Canicule et solaire photovoltaïque : quand le soleil lui-même devient l’ennemi

La péninsule ibérique est depuis longtemps considérée comme l'une des régions d'Europe les plus prometteuses en matière de développement de l'énergie solaire. Avec un ensoleillement abondant, des politiques de soutien et une capacité installée croissante dépassant 25 GW rien qu’en Espagne, la région s’est positionnée comme une centrale d’énergies renouvelables. Cependant, une étude récente de l'Université d'Évora au Portugal a permis de constater une réalité qui donne à réfléchir : en cas de canicule, les centrales photovoltaïques de la région peuvent subir des pertes horaires allant jusqu'à 90 %. Cette découverte remet en question les hypothèses de longue date sur la fiabilité de l'énergie solaire et soulève des questions cruciales sur la manière dont l'industrie doit s'adapter au réchauffement climatique.

L'étude publiée dans l'International Journal of Climate Change Strategies and Management comprenait l'analyse des données de production horaires-collectées à partir de trois centrales solaires photovoltaïques à travers la péninsule ibérique, dont la centrale Zebro située au Portugal (37,06 kW), la centrale Ariza de Saragosse en Espagne (15 kW) et la centrale Amibil également de la ville de Saragosse (64,5 kW). Les chercheurs ont évalué l'impact de quatre vagues de chaleur majeures reconnues par l'AEMET et l'IPMA, dont deux se sont produites en Espagne en juillet-août 2024 et juin 2025 et deux autres au Portugal en août 2024 et mai-juin 2025. Les vagues de chaleur survenues en 2024 se sont révélées les plus dommageables avec des températures atteignant 39,4 degrés au Portugal et 38,9 degrés en Espagne.

Pour garantir la rigueur analytique, les chercheurs ont comparé les données de production avec les informations météorologiques de l'ensemble de données de réanalyse ERA5-Land, validées à l'aide d'une station météo installée à côté de l'usine Amibil. La validation a montré un fort accord, avec des coefficients de corrélation allant jusqu'à 0,95 pour la température de l'air et 0,98 pour l'irradiance horizontale globale.

Les résultats sont frappants. La plus forte baisse horaire du taux de performance a atteint 90,4 % à l’usine Amibil lors de la canicule espagnole de 2024. En d’autres termes, pendant une heure complète, cette centrale photovoltaïque a généré à peine un-dixième de sa production attendue. L'étude a documenté un creux horaire maximum de 90,44 %. Même si les pertes quotidiennes ont été plus modestes-la plus importante enregistrée était de 17,59 % à l'usine de Zebro lors de la canicule portugaise de 2025-la concentration des pertes pendant les heures de pointe présente un sérieux défi opérationnel.

Il est encourageant de constater que les chercheurs ont noté que les performances photovoltaïques se rétablissaient généralement le même jour ou le lendemain une fois le stress thermique diminué. Cependant, le fait que des pertes aussi dramatiques puissent survenir même pendant de courtes périodes de températures extrêmes-y compris en dehors des périodes de canicule officiellement classées-suggère que le problème pourrait être plus répandu qu'on ne le pensait auparavant.

Pourquoi les vagues de chaleur créent-elles des pertes aussi extrêmes ? La raison se trouve dans le contexte de la technologie photovoltaïque. Les températures élevées diminuent l'efficacité des systèmes de silicium cristallin et, par conséquent, les performances des modules sont réduites de 0,3 - 0,5 % pour chaque degré supérieur à 25 degrés. Lorsque les vagues de chaleur arrivent, la température peut atteindre environ 70 degrés, accélérant ainsi la détérioration des encapsulants et des câbles. Cela peut également entraîner un déclassement thermique.

L'étude attribue les pertes principalement aux températures de fonctionnement plus élevées et au déclassement thermique de l'onduleur plutôt qu'à la durée globale des vagues de chaleur. Il s’agit d’une distinction importante : ce n’est pas la durée de la canicule qui compte le plus, mais l’intensité des pics de température. Les heures cumulées au-dessus de 35 degrés -une mesure utilisée par les chercheurs pour évaluer l'intensité des vagues de chaleur- se sont révélées être un indicateur clé de la dégradation des performances.

L’implication la plus significative de cette recherche concerne peut-être la manière dont l’industrie solaire planifie et prévoit la production d’énergie. L'étude a comparé les simulations PVsyst basées sur les données d'une année météorologique typique avec des simulations utilisant les entrées météorologiques réelles d'ERA5-Land. Les résultats sont troublants : s’appuyer exclusivement sur les ensembles de données TMY peut systématiquement surestimer la production photovoltaïque lors d’épisodes de chaleur extrême.

Les chercheurs ont calculé l'« énergie non servie » -l'écart entre l'énergie prévue à l'aide des données TMY et l'électricité réellement produite. L'écart le plus important était de 553,25 kWh (36,88 kWh/kWc), représentant 17,3 % de l'énergie simulée à la centrale de Zebro, tandis que l'écart relatif le plus élevé atteignait 22,34 % à la centrale d'Ariza. Ce ne sont pas des marges d’erreur négligeables. Pour les développeurs de projets, les investisseurs et les opérateurs de réseau, de telles surestimations pourraient se traduire par des pertes financières importantes et une instabilité opérationnelle.

Les découvertes ibériques font partie d’un schéma plus vaste. Les températures de l'air à la surface de l'Europe ont augmenté environ trois fois plus vite que la moyenne mondiale depuis 1979. Les projections régionales indiquent que les températures des terres européennes continueront d'augmenter de 1,2 à 3,4 degrés dans des scénarios modérés et jusqu'à 8,5 degrés dans des scénarios d'émissions élevées d'ici 2100, le réchauffement le plus fort étant attendu dans les zones intérieures des pays méditerranéens.

Pour l’industrie solaire, cela signifie que les hypothèses climatiques qui sous-tendent de nombreux projets existants sont peut-être déjà dépassées. L'idée reçue selon laquelle l'énergie solaire photovoltaïque fonctionne mieux dans les climats chauds et ensoleillés est bouleversée par la réalité selon laquelle la chaleur extrême-pas seulement les nuages ​​ou la pluie-peut constituer une menace majeure pour la production.

L'équipe de chercheurs croit en l'utilisation d'une approche innovante dans laquelle les données environnementales sont vérifiées et évaluées en ce qui concerne les performances des plantes. Cela permet non seulement d’identifier les risques de pannes dues aux canicules mais également d’entreprendre les actions nécessaires à leur prévention.
De plus, de nouvelles technologies peuvent être utilisées, notamment des refroidisseurs plus efficaces pour les modules et les onduleurs, en choisissant les composants qui tolèrent mieux les températures élevées, en développant de nouveaux modèles de prévision qui incluront les pics de température et en adoptant les opérations correspondantes telles que la maintenance préventive de l'installation avant que les vagues de chaleur ne surviennent.

Le fait que les systèmes photovoltaïques de la péninsule ibérique puissent perdre jusqu'à 90 % de leur productivité aux heures de température maximale est un véritable signal d'alarme pour l'industrie solaire mondiale. Il est clair que le changement climatique ne peut que rendre ces événements encore plus fréquents et plus graves. Par conséquent, l’industrie devrait cesser de s’appuyer sur des moyennes historiques et développer des projets réalisables pour exister dans un monde de chaleur extrême. Le soleil n’est pas seulement la source d’énergie des panneaux solaires mais peut aussi devenir leur pire ennemi.