mar
03

Energie solaire photovoltaïque : bientôt des batteries!

C’est l’argument numéro un des sceptiques, un classique des opposants au développement des énergies renouvelables que sont l’éolien et le solaire : l’intermittence de la production. Le constat est difficilement réfutable, le vent ne souffle pas tout le temps et à plus forte raison pas nécessairement lorsque l’on en aurait besoin, le soleil ne brille pas la nuit et se cache bien souvent derrière d’épaisses masses nuageuses. Or, l’électricité ne se stocke pas, ou du moins très difficilement et à un coût prohibitif. D’où des interrogations fort légitimes sur l’avenir de ces énergies, dont le solaire photovoltaïque qui sera plus particulièrement le sujet de mon propos aujourd’hui.

En effet, la donne pourrait bien changer d’ici quelques années grâce à un partenariat entre trois entreprises japonaises. Sharp, constructeur de cellules photovoltaïques, Daïwa House Industry, entreprise de bâtiment, et Dai Nippon Printing, société d’électronique, ont annoncé vouloir se lancer dans la production de batteries permettant aux foyers de stocker l’électricité produite par des panneaux solaires photovoltaïques.

Ces batteries au lithium, qui devraient voir le jour en 2009 ou 2010, se caractérisent par leur grande capacité, qui permettrait théoriquement à des foyers équipés de panneaux solaires photovoltaïques d’être entièrement autoalimentés en électricité : alors qu’une maison individuelle consomme en moyenne environ 12kWh d’électricité par jour, les batteries Sharp pourraient en stocker jusqu’à 18. Ainsi, plus besoin d’être raccordé au réseau, même la nuit ou par temps nuageux…

pv japon.jpgCependant, je vois quelques obstacles à cet idéal d’autonomie énergétique : même si la question du stockage de l’électricité poduite sur place est résolue, il faut encore disposer d’une surface de capteurs -lesquels doivent avoir un bon rendement-  et d’un ensoleillement fort pour être totalement autonome. Sharp produisant elle-même avant tout des capteurs photovoltaïques, je lui fais confiance pour les performances des capteurs ; en revanche, ces batteries ne devraient être rentables que sur des marchés très ciblés : celui des logements individuels (pouvant bénéficier d’une surface importante de capteurs) situés dans des zones très ensoleillées… Permettront-elles à Sharp d’augmenter la taille de son marché? A voir…

Le deuxième obstacle pouvant freiner le développement de ces batteries tient aux motivations mêmes des ménages dotés d’installations photovoltaïques. En France, notamment, on peut légitimement croire que le rachat oblgatoire de l’électricité produite par EDF à tarif préférentiel pèse dans la décision de s’équiper de cellules photovoltaïques. Dans cette situation, la possibilité de stocker son électricité et de se déconnecter du réseau séduira-t-elle les propriétaires de "maisons solaires"? Face à cette question je m’interroge sur le coût et le rendement de ces futures batteries : sera-t-il rentable de s’en équiper pour rédire à zéro sa consommation d’électricité solaire, pour n’utiliser le réseau que pour exporter l’énergie excédentaire?

Quelle que soit la réponse qui nous soit apportée d’ici 2 à 3 ans, ces batteries seront peut-être utilisées dans le cadre d’autres applications : c’est l’avis de Gary Schmitz, port-parole du laboratoire national des énergies renouvelables aux Etats-Unis, dans le Colorado : dans le Magazine Daily Green, celui-ci émet l’idée d’uiliser des batteries de ce type pour alimenter des voitures solaires…

(Crédits photo : Enviro2b)

fév
06

Vers une baisse des prix des panneaux photovoltaïques?

La recherche de la réduction des coûts de fabrication des panneaux photovoltaïques conduit certaines entreprises à s’orienter vers des matériaux de substitution au silicium (matière première chère aujourd’hui). D’autres développent des nouveaux types de modules à base de silicium, mais qui sont beaucoup moins coûteux que les panneaux monocrystallins et polycristallins habituels.

En effet, la relative chèreté d’une installation photovoltaïque aujourd’hui a un effet dissuasif, malgré les incitations financières mises en place par l’Etat pour favoriser la développement de cette source d’énergie renouvelable. La baisse des prix permettrait donc à un plus grand nombre à se lancer dans cette aventure.

silicium.jpgAujourd’hui 90% des modules photovoltaïques sont à base de silicium. Le marché en forte croissance attire néanmoins des filières alternatives, en particulier celles qui misent sur l‘utilisation de polymères ou de molécules organiques.

