Avec des prix élevés et des rendements faibles, 15% pour les meilleurs, les panneaux photovoltaïques délivrent une électricité verte très onéreuse. Une solution pour en diminuer le prix de revient consiste à augmenter la production quotidienne en plaçant les panneaux sur des suiveurs solaires, « trackers » en anglais, « héliostats » pour les puristes. C’est le produit phare d’Exosun, une start-up girondine qui vient de lever 4,5 millions d’euros auprès de Capénergie (Crédit Agricole).

Une programmation « astronomique » basée sur les coordonnées GPS des panneaux

Sur le plan mécanique, l’Exotrack, le tracker d’Exosun (voir photo ci-dessus, crédit Exosun), est plutôt simple. C’est d’ailleurs exactement ce que l’on attend d’un tel dispositif pour des raisons évidentes de coût et de maintenance. Un système d’engrenages classique repose sur une structure en béton, elle-même scellée à un socle enterré d’environ un demi-mètre cube du même matériau. La motorisation étant partagée par une ligne de dix à vingt trackers, reliés entre eux par une tringlerie métallique. Deux moteurs assurent le mouvement Est-Ouest, dit « journalier », et le mouvement Nord-Sud, dit « saisonnier ». Leur consommation ne dépasse pas 0,5% de la production électrique de la centrale. Chaque tracker supporte six à neuf mètres carrés de panneaux, résiste à des vents de 140 km/h tout en restant fonctionnel, et peut encaisser 200 km/h en berne.

Reste à gérer l’orientation des panneaux en fonction de la position du soleil. En théorie, il suffit d’orienter les panneaux vers la zone la plus lumineuse du ciel, grâce à des capteurs de luminosité par exemple. Exosun a écarté cette solution. « Les systèmes à base de capteurs ne sont pas performants dans les zones tempérées. Le défilement des nuages perturbe le système, et les trackers bougent sans cesse. Nous utilisons une programmation astronomique, basée sur la position géographique des panneaux », explique Daphné de Baritault, Chef de Produit Marketing d’Exosun.

Concrètement, le système de contrôle se contente des coordonnées GPS de la centrale pour piloter l’orientation des panneaux. La rotation s’effectue par tranche de 2 degrés, et non sur une base temporelle. En clair, le tracker ne tourne pas toutes les « n » minutes, mais pivote de 2° dès qu’il accuse un retard d’un degré par rapport à la normale du soleil (au sens géométrique).

Autre paramètre important pour la rentabilité d’une centrale solaire : la densité des panneaux. « Ils se font de l’ombre entre eux. Notre programmation utilise donc le « back tracking ». C’est à dire la recherche d’un compromis entre l’exposition maximum d’un seul panneau et l’exposition globale de l’ensemble », précise Daphné de Baritault. D’après Exosun, le ratio surface/puissance atteint 3,5 ha/MWc (Mégawatt crête, unité de mesure de la puissance maximale des cellules photovoltaïque) contre 4,5 à 6 ha/MWc avec les trackers concurrents.

Les centrales à concentration solaire, future cible d’Exosun

Selon Exosun, la production dépasse de 30% celle des panneaux fixes. Le surcoût est du même ordre, autour de 33% (estimation Cleantech Republic, Exosun ne communiquant pas sur ses prix et indiquant un surcoût de 20%). Le retour sur investissement des deux solutions (fixes ou mobiles) serait donc atteint dans des délais similaires, un peu plus d’une dizaine d’années. La durée de vie d’une centrale photovoltaïque avoisinant les vingt ans, la balance penche à l’évidence du coté des trackers. Exosun a ainsi convaincu sa propre ville, Martillac, d’installer la première centrale solaire française équipée de capteurs mobiles. Ce site pilote d’une puissance modeste de 100 kWc est exploité par EDF Energies Nouvelles et soufflera sa première bougie en septembre 2009. Des projets plus conséquents sont en cours, notamment une centrale de 2 MWc dans les Landes.

Reste que la technologie somme toute mature des suiveurs solaires s’accompagne de coûts pratiquement incompressibles. Or, les performances des cellules photovoltaïques devraient en toute logique progresser fortement, et leur prix diminuer… réduisant inéluctablement l’avantage économique des trackers pour les fermes PV. Peut-être la raison pour laquelle Exosun se tourne d’ores et déjà vers les centrales à concentration solaire et les moteurs à air chaud…

Fiche technique de l’Exotrack

• Angle azimutal (mouvement est-ouest) : 170° (+/- 85°)
• Angle zénithal (inclinaison) : de 20° à 80°
• Surface embarquée : 6 à 9 m² (compatible avec tous types de panneaux PV)
• Résistance au vent : 100 km/h en fonctionnement (200 km/h en position de sécurité)
• Charge maximum supportée par les modules (ex : neige, vent): 900 kg
• Garantie 10 ans

Exosun en bref

• Création : juin 2007 par Frédéric Conchy
• Localisation : basée à Martillac, Gironde
• Activité : bureau d’étude dédié à l’optimisation de la production des centrales solaires
• Effectif : 38 dont 75% d’ingénieurs
• Financement : levée de fonds 4,5 M€ en mars 2009.

Sur le même thème : photovoltaïque, Solaire