Énergie solaire aux États-Unis

Évolution de la production solaire commerciale (en GWh/an) des cinq États les plus engagés dans le solaire, 1990-2016
source : EIA.

En 2022, la production d'électricité par les centrales solaires photovoltaïques (>1 MWc) s'est élevée à 142 596 GWh, en progression de 27 % par rapport à 2021 ; avec la production estimée des petites installations (58 512 GWh), la production d'électricité photovoltaïque totale en 2022 est estimée à 201 107 GWh contre 161 499 GWh en 2021, soit +24,5 % ; elle représentait 20,7 % de la production d'électricité renouvelable[p 2] et 4,7 % de la production totale d'électricité du pays[p 1].

L'Agence internationale de l'énergie (AIE) évalue le taux de pénétration théorique du solaire photovoltaïque à 5,1 % de la consommation totale d'électricité du pays fin 2022 (sur la base des puissances installées au 31/12/2022), contre 6,2 % en moyenne mondiale, 8,7 % dans l'Union européenne, 19,1 % en Espagne, 12,4 % en Allemagne, 10,2 % au Japon, 6,5 % en Chine et 4,6 % en France[5].

L'AIE estime la production d'électricité photovoltaïque en 2021 à 146 249 GWh, soit 3,3 % de la production d'électricité du pays ; les États-Unis se classent au 2^e rang mondial avec 14,2 % du total mondial, derrière la Chine (31,7 %)[6].

L'EIA ne prenait en compte, jusqu'en 2013, que les centrales de taille commerciale (1 MWc et plus) alors que l'Agence internationale de l'énergie y ajoutait une estimation de la production des installations de petite taille (toits de maisons et d'immeubles) ; depuis 2014, l'EIA fournit les deux jeux de données, mais avec une estimation plus élevée que celle de l'AIE pour la « production distribuée ».

Principaux États producteurs d'électricité photovoltaïque (GWh)[p 3]
(y compris production répartie estimée)

État	2014	2015	2016	2017	2018	2019	2020	2021	2022	Var.2022/21	% du total
Californie	13 010	18 536	24 616	32 594	37 446	41 256	45 460	52 682	60 331	+14,5 %	30,0 %
Texas		624	1 122	2 665	3 921	5 366	10 151	17 205	25 363	+47,4 %	12,6 %
Floride				1 148	2 790	4 562	7 597	10 725	14 030	+30,8 %	7,0 %
Caroline du Nord	803	1 460	3 589	5 300	6 323	7 725	8 633	10 578	12 078	+14,2 %	6,0 %
Nevada	1 001	1 734	3 252	4 398	4 909	5 331	6 300	7 485	10 095	+34,9 %	5,0 %
Arizona	3 639	4 108	4 726	6 111	6 630	7 058	7 974	9 387	10 019	+6,7 %	5,0 %
Géorgie		229	1 076	2 212	2 265	2 467	4 109	5 241	7 372	+40,7 %	3,7 %
New York					1 794	2 376	3 130	3 861	5 470	+25,4 %	2,7 %
Virginie						1 081	1 585	3 588	5 079	+41,6 %	2,5 %
Massachusetts	930	1 314	1 863	2 304	3 062	3 280	3 726	4 120	4 679	+13,6 %	2,3 %
New Jersey	1 888	2 062	2 220	2 586	2 903	3 357	3 809	4 043	4 627	+14,5 %	2,3 %
Utah		99	1 203	2 500	2 618	2 646	3 117	4 137	4 616	+11,6 %	2,3 %
Total USA	26 482	35 805	51 483	74 007	89 773	103 676	127 588	161 499	201 107	+24,5 %	100 %

La Californie a produit 27,3 % de son électricité à partir de l'énergie solaire en 2022 : 60 331 GWh par ses installations photovoltaïques[p 3] et 2 083 GWh par ses centrales thermodynamiques[p 4], sur une production totale de 228 301 GWh, dont 205 207 GWh par les centrales[p 5] et 23 094 GWh de solaire diffus[p 3].

En 2014, la Californie est devenue le premier état des États-Unis à dépasser la barre des 5 % d'électricité produite par des centrales solaires de taille commerciale (1 MWc ou plus), avec 9,9 TWh produits en 2014 contre 3,8 TWh en 2013 (1,9 % de l'électricité totale). La Californie a produit plus que l'ensemble des autres états réunis. Derrière elle viennent le Nevada (2,8 %), l'Arizona (2,8 %), le New Jersey (1,0 %) et la Caroline du Nord (0,7 %). Avec la mise en service de plusieurs centrales géantes (Topaz, Desert Sunlight, Ivanpah et Genesis), la puissance installée de ces centrales s'est accrue de 1 900 MWc et a atteint 5 400 MWc. Par ailleurs, grâce à diverses incitations financières, 2 300 MWc d'installations solaires de petite taille ont été ajoutées sur les toits de maisons ou d'immeubles commerciaux[7], grâce à l’effondrement des coûts des panneaux solaires, divisés par cinq en cinq ans : en 2015, environ 2,5 millions de foyers californiens utilisent l'énergie produite par leurs panneaux photovoltaïques. Fin 2014, le secteur solaire fait vivre 173 000 salariés américains[8].