Le projet français "Nanorgysol" rassemble une vingtaine de laboratoires (CEA, CNRS, universités) qui développent une cellule constituée d’un polymère donneur d’électrons, appelé polythiophène, et d’un accepteur dérivé du fullerène. Un polymère est une macromolécule constituée de l’enchaînement répété d’un même motif, le monomère, reliés les uns aux autres.

Grâce à des techniques de fabrication sur support souple inspirées de l’impression, la technologie à base de polymères pourrait s’applique à des supports « nomades » (tapis de rechargement de batteries, tentes….). Avant d’en arriver là, il faut toutefois améliorer les performances, ce qui semble faisable en jouant sur la chimie et la morphologie (cristallisation) des matériaux, et créer un système d’encapsulation pour cellules flexibles qui protége les cellules de l’oxygène et de la vapeur d’eau.

En Allemagne, un important projet associe BASF, Bosch, Merck AG, à la start-up Heliatek, pour fabriquer des cellules à base de molécules organiques. Aux Etats-Unis, Konarka, (fondée en 2001), se positionne dans la filière organique, mais n’a pas, à ce jour, mis de véritables produits sur le marché.

Une autre possibilité, qui est pour l’instant à un stade plus avancé de développement, est de réduire la quantité de silicium utilisée, ce qui est le cas pour les cellules solaires en couches minces. Ainsi, l’entreprise californienne NanoSolar par exemple, utilise un procédé d’impression pour fabriquer des cellules sérigraphiées. D’autres techniques de fabrication de cellules de couches minces sont basées sur le dépôt sous vide, celles-ci sont utilisées notamment par Avancis, Joint-Venture de Saint-Gobain et Shell, Miasolé (Etats-Unis) et Scheuten (Hollande).

Et, même dans cette filière couche mince, certains fabricants remplacent le silicium par d’autres semi-conducteurs: le tellurure de cadmium (CdTe), et le cuivre/indium/sélénium (CIS). C’est ce que fait notamment FirstSolar (Etats-Unis) et Wurth Solar (Allemagne).

Espérons que ces innovations des procédés de fabrication se répercutent rapidement sur les prix finaux!

Voici des explications plus techniques fournies par le magazine l’Usine Nouvelle:

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(Crédits Photos: (

 

UsineNouvelle)

fév
04

Normes et labels des panneaux photovoltaïques

Afin qu’il vous soit plus facile de vous orienter dans l’offre de panneaux photovoltaïques, et pour que vous soyiez sûrs de choisir du matériel de qualité, je vous présenterai aujourd’hui les principales normes et labels en vigeur.

posesurletoit.jpgPour l’installation de vos module polycrystallins, vérifiez que le matériel contient bien la référence aux normes NF-CEI 61215 (silicium cristallin) et  NF-CEI 61646 (couches minces). Les modules en silicium crystallin, les plus répandus, doivent avoir une durée de vie d’une trentaine d’années. Exigez donc une garantie 25 ou 30 ans.

Par ailleurs, le label de qualité « Norme française, composant électronique » garantit l’efficacité et la longévité du module photovoltaïque.

 

onduleur.jpgEn ce qui concerne l’onduleur, qui transforme le courant continu et courant alternatif pour l’injecter sur le réseau de distribution d’électricité, sa durée de vie doit atteindre les 10 ans. Exigez ici aussi cette garantie.

L’ensemble des conditions techniques qui garantissent la qualité et la pérennité d’une installation photovoltaïque est contenue dans l’ouvrage suivant publié par l’ADEME: "Générateurs photovoltaïques raccordés au réseau. guide de rédaction du cahier des charges techniques de consultation à destination du maître d’ouvrage". ( Référence: n°5047 – disponible fin Mai 2004 – ADEME Editions – Angers.) A consulter pour vérifiez que tout est bien fait selon les règles.

Je vous conseille par ailleurs de vous renseigner auprès de l’ADEME ou du centre Espace Info Energie le plus proche de chez vous. Enfin, renseignez-vous auprès de particuliers qui ont déjà installé leurs modules photovoltaïques, et choisissez un installateur reconnu.

