Cellules photovoltaïques La petite histoire Comprendre simplement Domaines de présence Son interprétation dans l'avenir Les références Mais encore …

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La petite histoire  Up Page Principe Sous l'effet des photons de la lumière du soleil, ses atomes sont excités et libèrent des paires d'électrons-trous, soit des charges qui, sous l'effet d'une barrière de potentiel, baptisé jonction P-N, vont s'accumuler vers les faces extérieures du matériau. Lesquelles, une fois reliées, génèrent du courant électrique. Mais, pour afficher un bon rendement, c'est-à-dire un taux de conversion satisfaisant de l'énergie solaire en électricité, le silicium doit être purifié. Cette opération est coûteuse. Résultat: "Le watt produit revient à peu près à cinq euros", explique Michael Graetzel, chercheur à l'Ecole polytechnique fédérale de Lausanne. C'est au moins cinq fois trop cher pour espérer rentrer en compétition avec des sources comme le charbon ou le nucléaire qui, elles, mettent le watt autour de 1 à 2 euros.

Comprendre simplement  Up Page Approvisionnement en chaleur durable des appartements modernes Le marché de l'immobilier est devenu de plus en plus exigeant, et les nouvelles agglomérations doivent convaincre leurs habitants potentiels grâce à des travaux de grande qualité, des frais d'investissement qui soient visibles et des coûts d'exploitation durables. Un des aspects les plus importants concerne l'approvisionnement en chaleur des habitations, notamment à partir de réseaux de proximité utilisant l'énergie solaire. A ce titre, le service d'informations sur l'énergie BINE présente dans sa brochure "Chaleur solaire de proximité dans les nouvelles habitations" (avril 2005 ?) deux projets menés à Stuttgart et Heilbronn. La brochure est disponible gratuitement sur simple demande au téléphone : +49 228 923 790 ou sur internet àl'adresse : http://www.bine.info Les nouvelles agglomérations de Stuttgart Burgholzhof et Heilbronn Badener Hof remplissent les standards de maisons à faible consommation d'énergie. Dans chaque agglomération, un réseau de proximité utilisant l'énergie solaire permet d'approvisionner les habitations en chaleur.

Domaines de présence  Up Page C'est une feuille de plastique active capable de transformer la lumière solaire en électricité grâce à deux couches de polymères: la premèére, photosensible, produit le flux d'électrons tandis que la deuxième les reçoit et transporte le courant. Valeria Casuscelli, coordinatrice du projet photovoltaique des laboratoires de Naples-Arzano et de la STMicroelectronics, explique qu'ils se sont basés sur l'image de la feuille d'un arbre pour donner l'idée de quelque chose de très proche de la nature, fonctionnant selon le principe de la photosynthèse des plantes, avec des couts de production extrêmement bas. Il s'agit en réalité d'un des projets novateurs les plus ambitieux de ces dernières années pour l'industrie italienne. Forte d'une école napolitaine de chimie des polymères renommée mondialement, la STMicroelectronics avait décidé, il y a trois ans (nous étiosn alors en 2001), de lancer un groupe de recherche ayant un double objectif. Leurs buts: arriver, en peu d'années, à partir de matériaux plastiques semi-conducteurs, soit à l'écran plastique Oled (en couleurs et émetteurs de lumière, qui commence déjà à être utilise dans les téléphones portables) soit à revolutionner les cellules photovoltaïques en les concevant entièrement constituées de polymères et dix fois moins coûteuses que celles en silicium monocristallin.