Centrale solaire photovoltaïque à Furnace Creek Ranch, dans la Vallée de la Mort en Californie.

La puissance nette installée photovoltaïque des États-Unis s'élevait fin 2022 à 110 115 MWc, dont 70 628 MWc de centrales de taille commerciale et 39 487 MWc de petites installations. Cette puissance s'est accrue en un an de 16 964 MWc, soit +18,2 %, dont 10 558 MWc de centrales (+17,6 %) et 6 405 MWc de petites installations (+19,4 %)[p 6].

Les États-Unis ont été en 2022 le deuxième marché mondial du photovoltaïque avec 18,6 GWc installés dans l'année, en net recul par rapport à 2021 ; leur part du marché mondial est de 7,7 %, loin derrière la Chine (106 GWc, 44,2 % du total) ; le marché de l'Union européenne atteint (38,7 GWc). La puissance installée cumulée des États-Unis atteint 141,6 GWc, soit 11,9 % du total mondial, au 2^e rang derrière la Chine (414,5 GWc, 35,0 %) et devant le Japon (7,2 %), l'Inde (6,7 %) et l'Allemagne (5,7 %) ; l'Union européenne totalise 209,3 GWc (17,7 %)[5].

Puissance installée photovoltaïque des principaux États en 2022[p 7]

État	Centrales (MWc)	Petites installations (MWc)	Total	Part
Californie	16 530,2	14 207,9	30 738,1	27,9 %
Texas	11 233,9	2 170,3	13 404,2	12,2 %
Floride	5 980,2	1 857,6	7 837,8	7,1 %
Caroline du Nord	5 965,4	405,2	6 370,6	5,8 %
Arizona	2 702,1	2 104,1	4 806,2	4,4 %
Nevada	3 235,0	773,4	4 008,4	3,6 %
New York	1 263,0	2 642,8	3 905,8	3,5 %
Géorgie	3 631,3	nd	3 631,3	3,3 %
New Jersey	1 053,8	2 359,4	3 413,2	3,1 %
Massachusetts	1 254,1	2 002,8	3 256,9	3,0 %
Virginie	2 782,7	249,5	3 032,2	2,8 %
Colorado	1 294,6	858,9	2 153,5	2,0 %
Utah	1 537,2	464,3	2 001,5	1,8 %
Illinois	922,8	892,3	1 815,1	1,6 %
Caroline du Sud	1 261,1	340,6	1 601,7	1,5 %
Maryland	502,8	993,0	1 495,8	1,4 %
Minnesota	1 120,4	188,9	1 309,3	1,2 %
Total USA	70 628,3	39 486,5	110 114,8	100 %

Les États-Unis ont été en 2021 le deuxième marché mondial du photovoltaïque avec 26,9 GWc installés dans l'année, en nette accélération par rapport à 2020, dont environ 75 % de centrales de taille commerciale ; leur part du marché mondial est de 15,4 %, loin derrière la Chine (54,9 GWc, 31,4 % du total) ; le marché de l'Union européenne atteint (26,8 GWc). La puissance installée cumulée des États-Unis atteint 122,9 GWc, soit 13 % du total mondial, au 2^e rang derrière la Chine (32,7 %)[9].

L'augmentation de 23 % des nouvelles installations en 2019 provient surtout d'une forte demande des compagnies de distribution d'électricité, avec un total de 30,4 GWc de nouveaux projets annoncés en 2019, portant le carnet de commandes au niveau record de 48,1 GWc. En mars 2020, le gouverneur de l'État de New York, Andrew Cuomo, a dévoilé les résultats du troisième appel d'offres de l'État pour les projets d'énergies renouvelables : le solaire a emporté 17 des 21 projets sélectionnés avec 1 090 MWc à un prix moyen de 18,59 $/MWh ; l'État s'est fixé en juillet 2019 l'objectif de produire 70 % de son électricité en 2030 à partir d'énergies renouvelables[10].

Les États-Unis ont été en 2018 le troisième marché mondial du photovoltaïque avec 10,6 GWc installés dans l'année, en léger recul par rapport à 2017, très au-dessous des 14,7 GWc installés en 2016 ; leur part du marché mondial est d'environ 11 %, loin derrière la Chine (45 GWc, 45 % du total) et dépassée pour la première fois par l'Inde (10,8 GWc). La puissance installé cumulée des États-Unis atteint 62,2 GWc, soit 12,4 % du total mondial, au 2^e rang derrière la Chine (176,11 GWc, 35 %) et devant le Japon (56 GWc) et l'Allemagne (45,4 GWc)[11].

