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Energie. Et pourtant... le solaire commence à briller

Yan de Kerorguen, le 4/10/2010

Le solaire est au cœur de l’enjeu des énergies renouvelables. D’ici 2014, les panneaux solaires seront parfaitement compétitifs avec les autres solutions et couramment utilisés dans l’industrie ou à la maison.

Cet été l’avion expérimental de l’aérostier Bertrand Picard a atterri sans encombre en Suisse après avoir effectué pour la première fois au monde un vol de nuit uniquement propulsé pendant plus de vingt-quatre heures par l’énergie solaire. Une Première qui témoigne de l’incroyable potentiel de l’énergie du soleil. Ce projet de faire voler un avion grâce au photovoltaïque trouve un écho dans d’autres projets aussi ambitieux.

Exemple : lle projet solar-islands. Ce projet pharaonique consiste à construire des iles artificielles de 3km2 couvertes de capteurs solaires...Avec ce dispositif on pourrait electrolyser l’eau salée de la mer pour obtenir deux gaz distincts-l’oxygène et le dihydrogène- qui ont des propriétés combustibles et explosives. On pourrait par la suite fabriquer de l’électricité ou du carburant en liquéfiant ces gaz. Le premier exemple d’une telle plate-forme flottante est déjà implanté dans le désert de Ras al Khaimah.
Autre exemple : les autoroutes solaires. L’idée étant d’utiliser le revêtement des autoroutes comme immenses panneaux solaires capable d’alimenter en énergie des villes entières.
Ou encore le projte australien Solar Tower, une tour solaire géante de 1000 mètres de haut, dotée d’immenses verrières de 7 km de rayon se dressera en 2010 dans la province des Nouvelles Galles du Sud. Ce projet d’usine toute en hauteur, développé par le bureau d’ingénierie allemand SBP, fournit la même puissance qu’un petit réacteur nucléaire.

Le plus impressionnant est celui de TREC, le soleil du désert. Un ingénieur allemand, Gerhard Knies, a fait le calcul : si 1% de la surface des déserts à 99% inhabités et représentant 25 % des surfaces émergées de la planète, était couvert de panneaux solaires, cela suffirait à produire l’électricité nécessaire à l’ensemble de l’humanité. Chaque année, les rayons du soleil produisent par kilomètre carré une énergie équivalente à celle fournie par 1,5 million de barils de pétrole. Indirectement, utiliser cette énergie permettrait d’arrêter l’avancée du désert et de contribuer à la paix dans le monde. Il suffirait d’installer des centrales solaires sur 0,3% de la superficie des déserts d’Afrique du Nord et du Moyen-Orient pour fabriquer l’électricité nécessaire à l’ensemble du bassin et résoudre les problèmes d’énergie. Europe comprise.
Cette idée, basée sur technologies solaires à concentration (CSP), trouve son début d’application dans le projet de coopération transméditerranée d’énergie renouvelable, dont Gerhard est le coordinateur. Le TREC prévoit la construction d’ installations à concentration disposant d’un système de miroirs faisant converger la lumière du soleil et de centrales à cogénération permettant de désaliniser l’eau de mer. Les spécialistes qui se penchent sur cette question estiment que le coût du transport de l’énergie resterait rentable, grâce à la force de l’irradiation solaire du désert. Nous n’en sommes pas là.

Mais le solaire reste au cœur de l’enjeu des énergies renouvelables. La quantité d’énergie solaire qui arrive sur Terre chaque année est considérable, 10 000 fois supérieure à la consommation énergétique totale de l’humanité. Toutes les heures, le soleil diffuse autant d’énergie sur notre planète que celle que nous consommons en quatre ans. Environ 45% de l’énergie solaire est absorbée puis transformée en chaleur par l’air, les continents et les océans. La conversion de l’énergie lumineuse en chaleur ou en électricité est certes très propre, très performant, nécessitant peu de maintenance, silencieuse, mais…elle reste très chère, avancent de nombreux experts !

Les principales difficultés d’exploitations de l’énergie solaire reposent sur sa grande variabilité dans le temps qui implique la nécessité d’un stockage et sur sa faible densité énergétique. Pourtant, depuis quelque temps, l’ idée selon laquelle les énergies renouvelables sont plus chères que les énergies fossiles a fait long feu. L’investissement est certes plus grand, mais sur le long terme, les technologies pauvres en émission de Co2 sont moins chères (sans parler des gains pour les systèmes de sécurité sociale). La sécurité énergétique, un sujet peu abordé, est l’un des avantages des énergies renouvelables, qui peuvent ainsi réduire le nombre de tensions internationales qui mettent les prix des énergies fossiles sous pression. Le solaire commence à briller.

