidé en 2019 que la Suisse ne devait pas émettre plus de gaz à effet de serre d’ici 2050 que des accumulations naturelles et techniques ne peuvent en absorber. Ces émissions nettes nulles jusqu’en 2050 requièrent une décarbonisation rapide. L’abandon des combustibles fossiles augmente le besoin d’électricité renouvelable. Pour respecter les objectifs fixés par la Suisse en matière de climat, il faut atteindre jusqu’en 2035 une production photovoltaïque annuelle d’au moins 39 térawattheures. À ce jour, la production n'est que de quelque 3 térawattheures.
«Les données météorologiques de Grengiols-Solar soutiennent l’évaluation des risques naturels possibles.»
Peter Aschilier —
responsable du Service régional de la sécurité
Le photovoltaïque en plaine
En plaine, il existe certes nombre de toitures et autres infrastructures qui pourraient être couvertes de panneaux solaires. Le potentiel existe. Seulement: pouvoir exploiter ce potentiel en temps utile, par exemple sur les toits et les façades d’entreprises et d’immeubles de particuliers, sans fixer d’obligation n’est pas réaliste, et même dans ce cas, cela prendrait beaucoup trop de temps pour pouvoir atteindre les objectifs climatiques que la Suisse s’est fixée.
Un potentiel réalisable bien plus bas
En Suisse, le potentiel théorique des installations photovoltaïques sur les toits est de 55'000 gigawattheures par an, et pour les façades de 15'000 gigawattheures, soit un total d’environ 70'000 gigawattheures. Afin d’atteindre les objectifs climatiques de la Suisse dans les délais, il faudrait équiper 95% au total de tous les toits suisses avec des installations photovoltaïques d’ici 2035. Voilà pour la théorie. Des études de la Haute école des sciences appliquées de Zurich (ZHAW) montrent qu’un peu moins de la moitié seulement du potentiel photovoltaïque des toits a été exploitée jusqu’à présent. Étant donné que tous les bâtiments ne seront probablement pas équipés avec des installations photovoltaïques d’ici 2035, la ZHAW s’attend à ce que seulement 10’000 à 20’000 gigawatts puissent être réalisés sur les 70’000 gigawatts prévus. Regardez la vidéo :
Seule une fraction du potentiel des plaines peut être réalisée. Explications du professeur Jürg Rohrer lors d’un événement de Swissolar du 22.02.23.
Le photovoltaïque en alpin
Durant les mois d’hiver notamment, la Suisse a besoin d’électricité qu’en règle générale, elle doit importer de l’étranger actuellement. Dans les régions de montagne spécialement, on peut aussi produire beaucoup d’électricité en hiver grâce à un fort ensoleillement, peu de brouillard, des basses températures et la réflexion du soleil sur les surfaces enneignées. Des installations tests (p. ex. installation alpine de Totalp Davos, installation de plaine de Wädenswil) montrent que le rendement annuel d’une telle installation dans les Alpes est une fois et demie à deux fois plus élevé que dans le plateau. De plus, une installation en montagne fournit la moitié de sa production annuelle en hiver, alors que cette production est seulement d’un quart en plaine. Par conséquent, quelque trois à quatre fois plus d’électricité peut être produite en hiver en montagne par superficie par rapport à la plaine.
Des mesures à long terme de la Haute école des sciences appliquées de Zurich (ZHAW) montrent que le rendement de l’énergie photovoltaïque dans les zones alpines est beaucoup plus élevé en hiver qu’en plaine. La courbe gris-bleu montre le rendement d’une installation expérimentale sur le plateau (Wädenswil, ZH), la courbe marron montre le rendement d’une installation expérimentale à une altitude de 2’500 mètres (Totalp près de Davos).
Pour atteindre l’objectif net nul jusqu’en 2050, la Suisse doit décarboniser sont système énergétique jusqu’en 2035 déjà. Cela n’est réalisable qu’avec une extension fortement accélérée du photovoltaïque, et donc une expansion renforcée des installations photovoltaïques, tant en plaine que dans les Alpes.
Avantages et inconvénients
Installations photovoltaïques isolées dans les Alpes
Avantages
Davantage d’heures d’ensoleillement et production plus élevée
Davantage d’électricité hivernale par surface
Installations de grandes surfaces en raison des conditions de place
La main d’œuvre spécialisée est utilisée de manière plus efficace (peu construisent de plus grandes installations)
Moins de propriétaires devant opter pour une installation
Extension rapide possible
Inconvénients
Nuisance pour le paysage
Coûts d’investissement élevés
Installations photovoltaïques intégrées dans des infrastructures de plaine
Avantages
Exploitation d’infrastructures existantes
Pas de nuisance pour le paysage
Coûts d’investissement plus bas
Acceptation sociale
Inconvénients
Peu d’heures d’ensoleillement, production moindre
Faible efficacité, car uniquement petites surfaces disponibles
De nombreux propriétaires doivent se décider pour une installation, ce qui peut retarder la réalisation.
Sources
J. Rohrer, «Ausbau der Stromproduktion aus Photovoltaik in der Schweiz: Bedarf, Potential und Umsetzung», Juli 2020, doi.org/10.21256/zhaw-2654.
D. Anderegg, S. Strebel, J. Rohrer, «Photovoltaik-Potenzial auf Dachflächen in der Schweiz Synthese aus Sonnendach.ch und einer repräsentativen Stichprobe an Dachbelegungen», Juni 2022, doi.org/10.21256/zhaw-2425
ZHAW, «Alpenstrom Davos», ZHAW Institut für Umwelt und Natürliche Ressourcen IUNR. www.zhaw.ch/de/lsfm/institute-zentren/iunr/oekotechnologienenergiesysteme/erneuerbare-energien/solarenergie/alpenstrom-davos
D. Anderegg, S. Strebel, J. Rohrer, «Photovoltaik Versuchsanlage Davos Totalp Messergebnisse Winterhalbjahr 2020/2021», ZHAW, IUNR Institut für Umwelt und Natürliche Ressourcen, Wädenswil, Messbericht, Mai 2021.
Das Schweizer PV-Potenzial basierend auf jedem Gebäude: https://www.researchgate.net/publication/332013577_Das_Schweizer_PV-Potenzial_basierend_auf_jedem_Gebaude
Winterstromstudie BFE: https://opendata.swiss/de/dataset/studie-winterstrom-aus-photovoltaik-produktionsprofile-aller-schweizer-gemeinden
Potential for Building Integrated Photovoltaics: https://iea-pvps.org/wp-content/uploads/2020/01/rep7_04.pdf
Solarstrom auf Infrastrukturanlagen und Konversionsflächen: https://f.hubspotusercotent40.net/hubfs/7195893/Studie%20InfraSolaire_Endbericht.pdf
Alpenstrom jetzt!: https://www.kulturen-der-alpen.ch/downloads