Le pic de 2016 s’expliquait par un afflux massif de projets cherchant à bénéficier du crédit d’impôt fédéral de 30 % qui expiait à la fin de l'année. Le niveau d’installation de 2017 reste cependant largement supérieur à celui enregistré en 2015 (7,5 GWc). Les grandes compagnies énergétiques (utilities) représentent encore 59 % de la puissance installée, contre 41 % pour le solaire distribué (2 227 MWc pour le résidentiel et 2 147 MWc pour le secteur non résidentiel). La taxe de 30 % sur les importations de cellules et modules silicium cristallin imposée par le gouvernement en janvier 2018 devrait augmenter le prix des modules de 0,1 $/Wc et diminuer le marché, mais elle doit diminuer les années suivantes pour disparaître en 2021[12].

En 2015, le marché américain a progressé de 16 % à 7,3 GWc. Le parc photovoltaïque comprend fin 2015 plus de 900 000 installations ; les nouvelles installations se décomposent en 4 150 MWc de grandes centrales au sol (+6 %), 2 099 MWc dans le secteur résidentiel (+66 %) et 1 011 MWc dans le secteur non résidentiel (-5 %). Les perspectives sont très favorables du fait de la prolongation du crédit d'impôt fédéral à l'investissement (Federal Investment Tax Credit - FITC) avec son taux de 30 % maintenu jusqu'en 2019, après quoi il deviendra dégressif jusqu'en 2022. Selon GTM Research, cela permettra de porter la puissance installée à 97 GWc fin 2020, avec un bond de 16 GWc en 2016 grâce au maintien du taux du FITC alors que le marché anticipait une baisse de 10 %, ainsi qu'à la décision de plusieurs états, dont la Californie, de mettre en place le système de facturation nette (net metering)[13].

En 2014, le marché photovoltaïque a atteint 6,2 GWc, dont 3,9 GWc de centrales au sol (utility). Les projets solaires photovoltaïques ont représenté en 2014 un investissement de 13,4 milliards de dollars (12,4 milliards d’euros)[14]. Les États-Unis se sont situés au 3^e rang mondial pour les installations de l'année 2014, avec 16 % du marché mondial, derrière la Chine (10,56 GWc) et le Japon (9,7 GWc), et au 5^e rang mondial pour leur puissance cumulée, le leader allemand culminant à 38,2 GWc[15].

Au 4 avril 2016, la puissance installée des grandes centrales photovoltaïques américaines atteignait 15 119 MWc, dont 8 629 MWc en Californie, celle des centrales en construction 3 205 MWc (dont 1 672 MWc en Californie et 487 MWc au Nevada) et celle des projets en développement 51 467 MWc (dont 32 611 MWc en Californie, 6 867 MWc en Caroline du Nord, 3 911 MWc au Nevada et 3 585 MWc en Arizona). Les plus grands projets en développement sont celui de Sterling (1 200 MWc) à Lake Havasu City, Kern Solar Ranch (1 200 MWc) à Torrance et celui de McCoy Solar Energy (750 MWc) dans le comté de Riverside, tous trois en Californie. On note également un projet de 400 MWc et un de 300 MWc au Texas, un de 400 MWc en Floride, un de 350 MWc au Nevada, un de 300 MWc dans l'Utah, etc[16].

Une carte interactive permettant de situer ces centrales est disponible sur le site du SEIA[17].

Production solaire mensuelle des États-Unis en GWh, 2014-2017
source : EIA.

Production solaire mensuelle des États-Unis en GWh, 2008-2019.

Les graphiques ci-dessus montrent bien le caractère saisonnier prononcé de la production solaire.

Les taux d'utilisation moyens de la puissance installée (facteur de charge) sont élevés pour des installations solaires :

quelques exemples :

• Agua Caliente[18] : 24,6 %[n 1] (PV, couches minces) ;
• Topaz Solar Farm[19] : 22,8 %[n 2] (PV, couches minces) ;
• California Valley Solar Ranch[20] : 25,1 %[n 3] (PV, silicium monocristallin) ;
• Alamosa Solar[21] : 33,3 %[n 4] (PV à concentration) ;
• Ivanpah[22] : 31,4 %[n 5] (CSP : centrale solaire thermodynamique à concentration avec tour centrale) ;
• Solar Energy Generating Station (SEGS)[23] : 21,1 %[n 6] (CSP : centrale solaire thermodynamique à concentration à miroirs cylindro-paraboliques).

Le facteur de charge moyen du parc photovoltaïque est particulièrement élevé en comparaison de ceux des pays européens : 13,0 % en Italie en 2018[24], 12,0 % en Allemagne en 2018[25], 15 % en France en 2018[26].

La société Tesla annonce la commercialisation à l'été 2015 de batteries qui permettront de stocker l'énergie produite par des panneaux solaires ou des éoliennes pour un coût très inférieur à celui des batteries classiques : 3 000 $ pour le modèle de 10 kWh destiné aux particuliers[27].