(Crédits photos: ADEME)

jan
06

Panneaux solaires: comment les installer?

Dans le monde des panneaux solaires, il existe des solutions techniques différenciées. Après l’article sur les différents types de cellules photovoltaïque, je continue mon petit panorama avec quelques explications sur les possibilités qui existent si vous voulez équiper votre maison en photovoltaïque.

  • Le panneau standard

Panneau standard.jpgCelui-ci s’intègre facilement à votre toiture et requière seulement un entretien minimal (il faut s’assurer qu’il reste propre). L’installateur que vous aurez choisi vous aidera à trouver l’emplacement optimal (inclinaison, exposition au rayonnement solaire, etc.)

 

 

  

  • La toiture synergique ou le système combiné

systemecombiné.jpgIl s’agit de l’installation combinée d’un panneau photovoltaïque et d’un système solaire thermique (chauffe-eau). L’électricité produite est revendue à une tarif très intéressant à EDF et le chauffe-eau vous permet de réduire votre facture d’électricité.

 

 

  • Le générateur autonome

générateurautonome.jpgComme leur nom l’indique, ces générateurs peuvent alimenter des petits objets (calculatrice, chargeurs de piles), ou des sites isolées (balises en mer, châlet en montagne). Dans ce dernier cas, elles exigent le stockage sur une batterie. De plus, un générateur autonome peut être raccordée au réseau, il s’agit alors d’une centrale photovoltaïque.

Source: BatiDépot

(Crédits photos: BatiDépot)

 

jan
04

Photovoltaïque: aperçu des différents types de cellules

Le photovoltaïque englobe un ensemble de technologies différentes. Je tenterais dans l’article d’aujourd’hui de vous donner un aperçu clair des différentes cellules photovoltaïques.

Pour commencer, voici une définition générale d’une cellule photovoltaïque: un dispositif qui transforme l’énergie solaire en électricité (grâce à l’effet photoélectrique, expliqué dans l’article du 6 décembre 2007).

Ce sont donc ces cellules qui sont contenues dans les panneaux solaires. Les cellules monocristallines et polycristallines sont les plus répandues, et, à cause de leur fragilité, elles sont en général plaçées entre 2 plaques de verre (ce qui alourdit le panneau).  Le matériau de base, le silicium, est abondant dans la nature, mais les cellules photovoltaïques exigent une qualité et une pureté élevées du matériau, ce qui augmente considérablement le coût.

  • les cellules monocristallines

cellulemonocristalline.jpgIl s’agit de la première génération de cellules. Rondes, ou presque carrées, leur rendement atteint 12 à 16%. Pour les fabriquer, on utilise un bloc de silicium, cristallisé en un seul cristal. Cette méthode de production est compliquée.

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  • les cellules polycristallines

RECadmidirektoer.jpgLeur surface n’est pas uniforme, on observe au contraire les orientations différentes des cristaux. Leur rendement est de 11 à 13%. On les fabrique à partir d’un seul bloc de silicum, cristallisé en de multiples cristaux. Son coût de production est moins élevé que celui des cellules monocristallines.

Le premier producteur mondial de cellules polycrystallines est le norvégien REC (Renewable Energy Corporation), qui produit également des cellules monocristallines.

  • les cellules amorphes

Powersheet.jpgCe ne sont pas à proprement parler des cellules, mais une couche de silicum très mince que l’on peut appliquer sur différents supports (film plastique, verre ou métal). Leur rendement n’atteint que 6 à 10%. Le coût de production est cependant beaucoup plus bas que les deux autres types de cellules.

Certaines sociétés (par exemple NanoSolar) se lancent aujourd’hui sur le segment des cellules amorphes, le défi étant de faire progresser leur rendement.

(Crédits photos: OutilsSolaires, Nanosolar)

déc
07

La tuile photovoltaïque : pratique et esthétique, elle saura vous séduire…

 

La société Solar Composites vient de lancer un produit innovant et vraiment séduisant : la tuile photovoltaïque.

solar composites.jpgSolar Composites

La technologie photovoltaïque est en plein essor : pour ses avantages environnementaux  en premier lieu, mais aussi du fait des aides et avantages financiers nombreux et multiples qui permettent à tous de s’équiper, des collectivités aux particuliers. Notamment, la prime d’intégration au bâti, très avantageuse, augmente fortement la rentabilité de la production d’énergie solaire. Ainsi, les architectes sont encouragés à intégrer la technologie photovoltaïque dès le stade de construction d’un édifice ou bien lors du renouvellement intégral d’une toiture.

