L'énergie photovoltaïque
par Serge Degueil
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Après avoir identifié, dans le numéro précédent, les principales sources d’énergie à l’origine de la production de CO2 et pris le pari que l’énergie électrique pouvait contribuer à la réduction de l’effet de serre, nous allons maintenant analyser les différents moyens de production de l’électricité en commençant par l’énergie photovoltaïque… |
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LES CELLULES PHOTOVOLTAÏQUES
Lorsqu’un matériau est soumis au rayonnement solaire il apparaît deux phénomènes qui dépendent de la nature du matériau. Pour la plupart des matériaux il y aura échauffement ; c’est ce phénomène qui est exploité dans les chauffe-eau solaires. Pour les matériaux semi- conducteurs il y a en plus création d’un courant électrique. C’est l’effet photovoltaïque. |
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Le rendement de ces capteurs est essentiellement fonction de l’ensoleillement et l’on estime que le rendement moyen en France est de l’ordre de 10 %. La lumière n’étant pas permanente par nature, il y a nécessité de stocker cette énergie pour toute utilisation nocturne ou par temps couvert (batterie électrochimique). Cependant cette énergie n’est pas directement exploitable dans notre vie quotidienne et doit être transformée à l’aide d’un convertisseur pour être mis à la norme 220 Volts 50 Hertz. La photo ci-contre montre les batteries de stockage et les convertisseurs et l’armoire de régulation d’une petite installation individuelle. La durée de vie de ces capteurs est de 20 ans. Compte tenu de l’énergie consommée pour sa fabrication, on estime que le capteur donne une énergie propre pendant au moins 15 ans. Ceci est toutefois à pondérer au niveau d’une installation par le fait que la durée de vie des batteries n’est que de 5 ans et qu’elles sont une grosse source de pollution en raison des matériaux toxiques qu’elles contiennent (plomb, lithium, cadmium ainsi que des acides variés). Sur le plan financier, le temps de retour sur investissement est nettement supérieur à la durée de vie, ce qui signifie que ce type d’énergie ne serait pas rentable sans une aide importante de l’état qui veut favoriser le développement des énergies renouvelables. |
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Le coût global pour une installation autonome est de l’ordre de 15 000 € pour une puissance maximale de 1 kW. À titre d’exemple, il faut 1,6 kW soit 16 m2 de modules pour satisfaire les besoins électriques de base d’une habitation (éclairage par lampes fluocompactes, petit électroménager, téléviseur, chaîne hi fi et ordinateur, lave-linge à double entrée eau chaude - eau froide, réfrigérateur économe). Pour l’avenir, le recherche s’oriente, entre autres, vers des matériaux capables d’exploiter la lumière infrarouge, ce qui permettrait un fonctionnement même par temps couvert, mais les échéances ne semblent pas toutes proches. Si dans nos applications courantes les capteurs photovoltaïques ne semblent pas présenter actuellement grand avantage, ils vont trouver tout leur intérêt dans les applications nécessitant de faibles quantités d’énergie et isolées des réseaux électriques. À titre d’exemple, on peut citer les habitations de montagne, les refuges, les télétransmissions, la signalisation, le traitement de l’eau et les stations de pompage autonomes et, naturellement, le spatial. Mais l’intérêt principal va se trouver dans les pays sous-équipés et bénéficiant d’un maximum d’ensoleillement. Ainsi, ces dispositifs vont permettre d’offrir l’électricité et ainsi apporter un minimum de confort à des populations isolées de tout. Pour avoir plus de détails sur la technique et les coûts , cliquez ici |
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Un exemple d’utilisation des cellules photovoltaïques :
Le refuge de Bésines (Hautes Pyrénées)