La production solaire au printemps en Californie atteint un tel niveau que les parcs solaires et éoliens ont dû couper ou réduire leur production pour un total de 94,8 GWh en avril 2018 ; ces excédents augmentent rapidement : 41,1 GWh en avril 2015, 45,8 GWh en avril 2016, 87,8 GWh en avril 2017 ; ces limitations pourraient expliquer en partie la baisse du nombre de projets solaires. Par ailleurs, l'afflux d'énergies intermittentes fait baisser les prix de gros du marché de l'électricité, réduisant la rentabilité des opérateurs qui sont ainsi dés-incités à investir dans de nouvelles centrales. Investir dans le stockage ou dans les centrales solaires à concentration serait efficace, mais trop coûteux ; inciter les automobilistes à recharger leur voiture électrique en milieu de journée contribuerait à atténuer les excédents[28].

• (en) Cet article est partiellement ou en totalité issu de l’article de Wikipédia en anglais intitulé « List of photovoltaic power stations » (voir la liste des auteurs).

Les principales centrales photovoltaïques aux États-Unis

Nom	Localisation	État	Date de mise en service	Superficie en m²	Puissance en MWc	Nombre de panneaux
Solar Star[29]	Comté de San Luis Obispo	Californie	2013-juin 2015	13 km2	579	1,7 million
Topaz	Comté de Kern	Californie	2013-novembre 2014	9,7 km2	550	9 millions
Desert Sunlight	Désert de Sonora	Californie	2011-janvier 2015	16 km2	550	9 millions
Copper Mountain	Boulder City	Nevada	2010-janvier 2015	7,5 km2	458
Agua Caliente	Comté de Yuma	Arizona	2011-2014	9,7 km2	290	5,2 millions
Noble[p 9]		Texas	septembre 2022		275
Silver State South Solar	Primm	Nevada	2014-16	13 km2	250
California Valley Solar Ranch	Carrizo Plain, Comté de San Luis Obispo	Californie	2012-13	8 km2	250
Moapa Southern Paiute Solar Project[30]	réserve indienne de Moapa River, comté de Clark	Nevada	2014-16	8 km2	250
Antelope Valley Solar Ranch 1[31] - [32]	Désert des Mojaves	Californie	avril 2014		242	3,8 millions
Mount Signal	Calexico, Imperial Valley	Californie	mai 2014	8 km2	266	3 millions
Samson[p 10]		Texas	mai 2022		250
Athos[p 11]		Californie	juin 2022		250
Samson Solar Energy III[p 12]		Texas	novembre 2022		250
Pisgah Ridge[p 13]		Texas	décembre 2022		250
Sun Valley[p 13]		Texas	décembre 2022		250
Fighting Jays[p 11]		Texas	juin 2022		227
Blythe Mesa[p 12]		Texas	décembre 2022		224
Imperial Valley	Imperial Valley	Californie	août 2013		200
Dodge Flat[p 14]		Nevada	mars 2022		200
Elora[p 14]		Tennessee	mars 2022		200
Shakes[p 11]		Texas	juin 2022		200
Brazoria County[p 15]		Texas	juillet 2022		200
Brazoria West[p 9]		Texas	septembre 2022		200
Sun Mountain 1[p 13]		Colorado	décembre 2022		200
Skipjack[p 10]		Virginie	mai 2022		175
Centinela	El Centro, Comté d'Imperial	Californie	2013	8,36 km2	170
SR DeSoto I[p 13]		Texas	décembre 2022		165
Edwards Sanborn E1B[p 12]		Texas	novembre 2022		154
Mesquite	Arlington, Comté de Maricopa	Arizona	2011-13	3,6 km2	150	800 000
Fort Powhatan[p 16]		Virginie	janvier 2022		150
Lund Hill[p 17]		Washington	octobre 2022		150
Wood County[p 13]		Wisconsin	décembre 2022		150
Big River[p 9]		Illinois	août 2022		149
Edwards Sanborn[p 9]		Californie	août 2022		149
Edwards Sanborn E4[p 13]		Californie	décembre 2022		149
Catalina	Désert des Mojaves	Californie	août 2013	3,6 km2	143	1,1 million
Arlington Energy Center III[p 9]		Californie	août 2022		131
BigBeau[p 16]		Californie	février 2022		128
Arlington Energy Center II[p 14]		Californie	mars 2022		100
Fish Springs[p 14]		Nevada	mars 2022		100
Central Line[p 18]		Arizona	avril 2022		100
DeSoto Next Generation	Comté de DeSoto	Floride	2009	+0700 000,	25	+090 000,
Alamosa	San Luis Valley	Colorado	2007	+0340 000,	8,22	?
Nellis	Nellis Air Force Base	Nevada	2007	+0570 000,	14	+070 000,

Le 27 octobre 2009, le président Barack Obama a inauguré la plus grande (à l'époque) centrale solaire des États-Unis à Miami : DeSoto Next Generation Solar Energy Center. Équipée de plus de 9 000 panneaux, elle a une puissance crête de 25 MWc et produit 42 GWh d'électricité par année[33].

