L’éolien et le photovoltaïque sont des énergies de plus en plus prisées pour leur efficacité, leur fiabilité, leur résilience et leur complémentarité. Ces énergies en plein essor sont actuellement parmi celles les plus utilisées pour les avantages respectifs qu’elles délivrent.
Depuis 2016, GROUPE ROY ÉNERGIE s’engage pour le climat et l’environnement en étant au plus près des avancées technologiques de la filière. C’est pourquoi, dans cet article, nous évoquons l’actualité sur cette remarquable combinaison hybride énergétique.

Quels sont les chiffres clés du secteur ?

Les énergies renouvelables à fin 2022

D’après le dernier rapport du Ministère de la Transition énergétique, les énergies renouvelables sont en progression de 89 % depuis 2005 (179 TWh – terawatt-heure).

En 2021, avec 339 TWh, elles représentent 19,3 % de la consommation finale brute d’énergie. La loi de 2019 relative à l’énergie et au climat fixe pour la France un objectif de 33 % d’énergie produite à partir de sources renouvelables dans la consommation finale brute d’énergie en 2030.

La décennie en cours est donc décisive et marque l’entrée dans l’ère des énergies propres.

Les prévisions de l’éolien et du solaire en 2027

Nous vous rapportons ici les résultats de l’analyse et des prévisions pour 2027, sur l’évolution des capacités électriques installées dans le Monde, selon le scénario principal de l’Agence internationale de l’énergie (AIE).

En 2021, la production primaire d’énergies renouvelables est répartie comme suit :

• la biomasse (38 %) ;
• l’hydraulique renouvelable (17 %) ;
• les pompes à chaleur (12 %) ;
• l’éolien (11 %) ;
• les biocarburants (6 %) ;
• le solaire (4 %) ;
• …etc.

Même si le poids de l’éolien et du solaire semble faible dans la production globale d’énergies renouvelables, ces deux filières connaissent une croissance rapide dans le Monde. En 2021, près de 226 GW (gigawatt) ont été installées. Et d’ailleurs, l’AIE prévoit d’ici 2027 une hausse de presque 60 % de production d’énergie solaire en France.

En d’autres termes, les capacités photovoltaïques mondiales pourraient tripler d’ici là. En puissance cumulée, elles dépasseraient donc le seuil de capacités hydroélectriques installées en 2024, des centrales à gaz en 2026 et de celles à charbon en 2027.

Ainsi, ce rapport favorable encourage au développement de mix-énergétique. Il confirme l’intérêt de marier dès maintenant les deux énergies renouvelables que sont l’éolien et le photovoltaïque pour créer un système hybride et résilient de production d’électricité. Cette approche écologique permet concrètement de tirer parti des avantages de chaque technologie tout en atténuant leurs inconvénients respectifs.

Généralement, comment fonctionne un système hybride ?

Un système hybride éolien et photovoltaïque est une installation qui combine l’utilisation de l’énergie éolienne et de l’énergie solaire pour produire de l’électricité. L’idée derrière cette combinaison est d’exploiter les avantages des deux sources d’énergie renouvelable pour assurer une production d’électricité plus stable et continue.

L’énergie éolienne et son fonctionnement

Les éoliennes captent l’énergie cinétique du vent et la convertissent en électricité à l’aide de générateurs. Les pales de l’éolienne tournent sous l’effet du vent, produisant ainsi de l’électricité. Ce processus est plus efficace lorsque le vent souffle à une vitesse suffisamment élevée.

L’énergie photovoltaïque et son fonctionnement

Les panneaux solaires photovoltaïques convertissent la lumière du soleil en électricité à l’aide de cellules photovoltaïques. Lorsque la lumière solaire frappe les cellules, elle génère un courant électrique continu.

Le fonctionnement du système hybride mariant ces 2 énergies

Le système hybride combine ces deux sources d’énergie pour optimiser la production d’électricité. L’avantage de cette approche est que les fluctuations de production dues aux conditions météorologiques sont compensées par l’utilisation des deux sources. Par exemple, les jours où l’énergie éolienne est moins abondante, les panneaux solaires peuvent fournir davantage d’électricité, et vice versa.

Comment ces deux énergies sont stockées ?

Dans certains systèmes hybrides, un dispositif de stockage de l’énergie peut être utilisé pour stocker l’électricité produite en surplus lorsque les conditions sont favorables (par exemple, lorsque la demande est faible ou lorsque les conditions météorologiques sont optimales). Cela permet d’utiliser cette électricité stockée lorsque la production est faible ou la demande élevée.