L’énergie photovoltaïque est au coeur de l’enjeu solaire. La conversion directe de l’énergie solaire en énergie électrique est possible via la conversion photovoltaïque. C’est une des filières alternatives qui a le plus d’avenir. Les panneaux photovoltaïques qui reçoivent les rayons, transmettent cette énergie aux électrons d’une couche de silicium. Lorsqu’ils circulent, ces électrons produisent le courant électrique nécessaire en électricité. L’énergie peut être ensuite transporté sur de grandes distances grâce aux photopiles.

Longtemps décrié pour ses coûts de production élevés, ses performances commerciales en nombre d’installations d’installation actuels impressionnent. Aujourd’hui, la demande mondiale est supérieure à l’offre. Il faut dire que les technologies dans ce domaine sont en progrès constant.

D’ici 2014, les panneaux solaires seront parfaitement compétitifs avec les autres solutions et couramment utilisés dans l’industrie ou à la maison. C’est ce que viennent d’annoncer une douzaine d’entreprises américaines spécialisées dans les semi-conducteurs, dont SunPower, Applied Mayterials, Evergreen Solar ou NanoSolar. Ces dernières affirment que grâce à la technologie de cellule photovoltaïque obtenue par diffusion d’une couche mince de silicium amorphe sur un substrat de verre, elles seront en mesure prochainement de diviser par deux les coûts des installations. Mais aussi grâce à des lentilles capables de concentrer 500 fois la lumière sur une très petite cellule photovoltaïque à haut rendement.

La part de l’énergie solaire photovoltaïque, non émettrice de gaz à effet de serre, devrait rester faible dans l’immédiat. En tenant compte des modules de panneaux solaires actuels, sur la base d’un ensoleillement annuel de 1000 kWh/m2 en moyenne, il faudrait 600 000 km2 de panneaux soit plus de la surface de la France pour produire l’équivalent de la consommation mondiale. Les chercheurs travaillent sur une seconde génération de panneaux solaires, plus performants mais surtout nettement moins chers utilisant une très faible quantité de matériaux faisant tomber le coût de fabrication à environ 75 centimes le watt au lieu de 1,50 euro. Cette baisse des prix entraîne la possibilité de fabriquer des panneaux plus grands.

Mais la vraie avancée photovoltaïque de troisième génération réside dans les travaux menées par Mireille Richard sur l’infiniment petit. Pour la chimiste, de l’Institut de physique et chimie des matériaux de Strasbourg (CNRS), les récents développements dans le domaine des nanomatériaux et des nanotechnologies offrent de nouvelles opportunités pour la conversion et le stockage de l’énergie solaire. Dans son laboratoire, elle prépare des pièges à électrons, des gels aux nanomatériaux, aux propriétés photosensibles.

Réagissant aux rayons lumineux en changeant de couleur, ils ont la possibilité de capter l’énergie et de la conserver en stock, à la fois capteur et batterie. De futures installations photovoltaïques à très haut rendement et à faible coût sont aujourd’hui préparées par l’équipe pilotée par le chercheur du CNRS, Luc Brohan, à l’Institut des matériaux de Nantes. « À ce stade nous sommes encore dans le concept, avec des développements à quinze ans. Il reste à pouvoir extraire cette énergie pour la restituer à la demande », explique ce dernier. Avec toutes ces avancées, le photovoltaïque pourrait concurrencer les énergies fossiles vers 2030. Le photovoltaïque a déjà vu son coût divisé par 20 en dix ans, et l’électricité photovoltaïque devrait devenir compétitive d’ici une dizaine d’années en Europe.


Vos commentaires

Posté le 4 octobre 2010 à 16:58 , par Jean FRESSE

Bonjour,

Le solaire ne brille pas seulement pour le photovoltaïque, il brille aussi pour le solaire thermique.
Que se soit pour les CESI (chauffe-eau solaire individuel) ou pour les SSC (système solaire combiné) le rendement est nettement plus élevé que pour le photovoltaïque et il n’y a pas ou très peu de problème de recyclage. De plus le rendement ne diminue pas avec le temps.


Je suis d’accord avec Yan sur les panneaux solaires thermiques qui sont beaucoup plus démocratisés. Cependant les panneaux solaires photovoltaiques restent encore chers pour les particuliers et c’est bien dommage...

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Paul - 2012-09-17 12:42:00

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