• Nellis Solar Power Plant
• 
  Nellis Solar Power Plant, située à l'intérieur de Nellis Air Force Base.
• 
  À la base d'aviation de Nellis, Nevada, 70 000 panneaux solaires ont une puissance crête de 15 MWc pour la base.
• 
  Nellis Solar Power Plant en 2007

La centrale solaire Nellis Solar Power Plant se trouve sur la base aérienne Nellis dans l'État du Nevada : 70 000 panneaux solaires photovoltaïques sur 140 acres (0,57 km²), ayant une puissance crête de 14 MWc[34].

Fin octobre 2010, le gouvernement américain a autorisé la construction de la plus grande installation solaire du monde : la centrale solaire de Blythe, en Californie près de Blythe. Composée de quatre centrales solaires de 250 MWc chacune, elle devait atteindre une puissance crête de 1 000 MWc. Le projet de la firme Solar Millennium LLC devait couvrir 2 842 hectares[35]. Mais la société Solar Trust of America (filiale de Solar Millennium AG) ayant fait faillite, la société NextEra Energy a racheté le projet en décembre 2011, et l'a modifié dans le nouveau dossier de demande d'autorisation déposé auprès de la California Energy Commission en avril 2013 : au lieu de la centrale solaire thermique à concentration de 1 000 MWc prévue au départ, elle construira une centrale photovoltaïque de 485 MWc[36] ; l'autorisation officielle a été décernée en janvier 2014, et la construction va durer quatre ans[37].

La centrale Agua Caliente Solar était à la fin 2012 la plus grande centrale photovoltaïque du monde avec 247 MWc ; à la fin de sa construction, en avril 2014, sa puissance atteignait 290 MWc ; First Solar l'a équipée de ses modules à couches minces. Sa production est vendue à Pacific Gas and Electric Company dans le cadre d'un contrat de 25 ans[38] - [39]. Elle a produit au total 7 606 GWh d'avril 2012 à décembre 2022, soit en moyenne 707,5 GWh/an sur 10,75 ans ; le facteur de charge moyen est donc de 27,85 %[40].

La centrale Topaz Solar Farm, dans le comté de San Luis Obispo en Californie, dont First Solar, également constructeur de Agua Caliente Solar, a commencé la construction en novembre 2011, atteindra 550 MWc à son achèvement[41]. La centrale a produit 401 GWh en 2013 ; elle est construite par First Solar, qui fabrique les panneaux, les installe et exploite la centrale pour le compte de MidAmerican Renewables, du groupe Berkshire Hathaway ; l'électricité produite (1 096 GWh/an au stade final) est vendue à Pacific Gas and Electric Company dans le cadre d'un contrat de 25 ans[42]. La centrale a été achevée en novembre 2014[43] et a une puissance crête de 1 053 MWc[44].

Un projet très semblable, Solar Star, également financé par MidAmerican Renewables, mais avec des modules de Sunpower, est en construction depuis le début de 2013 à la limite des comtés de Kern et de Los Angeles ; il atteindra 579 MWc à son achèvement en 2015, et vendra sa production à Southern California Edison[45].

La centrale Desert Sunlight Solar Farm, en construction depuis septembre 2011 dans le Désert de Sonora (comté de Riverside, Californie) sur 16 km², sera composée de 8,8 millions de modules photovoltaïques à couches minces au tellurure de cadmium de First Solar, qui développe le projet et le co-finance avec NextEra Energy Resources, GE Energy Financial Services et Sumitomo Corporation of America ; la construction sera réalisée en deux phases de 300 MWc et 250 MWc ; la production sera vendue à Southern California Edison et Pacific Gas and Electric Company[46]. La centrale a été terminée en janvier 2015[47].

California Valley Solar Ranch, construit de 2011 à octobre 2013 par NRG Energy avec des modules solaires de Sunpower, inclut 88 000 trackers qui suivent la course du soleil ; le facteur de charge est de 25 %[48] ; la centrale a produit 399 GWh en 2013 ; l'électricité produite est vendue à Pacific Gas and Electric Company.

Copper Mountain Solar Facility est une centrale photovoltaïque de 150 MW_c[49] à Boulder City, Nevada[50]. Lorsque la 1^re tranche de la centrale entra en service en décembre 2010, c'était la plus grande centrale photovoltaïque des États-Unis avec 58 MWc[51]. La 2^e tranche, Copper Mountain Solar 2, lancée en décembre 2011, aura une puissance de 150 MWc à son achèvement en 2015 ; sa première phase, d'une puissance de 92 MWc, a été achevée fin 2012[52]. La 3^e tranche, Copper Mountain Solar 3, construite sur 1400 acres, aura une puissance de 250 MWc à son achèvement mi-2015[53].

