Le solaire photovoltaique

Par extension, l’expression « énergie solaire » est souvent employée pour désigner l’électricité ou l’énergie thermique obtenue à partir de cette dernière.

Les techniques pour capter directement une partie de cette énergie sont disponibles et sont constamment améliorées. On peut distinguer le solaire passif, le solaire photovoltaïque et le solaire thermique.

L’énergie solaire photovoltaïque désigne l’électricité produite par transformation d’une partie du rayonnement solaire avec une cellule photovoltaïque. Plusieurs cellules sont reliées entre-elles sur un module solaire photovoltaïque. Plusieurs modules sont regroupés dans une centrale solaire photovoltaïque, qui alimente un réseau de distribution électrique.

Avec un ensoleillement moyen de 150 W/m2, la France reçoit annuellement 7,2.l014kWh, soit environ cinq mille fois l’équivalent de notre production électrique globale en 1974.

Les points forts du photovoltaïque sont :

1 - de reposer sur des technologies microélectronique et couches minces, en conservant une bonne marge de progrès et d’innovations. Le photovoltaïque envahi progressivement certaines niches, en progressant en volume de plus de 30% chaque année depuis 1999 ;

2 - de pouvoir s’intégrer un peu partout, pour fournir sur place de petites puissances (de 1 à 5000 watts), domaines ou aucune autre filière ne peut entrer en compétition avec le photovoltaïque (ex : de nombreux panneaux routiers clignotants) ;

3 - d’être un générateur simple et très fiable. Les modules sont garantis pendant 25 ans par la plupart des constructeurs. Ils ont une durée de vie bien supérieure, aucune pièce n’étant en mouvement. L’entretien est minimaliste et ne concerne essentiellement que la batterie. Ainsi la quasi-totalité des bouées et balises maritimes est passée au photovoltaïque. Contrairement à toutes les solutions utilisées auparavant (diesel, piles, éoliennes) aucune énergie de secours n’est prévue, la fiabilité du fonctionnement dépassant 99,9% ;

4 - de pouvoir s’intégrer facilement, sans gênes particulières (bruit, esthétique si certains progrès sont réalisés.) Il se substitue notamment à des toits ou façades, comme élément de bâtiment en verre produisant de l’énergie ;

5 - d’avoir un potentiel illimité. 5% de la surface des déserts suffiraient pour alimenter la planète entière ;

6 - Plus que le prix du kWh, c’est le coût de la substitution à une autre solution qui est important. Le photovoltaïque se substitue à la création d’un réseau électrique et est moins cher en zone rurale que ce réseau. Il se substitue au toit classique, qui vient en diminution du coût.

Les points faibles :

1 - Le développement du photovoltaïque est rapide, mais représente encore peu de chose dans le bilan énergétique mondial. L’ensemble des modules existant actuellement produit autant d’énergie que 20 % d’une tranche nucléaire. Ce n’est notamment pas une solution significative pour répondre immédiatement aux enjeux nationaux actuels : passer de 15 à 21% la contribution des énergies renouvelables dans la production d’électricité nationale entre 200 et 2010.

2 - Le stockage est le maillon faible. La solution est d’allonger la durée de vie des batteries pour la rendre proche de celle des modules. C’est un objectif atteignable en 2010. Le temps de retour énergétique de la batterie est un autre point faible. Le module rembourse en 2 à 4 ans l’énergie dépensée pour sa fabrication, soit en 1/10 de la durée de vie. En revanche, le temps de retour des batteries est de 2 à 4 ans, soit équivalent sinon supérieure à la durée de vie de certaines batteries.

3 - La R&D se focalise sur le module, et a ainsi longtemps ignoré le stockage, et oublié curieusement les équipements alimentés. Energie durablement la plus chère par kWh, produisant et stockant du courant continu, le photovoltaïque est tributaire du développement d’équipements en courant continu à très faible consommation. Ce développement sera lent et aujourd’hui est à peine amorcé.

4 - Le photovoltaïque est sans concurrence pour fournir une faible énergie à la verticale même du besoin. Il faut donc répondre aux besoins individuellement, multiplier les générateurs. Ceci est plus facile en terrain vierge, où une nouvelle approche est possible.