Des exemples de solutions hybrides possibles

En Europe, depuis quelques années, de nombreux acteurs des énergies renouvelables expérimentent des systèmes hybrides. Loin d’être exhaustifs, nous vous présentons ci-après quelques dispositifs expérimentaux observés.

Des systèmes couplés sur un même site

Il s’agit de la solution la plus conventionnelle. Des éoliennes et des panneaux solaires sont installés sur le même site partagé. Ainsi les deux technologies coexistent sur la même infrastructure énergétique en partageant les équipements de stockage et de distribution.

Des micro-réseaux hybrides

Dans certaines régions éloignées ou isolées, les micro-réseaux hybrides combinent l’éolien et le photovoltaïque pour fournir de l’électricité aux communautés locales. Ces systèmes sont souvent associés à des systèmes de stockage d’énergie pour assurer une alimentation stable.

Des modules couplant éoliennes et panneaux solaires

Un système combiné à axe vertical, compact et installable sur toit plat, est en cours d’expérimentation.

Quels sont les avantages d’allier le solaire photovoltaïque et l’éolien?

Bien que l’énergie solaire soit plus abondante en été (ou du moins, lorsque le taux d’ensoleillement est le plus élevé), en combinant les deux sources, on peut avoir une production d’électricité plus stable tout au long de l’année. Voici les avantages d’allier l’énergie solaire à l’énergie éolienne.

1. Complémentarité : L’énergie éolienne et l’énergie solaire ont souvent des modèles de production complémentaires. Par exemple, l’énergie éolienne peut être plus abondante la nuit ou en hiver, tandis que l’énergie solaire atteint son pic pendant la journée et en été. En combinant les deux sources, on peut tirer parti de cette complémentarité pour assurer une production d’électricité plus stable tout au long de l’année.
2. Utilisation optimale de l’espace : En combinant les éoliennes et les panneaux solaires sur un même site, on peut exploiter de manière optimale l’espace disponible, en utilisant les zones qui ne sont pas adaptées à l’installation d’éoliennes pour les panneaux solaires, et vice versa.
3. Diversification des sources d’énergie : L’alliance de l’éolien et du photovoltaïque permet de diversifier les sources d’énergie utilisées pour la production d’électricité, ce qui peut contribuer à accroître la résilience du système énergétique et à réduire la dépendance à une seule source.
4. Réduction des émissions de gaz à effet de serre : En utilisant l’énergie éolienne et solaire, on évite l’utilisation de combustibles fossiles pour la production d’électricité, ce qui permet de réduire les émissions de gaz à effet de serre et de lutter contre le réchauffement climatique.
5. Durabilité et énergie renouvelable : Les deux sources d’énergie, éolienne et solaire, sont renouvelables et inépuisables à l’échelle humaine, ce qui en font des options durables et respectueuses de l’environnement pour répondre aux besoins énergétiques actuels et futurs

Comment maîtriser les variations de production et tirer le meilleur parti des différentes sources d’énergie ?

La combinaison d’énergie éolienne et photovoltaïque peut permettre de réduire les variations de production et d’améliorer l’efficacité de la production d’électricité. En effet, les deux énergies sont produites à des moments différents : l’énergie solaire est produite principalement pendant la journée, alors que l’énergie éolienne est produite principalement la nuit. Ainsi, les deux sources peuvent se compléter et réduire les variations de production. Cette maîtrise de la production optimise la complémentarité saisonnière.

Les variations de production peuvent être pilotées grâce à des systèmes intelligents.

En intégrant des systèmes de suivi à distance de centrale solaire, on peut augmenter leur efficacité et optimiser leur production d’électricité en fonction de la position du soleil tout au long de la journée. Cela permet de mieux coordonner la production solaire avec la production éolienne.

Ainsi, les systèmes hybrides éolien-photovoltaïque peuvent bénéficier d’un contrôle et d’une gestion intelligente. Des algorithmes avancés anticipent les variations de la production d’énergie et ajustent la distribution entre les deux sources en temps réel pour assurer une production stable et une utilisation efficace de l’électricité.

En combinant l’énergie éolienne et l’énergie solaire, on peut finalement obtenir un système hybride plus fiable, durable et efficace, capable de répondre aux besoins énergétiques de manière plus cohérente et stable.

Le bilan de la combinaison de l’éolien et du solaire : une meilleure utilisation des énergies renouvelables

En conclusion, combiner l’éolien et le photovoltaïque offre de nombreux avantages, notamment la complémentarité des sources, l’utilisation optimale de l’espace et la diversification des sources d’énergie. Cela contribue également à une réduction des émissions de gaz à effet de serre en favorisant une production d’électricité plus propre et respectueuse de l’environnement.