Les nouvelles pistes de développement des panneaux solaires photovoltaïques

Photovoltaïque L’attrait pour le soleil est une caractéristique commune aux tournesols et aux panneaux solaires photovoltaïques. Cependant, une différence notable est que le tournesol ignore toute notion de rendement et d’esthétisme, ce qui n’est pas le cas dans l’industrie photovoltaïque. Le rendement d’un panneau solaire se définit simplement comme étant la quantité d’énergie solaire qu’il peut transformer en énergie par rapport à toute celle qu’il reçoit. Avec l’arrivée récente du numéro un français du disque optique (MPO) sur le marché des cellules photovoltaïques pour particuliers, c’est tout le secteur qui se livre à une escalade technologique en vue d’améliorer et de diversifier l’offre.

Tout d’abord, voici un petit résumé de la situation pour l’année écoulée : il existe deux principaux types de panneaux solaires photovoltaïques au silicium, les monocristallins et les polycristallins. La différence majeure tient dans le mode de fabrication, ainsi que dans le rendement qui est compris entre 14% et 16% pour les premiers, et de 13 à 14% pour les seconds. On peut également fabriquer des cellules en silice amorphe, qui coûtent presque aussi cher que les deux précédentes, mais dont le rendement est inférieur (7%). Devant l’essor du secteur, les industriels ont investi en Recherche & Développement afin de présenter des alternatives. Deux grands axes de réflexion antagonistes ont été suivis : d’un côté l’augmentation du rendement, de l’autre la baisse des coûts financiers et environnementaux.

Tout d’abord, en ce qui concerne le rendement, MPO a choisi de former un consortium avec des professionnels du photovoltaïque afin de former le PV20 dont le but est d’atteindre 20% de rendement, contribuant à 20% de réduction des gaz à effet de serre, et participant à 20% des énergies renouvelables en Europe à l’horizon 2020. Un consortium de chercheurs américains de Delaware a pu obtenir un rendement de 42,8% avec une technique révolutionnaire mettant en pratique des principes quantiques. Ce rendement pourrait être théoriquement doublé, mais la commercialisation n’est pas pour demain. Le groupe japonais Fujikura s’est inspiré de la photosynthèse naturelle afin d’obtenir un rendement prometteur également via des cellules photovoltaïques dites Grätzel, qui ont la particularité de contenir des pigments similaires à la chlorophylle. Le souci de ces matériaux reste le prix exorbitant des matières premières, rendant le produit fini très peu abordable.

C’est en partant de cette constatation que le groupe Nanosolar a combiné les nanotechnologies aux technologies existantes afin de recouvrir un film souple d’une mince pellicule de matériaux semi-conducteurs. Cela engendre une baisse drastique des coûts de fabrication, avec tout de même 11% de rendement moyen, et 16.4% obtenus en laboratoire. En travaillant sur le même concept, IBM a réussi à obtenir un rendement de 9.6%, mais compte bien l’améliorer. Le Boston Collège (Massachusetts) a choisi de développer la technologie des infrarouges, qui ont la particularité de produire de l’énergie de nuit, tant qu’une source de chaleur se trouve à proximité. Une autre piste de réflexion a été abordée avec les cellules polymères photovoltaïques, qui se trouvent être un dérivé du pétrole, qui obtient un rendement de 5%. Ceci dit, les réserves possibles à propos de son origine organique qui irait à l’encontre des exigences environnementales des énergies renouvelables, ne sont pas fondées dans la mesure où les matières premières viennent du recyclage de polymères organiques. L’intérêt de ce type de matériaux est qu’il s’intègre magnifiquement bien au sein d’un décoration végétale, comme l’a fait Solar Ivy avec ses petits capteur insérés sur une imitation d’une feuille de lierre. Recouvrant des pans de mur entiers, le résultat est du plus bel effet ! Toujours à propos de la forme, des toitures photovoltaïques existent et permettent d’harmoniser les panneaux solaires et les toitures, comme les stores photovoltaïques permettent une intégration discrète aux terrasses.