Mount Signal Solar, terminé en mai 2014, a été construit pour 365 millions de dollars par l'espagnol Abengoa pour Silver Ridge Power ; la centrale de 801 hectares est composée de trois millions de modules photovoltaïques orientables sur un axe nord-sud pour suivre la course du soleil[54].

Imperial Valley Solar était au départ un projet de centrale solaire thermodynamique à moteur Stirling de 709 MWc nommé « SES Solar Two », autorisé par la California Energy Commission en 2010 ; depuis lors, AES Solar a changé son choix technologique, la centrale a été construite en technique photovoltaïque et a commencé à produire en novembre 2013 ; sa production est vendue à San Diego Gas & Electric.

Mesquite Solar project est un projet de centrale photovoltaïque de 700 MWc dont la phase 1 (150 MWc) a été terminée en janvier 2013, avec 800 000 modules PV de Suntech Power ; son propriétaire, Sempra Energy, a signé un contrat de vente de la production de la centrale (413,6 GWh en 2013) sur vingt ans avec Pacific Gas and Electric Company[55].

Le Projet solaire Catalina a été réalisé par enXco, filiale américaine d'EDF Énergies Nouvelles ; ses modules solaires photovoltaïques fixes sont de technologie à « couches minces » , dont 82 MWc du type CIGS (cuivre, indium, gallium, sélénium), fabriqués par la société japonaise Solar Frontier (en) et 61 MWc à base de tellurure de cadmium (CdTe), fournis par la société américaine First Solar ; l'électricité produite est vendue à la compagnie San Diego Gas & Electric (contrat de 25 ans)[56].

Le projet Silver State South Solar (250 MWc) a été lancé le 3 septembre 2014 par NextEra Energy Resources et First Solar à Primm (Nevada), sur la frontière Californie/Nevada, à 40 miles au sud de Las Vegas. Sa production sera livrée à Southern California Edison[57].

Dans le classement mondial 2017 des dix plus grands producteurs de modules photovoltaïques, les premiers sont sept chinois et un coréen, les deux derniers sont américains : First Solar et Sunpower, avec des capacités de production de 2 200 MWc et 1 900 MWc contre 8 000 MWc pour chacun des trois premiers[58].

En 2015, les principaux fabricants mondiaux ont fortement augmenté leur capacité de production ; les américains First Solar et Sunpower ont augmenté la leur de 40 % chacun. Par ailleurs, les grands fabricants se tournent de plus en plus vers l’aval pour dégager de la valeur. Ils deviennent constructeurs de fermes, voire exploitants. Ainsi SunPower et First Solar se sont alliés pour la création et l’exploitation d’une yieldco (société de rendement, créée pour exploiter un actif qui produit des flux de trésorerie prédictibles grâce à des contrats à long terme)[13].

En 2013, First Solar a réussi à renouer avec les bénéfices après la crise causée par la chute brutale des prix chinois ; il a augmenté le rendement moyen de ses cellules de 12,9 % au quatrième trimestre 2012 à 13,4 % au quatrième trimestre 2013 et abaissé ses coûts de production de 0,64 $/Wc à 0,53 $/Wc sur la même période[59].

Sunpower a réussi également à sortir du rouge en 2013 et à stabiliser son chiffre d'affaires, après une chute de près de 25 % en deux ans, grâce à la réduction de ses coûts et à son positionnement haut de gamme : il est spécialisé dans les modules monocristallins de très hauts rendements (24 %) et à performance garantie sur la durée (25 à 30 ans)[59].

Parmi les développeurs-investisseurs les plus actifs, en dehors de First Solar et Sunpower, se trouvent :

• Berkshire Hathaway Energy (nouveau nom de MidAmerican Energy Holdings Company depuis 2014), holding regroupant les nombreuses entreprises de l'énergie acquises par le conglomérat Berkshire Hathaway du célèbre milliardaire Warren Buffett : Topaz Solar Farms, Solar Star ;
• NRG Energy, groupe électrique national possédant au 30 juin 2014 une centaine de centrales dont huit centrales solaires : Agua Caliente, California Valley Solar Ranch, Ivanpah, etc.[60] ;
• NextEra Energy Resources, autre grand producteur d'électricité : près de 50 % de SEGS, 50 % de Desert Sunlight Solar Farm, Genesis Solar Energy Center ;
• EDF Energies Nouvelles : Catalina Solar, Desert Harvest Solar Project, Cottonwood Solar, CID Solar.

Depuis 2010, la société américaine Google a lourdement investit (plus d’1 milliard de dollars) dans les énergies renouvelables, dont le solaire[61].