Son interprétation dans l'avenir  Up Page La plus grande usine photovoltaïque d'Europe à Tenerife L'Institut Technologique et d'Energie Renouvelable (ITER) des Iles Canaries construira à Granadilla (Tenerife) l'usine photovoltaïque aux dimensions les plus grandes d'Europe. Elle sera constituée de modules de 100 kW qui seront vendus à des investisseurs particuliers, des mairies et d'autres organismes. La surface totale de l'usine sera de 160.000 mètres carrés. Le premier module de l'installation appartiendra à l'ITER, et le reste sera ensuite construit en fonction de la demande. Selon le directeur de l'ITER, Manuel Cendagorta, il est prévu d'installer 150 modules de 100 kW qui pourront atteindre une puissance maximale de 15 MW. Chacun sera composé de 576 panneaux repartis en 24 lignes. Le prix de chaque module de 100 kW coûtera un peu plus d'un demi-million d'euros et ils seront garantis pour une durée de 25 ans. L'usine produira de l'énergie électrique équivalant à 2% de la consommation de l'ile de Tenerife. Afin que de petits investisseurs puissent aussi prendre part à l'installation, l'Institut promouvra et coordonnera une série de société composée d'un groupe d'actionnaires disposant du capital total nécessaire à l'obtention d'un module.   Voiture hybride solaire/gaz Le prototype d'une voiture hybride solaire photovoltaïque/gaz mis au point par le Sustainable Energy Research Laboratory de l'Universite du Queensland (Australie) a été présenté récemment à Brisbane. Ce véhicule nomme "la navette ultra" comporte deux moteurs actionnés par des batteries au lithium. Les cellules solaires qui couvrent une surface totale de 2.5 m² sont installées sur les capot et lunette arrière et fournissent assez d'énergie pour un trajet d'environ 50 km. La voiture peut être également rechargée par branchement à une prise électrique conventionnelle. En outre, le réservoir de gaz assure une autonomie de 500 km et une vitesse maximale de 150 km/h. Le poids de cette voiture en aluminium et fibres de carbone ne devrait pas excéder 600 kg. L'équipe espère réduire la consommation du carburant à 2 l/100 km.

Les références  Up Page Réseau Pepe BE Allemagne BE Australie BE Etats-Unis BE Israël BE Italie BE Japon   Pourquoi ce site Je crois que, si les êtres humains que nous sommes ne parviennent pas toujours à évoluer comme ils le souhaiteraient _à s'épanouir professionnellement, sentimentalement et sexuellement (ce que j'appelle les trois pôles d'intérêts) c'est parce qu'il y a des barrages qui entravent leur désir d'accéder à un rêve inachevé. Je pars du principe que tout est possible, à condition de s'entourer de gens qui nous poussent à croire en nous.   Contribuer au Réseau Pepe Ce site est avant tout une encyclopédie ouverte à l'imagination et au savoir, où chacun(e) d'entre vous peut participer. Si vous avez envie de partager une passion, ou si vous sentez le besoin de vous exprimer sur un point précis, je vous invite à m'adresser un e-mail (adresse électronique accessible sur ma page d'accueil).

Mais encore …  Up Page L’Allemagne, championne du monde du photovoltaïque Selon l’Observatoire des énergies renouvelables (EurObserv’ER), l’Allemagne est devenue en 2004 le premier producteur mondial d’électricité à partir de l’énergie solaire dépassant le Japon et des Etats-Unis. L’Allemagne a pour la première fois l’an passé installé davantage de capteurs solaires électriques (363 mégawatts) que le Japon (280 MW) et les Etats-Unis (90 MW) a constaté EurObserv’ER. A elle-seule, elle a représenté presque 90 % de la croissance du marché de l’Union européenne à 25 (UE des 25) en 2004 (410,5 MW). Au total, l’Allemagne pouvait produire 794 MW de photovoltaïque fin 2004, soit les 3/4 de l’électricité solaire européenne (1.004 MW pour l’UE-25, dont 1,1 MW seulement pour les dix nouveaux membres). Sa capacité totale de production était encore inférieure à celle du Japon (1.140 MW), mais devançait largement celle des Etats-Unis (365 MW). Derrière l’Allemagne, tous les autres pays européens font pâle figure. La France, au 5ème rang de l’UE, ne pouvait produire que 20,1 MW de photovoltaïque