Quel est ce nouveau produit ?

-          Un caisson en matériau composite possédant les qualités suivantes : légèreté / résistance / isolation parfaite :

La tuile photovoltaïque conçue par Solar Composites est un système intégré au bâti constituée d’un caisson autoporteur de microfibres de verre et résine polyester, matériau de haute technologie valorisé pour sa résistance, sa fiabilité. Ses qualités d’isolation garantissent l’étanchéité parfaite de votre toiture. Afin de garantir un rendement constant sur la durée d’utilisation, rendement qui peut être altéré en cas de mauvaise ventilation, le caisson dispose de prises d’air.

-          Une tuile façonnée pour être esthétique :

Le caisson est teinté gris anthracite, il est homogène avec la couleur du panneau solaire afin d’obtenir un aspect parfaitement uni et poli.

Quel est  son fonctionnement ?

Exposées aux rayons, les tuiles produisent du courant continu (en moyenne 1000 W pour  10 m²) converti par un onduleur en courant alternatif, c’est-à-dire de même nature que celui fourni par le réseau. Un compteur enregistre la quantité produite, achetée par le fournisseur d’électricité qui se charge ensuite de l’injecter dans le réseau. Le prix de rachat bonifié par EDF pour un contrat d’une durée de 20 ans est de 0,55 € le kWh. Et à titre d’exemple, 30 tuiles Solar Composites permettent de produire 3000 kW/h par an, en moyenne !

Quelques conseils :

Les meilleurs rendements s’obtiennent en pratique avec une inclinaison de la toiture comprise en 30° et 45° et une orientation au sud.

D’ici deux mois ce produit sera disponible sur le marché. N’hésitez pas à me faire part de vos appréciations !

 

nov
28

Cellule photovoltaïque: les promesses de Nanosolar

Cellule photovoltaïque: Comment réduire le coût de l’énergie photovoltaïque et la rendre accessible au plus grand nombre?

nanosolar.pngL’entreprise californienne Nanosolar semble s’approcher d’une solution. Soutenue par de nombreux "venture capitalists" y compris les fondateurs de Google, cette société se donne pour ambition de créer un support qui rendrait le photovoltaïque accessible à tous.

Ainsi, au lieu d’utiliser du silicium, très coûteux, pour créer des anneaux solaires rigides et chers, Nanosolar a développé une encre spéciale, imprimée sur un film très mince. Les bandes flexibles ainsi produites, baptisées "PowerSheet" (feuille d’énergie), transforment directement le rayonnement du soleil en électricité.

Le "PowerSheet" est 100 fois plus mince que les panneaux solaires traditionnels faits avec du silicium, et le coût est réduit de manière proportionnelle. Ainsi, un investissement en "Powersheet" est rentable au bout d’un mois, contre 3 ans pour le photovoltaïque de première génération!

Powersheet.jpgCe film solaire est si bon marché qu’on pourrait couvrir des gratte-ciels entiers avec!

Créée en 2002, Nanosolar a déjà reçu de nombreux prix et récompenses pour son innovation,  dont le prix de la meilleure innovation 2007, décerné par le magazine Popular Science.

Si vous voulez voir une belle vidéo (en anglais) qui vous explique en détail comment ça marche, allez voir sur le site de Popular Science et cliquez sur "See how it works".

(Crédits photos: Popular Science, Nanosolar)

nov
27

Projet CISEL : une technologie en soutien à l’énergie solaire – Suite

L’utilisation du procédé électrolytique dans la fabrication de couches minces photovoltaïques a été proposée en 1998 par EDF et CNRS/ENSCP. Son application industrielle s’est ensuite développée avec l’adhésion du groupe Saint Gobain qui s’est chargé de la fabrication des plaques de verre et le soutien financier de l’ADEME.

