Le facteur de charge varie d'une éolienne à une autre, notamment en raison des régimes de vent variables.
Le facteur de charge électrique est une mesure de l'efficacité d'une installation de production d'énergie, exprimée en pourcentage.
Définition
Le facteur de charge d’une unité de production électrique est le ratio entre l’énergie qu’elle produit sur une période donnée et l’énergie qu’elle aurait produite durant cette période si elle avait constamment fonctionné à puissance nominale - c'est-à-dire la puissance la plus élevée qu’une unité de production peut délivrer : à pleine capacité et en continu.
Il fournit une indication importante pour calculer la rentabilité d’une installation électrique.
La période de temps généralement considérée pour calculer un facteur de charge de référence est une année. Celui-ci s’exprime généralement en pourcentage.
Qu'est-ce qui impacte le facteur de charge d'une unité de production ?
Le facteur de charge varie d’une unité de production à une autre, notamment en fonction :
- de la source d’énergie (ex : intermittente ou non) ;
- du niveau d’utilisation de l’unité de production (ex : arrêt forcé ou production limitée si la demande d’électricité est trop faible ou en cas de maintenance) ;
- de sa localisation (ex : ensoleillement de la zone pour les panneaux solaires, vitesse du vent pour les éoliennes).
Données par source de production
Le parc nucléaire français a un facteur de charge avoisinant 75% selon le dernier bilan électrique de RTE.
Les énergies renouvelables ont un facteur de charge qui se situe en moyenne :
- autour de 15% pour les installations solaires photovoltaïques ;
- de 24,3% pour les parcs éoliens en France ;
- Les centrales hydrauliques d’éclusées ont également un facteur de charge peu élevé en raison de leur usage : elles sont appelées pour satisfaire la demande électrique lors des pics de consommation en complément des autres sources d’énergie.
Calcul
Prenons, par exemple, une éolienne de 2 MW de puissance nominale. Sachant qu’une année correspond à 8 760 h, cette éolienne pourrait, en théorie, produire au maximum : 8 760 h x 2 MW = 17 520 MWh (soit 17,52 GWh).
Si l’éolienne considérée produit dans les faits près de 4 000 MWh en un an, son facteur de charge est égal à : 4 000 / 17 520 = 22,8%.
Comparaison entre capacités de production éoliennes et photovoltaïques
Le MW est l’unité utilisée pour désigner la puissance d’une unité de production électrique. L’énergie électrique produite par cette puissance est mesurée en MWh, 1 MWh correspondant à l’énergie fournie par 1 MW durant 1 heure. Le niveau de production d’une unité électrique dépend donc du temps durant lequel sa puissance nominale est mobilisée. Or, ce temps de fonctionnement varie entre les différentes sources de production.
Les énergies solaire photovoltaïque et éolienne sont par nature intermittentes car le temps de fonctionnement de leurs parcs est limité par la disponibilité de leurs ressources respectives. A cela s'ajoute le facteur de charge, qui varie donc selon la période prise en compte ainsi que leur localisation : conditions météorologiques favorables ou non, zone ventée ou ensoleillée, etc.
En France, sur l’année 2015, il apparaissait que :
- le parc éolien, d'une puissance installée de 10 312 MW à fin 2015, a produit 21,1 TWh en 2015, 1 MW installé ayant en moyenne produit 2 129 MWh selon RTE (contre 8 760 MWh si le vent l’avait actionné à pleine charge 365 jours/an et 24h sur 24) ;
- le parc solaire, d'une puissance installée de 6 191 MW à fin 2015, a produit 7,4 TWh en 2015, 1 MW installé ayant en moyenne produit 1 319 MWh selon RTE (contre 8 760 MWh si les cellules fonctionnaient à pleine charge, alimentées par la lumière 365 jours/an et 24h sur 24).
Par conséquent, 1 « MW éolien » installé en France a produit en moyenne près de 62% d'électricité en plus que 1 « MW solaire photovoltaïque » en 2015.