fin 2004 (+5,8 MW en un an). Elle a installé davantage de capteurs photovoltaïques dans les DOM (13,6 MW) qu’en métropole (6,9 MW). EurObserv’Er attribue les bonnes performances allemandes au récent relèvement du tarif d’achat que l’Etat garantit au producteur d’électricité solaire (58 centimes d’euro en moyenne par kWh contre 50 centimes auparavant). A contrario, note-t-il, "seule une augmentation substantielle du tarif d’achat pourrait permettre au marché français de décoller" (15 centimes/kWh en métropole actuellement). EurObserv’ER regroupe six associations européennes privées spécialisées dans les énergies renouvelables.   L'entreprise Solarstrom AG de Fribourg-en-Brisgau, en commun avec l'entreprise berlinoise Solon, vont installer d'ici la fin de l'année 2005 le plus grand champ solaire au monde au nord de Wurtzbourg (nord de la Baviere). Un total de 1500 petites centrales solaires, d'une puissance de 7 à 10 kilowatts, vont être installées sur une superficie de 77 hectares. Chacune de ces 1500 installations photovoltaïques est une unité complète, incluant une surveillance à distance et un raccordement au réseau, qui pourra être achetée par des investisseurs privés. L'entreprise Solarstrom a commencé à vendre ces mini-centrales sous le nom "SolarOptimal" au début de la semaine, le terrain, le financement, l'assurance et l'entretien sont inclus. Solarstrom et Solon sont présents sur un marché en pleine expansion: l'Allemagne est le numéro un au monde pour les équipements solaires. A la fin de l'année 2004, ce type d'installations représentait en Allemagne une puissance maximale totale installée de 700MW. Grace au soutien de la loi sur les énergies renouvelables (EEG), elles sont devenues économiquement beaucoup plus rentables. La garantie de subventionnement du courant provenant d'énergie solaire lors des 20 prochaines années valorise fortement le parc à centrales de Arnstein. Les modules solaires mis au point par l'entreprise Solon sont montés sur deux axes, ce qui fait qu'ils peuvent suivre le soleil au cours de la journée de la même manière qu'un tournesol. Comparé aux installations solaires fixes, les installations développées par Solon fourniront un tiers de puissance supplémentaire. Pour le directeur de Solon, M. Thomas Krupke, c'est une preuve que la branche de l'énergie solaire est en bonne voie pour être de plus en plus en mesure de concurrencer les producteurs d'énergie plus conventionnelle. Le solaire a pour le moment toujours besoin de la loi sur les énergies renouvelables pour être compétitif, mais les coûts ont été réduits de moitié lors des dix dernières années, et l'on prévoit encore la même réduction pour les dix années à venir, explique encore M. Krupke. "Nous deviendrons à partir de cette période des concurrents sérieux sur le marché de l'énergie".   La vallée du soleil de Saxe-Anhalt La Saxe-Anhalt n'est pas la Californie mais pour sa politique énergétique, elle mise aussi sur le solaire. En témoigne un énorme chantier dans la "Solar Valley" de Thalheim (district de Bitterfeld), avril 2007, construisant des installations de production de cellules photovoltaïques qui transforment les rayons du soleil en électricité. Ce site est porteur d'espoirs gigantesques: 10.000 emplois devraient y être créés d'ici 2012 d'après l'entreprise Q-Cells AG (Thalheim), côtée à la bourse technologique TecDAX. Q-Cells prévoit de réaliser cette année un chiffre d'affaires de 700 millions d'euros, soit 30% de plus qu'en 2006, comme l'annonce son PDG et fondateur Anton Milner. "Mais si les affaires restent aussi florissantes, nous allons construire ici de nombreuses usines et créer le plus grand centre photovoltaïque au monde", renchérit le porte-parole de l'entreprise, Stefan Dietrich. Il insiste sur l'importance de la recherche et du développement de nouvelles technologies en raison de la rareté de la matière première, le silicium, nécessaire à la fabrication de cellules photovoltaïques.   