L’électrolyse porte sur la fabrication des pellicules de semi-conducteurs utilisées pour réaliser les cellules photovoltaïques. Garce au procédé CISEL, cette pellicule peut être obtenue à pression atmosphérique et non plus sous vide, ce qui entrainait des coûts plus importants. De plus, le procédé est bien adapté pour traiter des surfaces importantes telles que des toits ou façades. Il présente enfin l’avantage d’avoir une grande stabilité chimique, c’est-à-dire qu’il est peu sensible aux intempéries.

Le projet CISEL pour Cuivre Indium Sélénium Electrodéposé lancé en 2000 vise à démontrer l’applicabilité industrielle de cette invention qui obtient rapidement des résultats techniques satisfaisants, avec des rendements par module tournant autour de 10,4%. Pour autant les meilleurs panneaux à base de silicium ont un rendement autour de 17%.

Si vous envisager de vous équiper en panneaux solaires photovoltaïques, sachez que faire son choix implique de bien distinguer deux critères :

-          Si votre surface est réduite, mieux vaut acheter un module avec le meilleur rendement pour réduire le coût de votre KWh

-          Si vous voulez équiper une surface importante, mieux vaut opter pour un module dont les coûts de fabrication ou prix du Wc sont les plus bas

petite surface du 27.jpg / grande surface du 27.jpg

 

 

nov
26

Projet CISEL : une technologie en soutien à l’énergie solaire

Lancé en janvier 2003, le projet CISEL permet une réduction du coût des modules photovoltaïques

Le projet CISEL réunit Electricité de France, le Centre National de la Recherche Scientifique et l’Ecole Nationale de Chimie de Paris au sein de l’Institut de Recherche et Développement sur l’énergie photovoltaïque : c’est dire le potentiel de cette initiative !

cisel du 26-11.jpg

Quel est son objectif ?

Effectuer une avancée technologique importante en visant un rapport coût/performance de 1 € par Watt crête pour un module photovoltaïque. Actuellement, les coûts tournent autour de 2,3 €/Wc, ce qui signifie que parvenir à l’objectif représentera une rupture technologique. Cette rupture pourrait permettre à terme la commercialisation de cette énergie sans subventions.

Quel est son principe ?

Développer un procédé innovant permettant de déposer l’absorbeur, ou matériau qui convertit la lumière en électricité, directement sur une plaque en verre. L’absorbeur est composé d’un matériau à base de cuivre, indium et sélénium. La méthode traditionnelle consistait à apposer au substrat en verre des tranches d’absorbeur préalablement découpée moyennant une forte dépense énergétique et une perte de matière première.

Pour autant, les technologies permettant une économie de matière première existent déjà. Là où le projet innove c’est qu’il vise à associer économie de matière première et amélioration du rendement énergétique !

A suivre…

Voir aussi:

Site EDF, Espace Recherche et Développement

 

nov
22

Silicium : deux nouveaux acteurs sur le marché

 

silicium 22-11.jpg

En amont du processus de fabrication des cellules photovoltaïques, des industries produisent et transforment le silicium, composant de base de la majorité des modules sur le marché.

 
Mercredi dernier, en Belgique, les PDG de Total et Suez ont inauguré une nouvelle ligne de production mise en place dans leur usine commune de Tiremont, près de Bruxelles, qui fabrique des panneaux solaires. Christophe de Margerie, directeur général de Total, a exprimé à cette occasion l’intention des deux groupes de se lancer dans la transformation de silicium, créneau sur lequel peu d’entreprises sont aujourd’hui positionnées.
 
Ce choix stratégique indique que Total et Suez ne comptent pas limiter leur production par manque de matière première, ce qui est le cas pour de nombreuses entreprises du secteur du photovoltaïque aujourd’hui. En investissant dans la production en amont du silicium transformé, ces groupes font le choix de l’intégration verticale.
 

Cette nouvelle ligne de production permettra à l’usine de Tirlemont, Photovoltech, de quadrupler sa production de cellules photovoltaïques d’ici fin 2007 pour un investissement de 30 millions d’euros. L’usine va aussi investir 45 millions d’euros pour atteindre une capacité totale de production de 140 MW d’ici 2009, avant de porter celle-ci à 500 MW d’ici dix ans. Car l’ambition de Photovoltech est de posséder 5% du marché de fabrication des cellules au niveau mondial, marché dominé par les Japonais et les Allemands.

Voir aussi:

www.romandie.com/info/news