En conclusion, on peut dire que face à la demande et à la nécessité croissante, l’industrie a su s’adapter en diversifiant les solutions de demain. L’augmentation du rendement et la réduction des coûts sont de bonnes choses pour le consommateur car il s’agit de faciliter les décisions d’achat en vue de démocratiser le photovoltaïque. Tant au niveau du rendement que de la production, ou même au niveau de l’esthétisme, des améliorations probantes ont été réalisées. Si cela n’arrive pas à convaincre les sceptiques, cela assure toutefois un avenir lumineux au photovoltaïque !

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Vos réactions

23 Mar

Bonjour.
Si j’ai bien compris, les industriels du monde entier sont sur l’affaire du PhotoVoltaïque.
Hors comment se fait-il que ces technologies prometteuses aient tant de mal à décoller ?
Le nucléaire a encore de beaux jours devant lui avant d’être détrôné !
Je pense que Mr Toulmonde n’est pas suffisamment informé (ou formé) pour opter en conscience pour ces nouvelles sources d’énergie.
La principale opposition faite au PV est son coût de fabrication exorbitant pour un rendement très faible et une empreinte écologique forte.
J’aimerais que quelqu’un (me) nous explique les trois points que je viens d’évoquer.
D’une manière générale, le manque (pour ne pas dire l’absence) de pédagogie en la matière vers le grand public participe de cette stagnation.

Piteur
24 Mar

Bonjour,
Il est vrai que le photovoltaïque intéresse de plus en plus de personnes, notamment grâce aux mesures incitatives, et que l’industrie s’est récemment mis à chercher des solutions. Cependant Rome ne s’est pas faite en un jour! Une telle technologie, avec autant de contraintes écologiques pour être viable, nécessite énormément de R&D! Le nucléaire a encore quelques beaux jours devant lui, mais la fusion remplacera la fission d’ici quelques décennies, et Areva est en passe de rendre disponible une technologie permettant de recycler 99% des déchets dont on ne savait pas quoi faire jusque là.
Pour en revenir au photovoltaïque, tout le challenge est effectivement dans le rapport rendement/empreinte écologique. Mais, comme souligné dans l’article, les pistes sont prometteuses!

Julien Nargeot
28 Mai

Il y a actuellement de fortes incitations financières pour aider le particulier à investir dans le photovoltaïque. Il faut savoir que l’incidence financière de l’obligation faite à Edf de racheter les kWh au prix fort (58 cts ) est payée par l’ensemble des petits consommateurs que nous sommes tous. Les heureux bénéficiaires leur doivent donc un grand merci…
L’énergie photovoltaïque comme l’éolienne est par nature produite de façon aléatoire et nécessite donc des moyens de production « classiques »: modulation de puissance du nucléaire ou mise en service de turbines à gaz, qui doivent faire face à l’effacement des productions aléatoires en même temps qu’aux variations de la demande. Le nucléaire restera donc incontournable encore pour de nombreuses décennies, il faudra le faire évoluer pour continuer à satisfaire les besoins, quelques soient les progrès faits dans le domaines des économies d’énergie et de l’éolien ou photovoltaïque.
Il faut aussi savoir que le seul moyen de stockage de l’énergie électrique à grande échelle est le pompage: on consomme l’énergie électrique excédentaire pour pomper et remonter de l’eau entre une réserve en aval et un lac de barrage en amont. Hors il reste peu de sites à équiper et il y a une forte opposition à la construction de nouveaux barrages.
Il est donc évident qu’il faut fortement inciter tous les investissements réduisant les besoins énergétiques. Les aides apportées au développement du photovoltaïque arrivent un peu tard car elles sont davantage justifiées par le besoin de développer le marché des fabricants, et faire évoluer la technologie. Elles profitent actuellement surtout aux étrangers qui ont pris de l’avance sur nous.

Robert KLEIN
23 Juin

je crois plutôt que le seul problème de ces nouvelles technologies c’est le cout exorbitant si on arrivait a réduire considérablement le prix ça sera une très bonne alternative pour l’économie Africain en particulier surtout des pays très chaude comme le Mali,le Niger,le Senegale et les pays de l’Afrique du nord

Boubacar ly



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