M. Dietrich précise que Q -Cells compte collaborer étroitement avec le futur centre de recherche sur les cellules photovoltaïques, un projet commun de la Société Fraunhofer, du gouvernement fédéral et de l'Union européenne qui sera installé à Halle. La "Solar Valley" qui concentre plusieurs entreprises ayant suivi Q-Cells et qui fait travailler 1.400 personnes est déjà considérée comme l'un des plus grands centres de l'industrie solaire en Europe. L'entreprise, lancée il y a six ans par quatre personnes compte aujourd'hui près de 1.000 employés.   "Le changement climatique est un sujet très sérieux, nous voulons devenir les pionniers européens du développement et de l'utilisation des nouvelles technologies dans le domaine des énergies renouvelables", affirme pour sa part le Ministre-président Wolfgang Bohmer (CDU). L'industrie solaire, l'éolien, les bioénergies et les biocarburants sont des secteurs d'avenir. Le Ministère de l'économie de Saxe-Anhalt à Magdebourg estime que les énergies renouvelables représentent 17,6% des sources énergétiques utilisées dans ce Land.   Plus grand parc solaire d'Europe Le gouvernement de la communauté de Madrid a prévu de construire dans la région le plus grand parc solaire d'Europe. Ce projet, qui supposera un investissement supérieur à 20 millions d'euros, comprendra 600 installations photovoltaïques qui fourniront près de 3,5 MW de puissance installée. Par la suite, ce parc sera progressivement agrandi jusqu'à 5,5 MW. Le projet se joint à la centrale solaire, d'une puissance installée de 1,8 MW, déjà en cours de construction dans la zone de Guadarrama sur 5.000 m² (un agrandissement de 18.000 m² supplémentaires est déjà envisagé). En plus de ces deux installations, est également prévue la construction d'une autre usine solaire de 2 MW pour un investissement de 11 millions d'euros. Le gouvernement régional étudie par ailleurs la possibilité de construire deux parcs éoliens. Le premier sera doté de 12 aérogénérateurs d'une puissance de 18 MW (pour un coût de 20 millions d'euros), tandis que le second générera 15 MW (investissement de 16,5 millions d'euros).   Energie solaire et aux de pluies Rome devient la ville pionnière dans la réalisation de maisons écologiques, celles "construites sur le modèle de la nature" et capables d'exploiter l'énergie solaire, la réutilisation des eaux de pluies et les espaces verts à l'extérieur des immeubles, pour les rendre "autosuffisantes" et confortables. Walter Veltroni, le maire de Rome, et Giancarlo D'Alessandro, l'assesseur de la ville aux travaux publics, ont présenté les deux projets vainqueurs du concours international du Campidoglio (Mairie de Rome): un total de trois bâtiments résidentiels publics situés dans deux zones de la périphérie romaine: l'une à Ponte Galeria et l'autre à Lunghezzina 2. Les travaux commenceront en avril 2006 et s'achèveront 18 mois plus tard pour un coût total de 4,3 millions d'euro. Pour le projet de deux immeubles de quatre étages à Lunghezzina 2, c'est le cabinet de l'architecte allemand Thomas Herzog qui a remporté le prix. Le projet, intitule "Involucro ben temperato" (Entourage bien tempere) prévoit 31 logements pour un total de 10 800 m3; et un coût de 2,4 millions d'euro. Le projet "Nomos e physis", vainqueur pour Ponte Galeria, est celui du bureau d'études de l'architecte romain Marcello Marocco. Il prévoit un bâtiment de 4 étages, pour un total de 25 logements sur 8 625 m3 et une dépense de 1,9 millions d'euro. Les deux projets ont centré ce qui étaient les objectifs du concours: des solutions de confort, économie d'énergie, bonne climatisation et bien-être environnemental quelque soit la saison de l'année, en employant les éléments naturels: des espaces verts à la chaleur, de la lumière à l'eau.   Du silicium pour le PV à partir de silice Environ 10 000 tonnes de silicium sont utilisés chaque année par l'industrie du PV (pile voltaïque), environ 1/3 de la production mondiale. Pour répondre aux besoins en hausse constante de l'industrie du PV, des nouveaux procédés de production de silicium de haute pureté sont en développement. Une équipe de chercheurs de l'Université de Kyoto a mis au point une méthode de réduction électrolytique directe de la silice qui permet de produire un lingot de silicium pur à 99 ,999%. Les impuretés, comme le phosphore et le bore, sont retirées dans une étape préliminaire par un traitement chimique à faible coût : l'obstacle majeur est le coût élevé du traitement des impuretés, comme le confirme l'entreprise JFE Steel qui développe également une méthode similaire de production.   