En 2016, les importations de modules solaires aux États-Unis ont atteint 13 GWc contre 2 GWc en 2010 ; les deux tiers provenaient de Malaisie, Chine et Corée du sud. Les installations étant estimées à environ 14 GWc, l'importation en représentait la très grande majorité. En janvier 2018, le gouvernement a imposé des droits de douane sur les cellules et modules solaires pour quatre ans, au taux de 30 % la première année, puis déclinant de 5 % par an[62].

Le développement rapide de la filière photovoltaïque a favorisé la baisse des coûts. Selon GTM Research, les coûts de production des modules premium des marques chinoises renommées ont diminué de plus de 50 % entre 2009 et 2012, passant de 1 €/Wc à 0,46 €/Wc ; cette baisse devrait se ralentir, mais continuer jusqu'à 0,33 €/Wc en 2015, grâce à de nouvelles innovations techniques[63].

Une guerre commerciale s'est développée entre les États-Unis et l'Europe d'une part, la Chine de l'autre, sur des accusations de soutiens étatiques aux fabricants de panneaux solaires photovoltaïques ; les aides et subventions étant massives dans tous les pays, il est difficile de dire si l'un ou l'autre exagère… Les États-Unis ont institué en octobre 2012 des droits de douane dissuasifs sur les panneaux chinois[64].

Cependant, la Chine importe de grandes quantités de silicium d'Europe et des États-Unis ; la Chine a annoncé en octobre 2012 l'ouverture d'une enquête antidumping sur les importations de silicium polycristallin en provenance de l'Union européenne, après avoir fait de même en juillet pour celles des États-Unis[63].

En 2022, la production nette d'électricité à partir du solaire thermodynamique s'est élevée à 3 003 GWh, en progression de 2,7 % par rapport à 2021 (2 924 GWh), mais en recul de 16,4 % par rapport au record de 2018 (3 592 GWh) ; elle représentait 0,3 % de la production d'électricité renouvelable[p 2] et 0,07 % de la production d'électricité totale aux États-Unis[p 1]. La production des centrales solaires thermodynamiques de Californie s'élevait en 2022 à 2 083 GWh, en progression de 2,6 % par rapport à 2021 ; la part de la Californie dans la production nationale était de 69,4 % ; au deuxième rang vient l'Arizona : 696 GWh (23,2 %), suivie du Nevada : 192 GWh (6,4 %), de la Floride : 28 GWh (0,9 %) et de l'Utah : 3 GWh (0,1 %)[p 4].

Selon l'Agence internationale de l'énergie, la production brute du solaire thermodynamique atteignait 3 191 GWh en 2021, soit 0,07 % de la production d'électricité du pays[6] ; elle se plaçait au 2^e rang mondial derrière l'Espagne (5 175 GWh)[66] ; sa part dans le total mondial était de 25,0 % en 2020, contre 36,4 % pour l'Espagne[67].

L'EIA donne les productions nettes et l'AIE les productions brutes. L"écart entre ces deux séries de données est constitué des consommations propres des centrales (pompes, éclairage, etc).

La puissance installée des centrales solaires thermodynamiques américaines s'élève en 2022 à 1 480 MW, sans changement dans l'année, dont 1 006 MW en Californie (68 %), 295,6 MW en Arizona (20 %) et 178,5 MW au Nevada (12,1 %)[p 7].

L'année 2014 a été le meilleur millésime pour la filière hélio-thermodynamique, avec 767 MW raccordés au réseau. Le pays compte désormais un total de 1,7 GW de centrales à concentration installées. Les projets hélio-thermodynamiques ont représenté en 2014 un investissement de 4,4 milliards de dollars (4,14 milliards d’euros)[14].

Au 4 avril 2016, la puissance installée des grandes centrales solaires thermodynamiques américaines en fonctionnement atteignait 1 771 MW, celle des centrales en construction 115 MW et celle des projets en développement 1 880 MW. Les principaux projets en développement sont celui de Sonoran West (540 MW) dans le comté de Riverside en Californie, celui de Hualapai Valley (340 MW) dans le comté de Mojave en Arizona et ceux de Coyote Springs 1 et 2 (200 MW chacun) au Nevada[16].

Une carte interactive permettant de situer ces centrales est disponible sur le site du SEIA[17].

Fin 2013, la puissance installée totale des centrales solaires thermodynamiques américaines atteignait 765 MWc, au deuxième rang mondial derrière l'Espagne (2 304 MWc)[65].