Nouveau matériau Orionsolar est une start-up qui se positionne dans le domaine de l'énergie solaire, notamment sur des systèmes photovoltaïques. Selon Dave WAIMANN, directeur général, l'inconvénient de ces systèmes est le coût du silicium, le matériau le plus fréquemment utilisé pour les fabriquer. Pour cette raison, l'énergie solaire est généralement plus coûteuse que l'électricité générée par combustion de charbon, d'huile ou d'autres combustibles fossiles. Le but d'Orionsolar est de produire des panneaux solaires flexibles et relativement économiques qui pourraient être vendus localement et installés sur les toits. Ces panneaux fourniraient assez d'électricité pour faire fonctionner un réfrigérateur, l'éclairage, et une télévision. A la place du silicium, Orionsolar utilise des cellules photovoltaïques colorantes, des matières qui sont moins chères et plus simples à produire. Les modules d'Orionsolar se présentent sous la forme de longues feuilles flexibles dont les composants principaux sont des nanoparticules de dioxyde de titium. Une feuille d'une longueur de deux mètres pourrait produire 160 watts de puissance par heure et ne coûterait pas plus de 200 dollars. Les ventes mondiales des cellules solaires et des modules ont excédé 3 milliards de dollars en 2004, et le marché grossit de plus de 25% par an. Des programmes de systèmes photovoltaïques initiés en Californie, au Japon et en Allemagne couvrent environ 83% du marché mondial. Cependant, pour le moment, le défi mondial est de produire une cellule coûtant moins d'un dollar par watt, avec une simple chaîne de production.   L'énergie photovoltaïque au Japon Aujourd'hui le Japon est le leader mondial du photovoltaïque (PV) : la moitié des systèmes PV dans le monde sont installés au Japon (1,1 GW à ce jour) et les entreprises japonaises produisent la moitié des cellules solaires dans le monde (600MW pour l'année 2004). La raison principale de ce succès est une action du gouvernement intégrant des subventions pour l'installation des systèmes PV avec un soutien de la recherche scientifique. Plus de 230.000 systèmes PV installés chez des particuliers ont bénéficié de subventions depuis 1994 ; avec une puissance moyenne de 3,5 kW ils représentent 90% du parc PV au Japon. La NEDO, une agence de moyen du Ministère de l'Economie du Commerce et de l'Industrie, a publié en 2004 une feuille de route (Roadmap PV 2030) qui propose le développement de technologies à prévoir pour favoriser une diffusion à grande échelle. Elle établit un objectif de 4,8 GW de systèmes PV installés en 2010 et de 100 GW d'ici 2030. La R&D est menée de front par l'industrie, Sharp en tête, et les laboratoires publics qui se concentrent sur les technologies innovantes et la recherche exploratoire. Ils devront mettre en place des solutions techniques pour d'une part améliorer le rendement des cellules et abaisser le coût du PV, et d'autre part pour élargir le champ d'application des panneaux solaires, avec par exemple des groupements communautaires de systèmes PV qui ne surchargeront pas le réseau électrique.   Taux de 20% Mitsubishi Electrics a annoncé le 31 mai 2007 qu'elle a atteint un rendement de conversion de 18%, le plus élevé du monde, sur des cellules photovoltaïques (PV) de 150 mm de côté. Cette valeur a été vérifiée par l'AIST (Advanced Industrial Science and Technology) qui dispose du seul laboratoire japonais de validation de ces cellules. Cette performance permet d'augmenter de 7% la génération d'électricité par m² de module PV. L'entreprise a utilisé trois technologies qui lui sont propres afin d'augmenter le rendement de ses cellules PV: La réflectivité de la surface de captage a pu être réduite par gravure ionique réactive utilisant un masque nanométrique, augmentant ainsi l'absorption de lumière.