Les principales centrales solaires thermodynamiques aux États-Unis

Nom	Localisation	État	Date de mise en service	Superficie en m²	Puissance en MW	Nombre de miroirs	Constructeur
Ivanpah	Désert des Mojaves	Californie	février 2014	14,16 millions	392[16]	+300 000,	BrightSource Energy/Bechtel
SEGS	Désert des Mojaves	Californie	1984-1991	6,5 millions	354	+936 384,
Solana[68]	Gila Bend	Arizona	oct. 2013	7,7 millions	280	+900 000,	Abengoa Solar
Mojave	Désert des Mojaves	Californie	déc.2014	7,08 millions	250	NA	Abengoa Solar
Genesis	Désert du Colorado	Californie	avril-décembre 2014	18,8 millions	250	500 000	NextEra Energy Resources
Crescent Dunes	Tonopah	Nevada	février 2014[16]	6,47 millions	110	17 500	SolarReserve
Martin[69]	Comté de Martin	Floride	2010	2 millions	75	+180 000,	Lauren Engineers & Constructors
Nevada Solar One[70]	Boulder City	Nevada	1991	+1 618 000,	64	+180 000,	Acciona Solar Power Inc.
Kimberlina[71]	Bakersfield	Californie	2008	26000	5,5	NA

• Solar Energy Generating Systems
• 
  Solar Energy Generating Systems (SEGS) dans le désert de Mojave en Californie
• 
  Miroirs paraboliques concentrant les rayons du soleil sur le tuyau où circule le fluide caloporteur, à Kramer Junction (SEGS)
• 
  centrales n° III-VII de SEGS
• 
  vue aérienne de SEGS

Solar Energy Generating Systems a été longtemps la plus grande installation de production d'électricité à partir d'énergie solaire au monde, avec une puissance de 354 MW. Elle se compose de neuf centrales solaires dans le désert de Mojave en Californie, où l'ensoleillement est l'un des meilleurs disponibles aux États-Unis[72] ; sa production moyenne de 1998 à 2002 était de 655 GWh/an, son facteur de charge était donc de 21 %. Les turbines peuvent être utilisées en permanence, en brûlant du gaz lorsqu'il n'y a pas de soleil. Le coût de production a été estimé pour l'une des neuf centrales à 14 US cents par kWh.

Nevada Solar One (à droite) et Copper Mountain Solar 1 (à gauche).

La Centrale solaire de Solana est conçue pour assurer six heures de stockage de chaleur afin de pouvoir continuer à fonctionner après la période d'ensoleillement.

Abengoa Solar est en train de construire la Centrale solaire de Mojave qui sera mise en service en 2014[73]. Cette nouvelle centrale vendra son électricité à Pacific Gas and Electric Company, afin d'approvisionner la Californie, dont la législation prévoit, tout comme le Nevada[70], que 20 % de l'électricité soit produite par des énergies renouvelables à partir de 2010[74].

• Centrale solaire d'Ivanpah
• 
  Vue générale de la centrale solaire d'Ivanpahdans le désert de Mojave.
• 
  Vue vers le nord sur la tour-chaudière est d'Ivanpah.
• 
  Les 3 chaudières de la centrale solaire d'Ivanpah, le 27 décembre 2012.

La Centrale solaire d'Ivanpah, la plus puissante au monde (377 mégawatts nets, 392 MW bruts), construite par BrightSource Energy et Bechtel pour NRG Energy et Google depuis octobre 2010 dans le désert de Mojave en Californie a été mise en service en février 2014. 170 000 miroirs héliostats focalisent les rayons solaires sur des chauffe-eau situés sur trois tours solaires centrales[2] - [75].

Genesis Solar Energy Project a été construit dans le Désert du Colorado par NextEra Energy Resources avec la technologie des miroirs cylindro-paraboliques ; l'électricité produite est vendue à Pacific Gas & Electric[76].

Crescent Dunes Solar Energy Project : 17 500 héliostats concentrent les rayons du soleil sur une chaudière perchée au sommet d'une tour solaire de 160 mètres, où des sels fondus sont chauffés à 1 050 °C puis sont utilisés pour produire l'électricité, ou partiellement stockés pour étendre la période de production au-delà du coucher du soleil ; l'électricité produite sera vendue sous un contrat de 25 ans à la Nevada Power Company de Las Vegas[77].

• BrightSource Energy[78], basée à Oakland (Californie), a été créé spécifiquement pour la construction de centrales solaires thermodynamiques, avec des capitaux venant de sociétés financières (fonds de pension, banques, sociétés de capital-développement) et pétrolières (BP, Chevron, Statoil) ainsi que de Google et Alstom ;
• NextEra Energy Resources[79], fournisseur d'énergie américain basé en Floride, dont 55 % du parc est éolien et 4 % solaire (SEGS, Desert Sunlight, Genesis) ;
• l'espagnol Abengoa Solar, spécialisé dans les centrales solaires à concentration, surtout thermodynamiques ; sa société mère Abengoa a comme activité principale l'ingénierie ;
• SolarReserve[80], développeur de centrales solaires à tour avec stockage en Californie (Crescent Dunes, Rice Army Airfield), Espagne et Afrique du Sud, créé en 2007.

• (en) « Electric Power Monthly, February 2023 », Energy Information Administration, dépendant du département de l'Énergie des États-Unis, février 2023 (consulté le 25 mars 2023)

• Autres

• (en) EIA, site de l'Energy Information Administration (EIA)