Solaire. Photovoltaïque et thermique.

Tschechien4 Solaire. Photovoltaïque et thermique.

La différence entre un panneau solaire photovoltaïque et un panneau solaire thermique : le premier cité produit de l’électricité à partir de la lumière du soleil, grâce à des cellules assemblées en modules. Le solaire thermique transforme le rayonnement du soleil en chaleur grâce à des capteurs thermiques qui chauffent l’eau domestique.

Chaleur et lumière sont les deux sources d’énergie solaire pour produire de l’énergie. Elles nécessitent des panneaux différents : d’une part des panneaux conçus pour le chauffage (le soleil chauffe un liquide caloporteur) ou d’autre part des panneaux photovoltaïques qui alimentent le chauffage électrique et qui fonctionnent avec la lumière et non la chaleur.

Alors solaire photovoltaïque ou solaire thermique ?

L’idéal sur le plan des économies d’énergie est d’utiliser les 2 types de panneaux solaires, les deux se complétant parfaitement. Faisons d’abord le point avec le photovoltaïque.

Le marché du l’énergie photovoltaïque est en forte croissance en France (30% à 40% par an), avec notamment 800 raccordements d’installations solaires au réseau EDF chaque mois.

Ce petit « boom » s’explique par des tarifs de rachat de l’électricité passés à 57 centimes par kilowattheure (kWh) et au crédit d’impôt accordé aux particuliers à hauteur de 50% du montant de l’installation.

Pour beaucoup de ses partisans, le solaire est donc l’énergie de l’avenir avec une ressource dix mille fois supérieure à la consommation électrique actuelle de l’humanité selon le chercheur Jean-François Guillemoles (Le Monde).

Mais, avouons-le, s’équiper au solaire photovoltaïque ne présente pas encore un intérêt financier, les raisons se trouvent plutôt du côté écologique : vous produisez de l’énergie sans polluer et sans produire de gaz à effet de serre, tout en favorisant le développement de techniques énergétiques d’avenir.

Le photovoltaïque, comment en profiter ?

Pour faire simple, une installation photovoltaïque se compose de modules solaires constitués de cellules photovoltaïques (PV), elles-même constituées de fines couches de matériaux semi-conducteurs, généralement du silicium cristallin. Ces dernières absorbent la lumière et la convertissent en électricité.

Des modules inclus dans les matériaux de construction comme les « tuiles solaires » existent désormais et sont souvent plus faciles à intégrer.

Pour profiter de cette installation, vous devez avant tout avoir :

Le statut de propriétaire ;
Un accès à votre toit ;
Un toit exposé à la lumière du soleil sans restriction et avec une surface de 10 à 30 m2 ;
Une confirmation que vous avez le droit d’ installer des panneaux solaires délivrée par la mairie de votre lieu d’habitation. Pour un bâtiment neuf, il est préférable d’intégrer les modules dans le permis de construire.
Combien d’énergie produire en énergie solaire ?

Sachez qu’un générateur photovoltaïque installé dans le sud de la France produit en moyenne 30 à 40% plus d’électricité qu’une installation identique implantée dans le nord. L’énergie moyenne apportée par le rayonnement solaire varie entre 3 kWh/m2 par jour dans le Nord de la France et 5 kWh/m2 par jour dans le sud.

Valeur de l’énergie du rayonnement solaire reçu pour un plan d’inclinaison égal à la latitude et
orienté vers le sud. (Source : ADEME)

Les avantages des panneaux photovoltaïques

Outre les aspects écologiques, le photovoltaïque présente de nombreux avantages :

- Vous pouvez utiliser l’énergie solaire photovoltaïque en complément d’autres sources d’énergie.

- Vous pouvez revendre l’intégralité ou surplus d’électricité à votre distributeur (EDF ou une régie locale) pour un contrat garanti sur 20 ans. En effet vous avez le choix entre :

injecter seulement dans le réseau public l’excédent de la production non consommé pour vos besoins propres ou,
injecter l’intégralité de l’électricité produite au réseau public. Le besoin en électricité sera alors couvert par la fourniture d’électricité par le distributeur.
- Vous vous protéger contre une hausse du prix de l’énergie car vous investissez dans une installation qui produira de l’électricité sur 20 ou 30 ans.

Comme rappelé auparavant, le tarif de rachat par EDF de l’électricité photovoltaïque pour 2008 est donc de 57,2 c€/kWh (avec prime d’intégration au bâti) en France métropolitaine pour tous les producteurs. Ce tarif vous permettrait ainsi de rentabiliser votre investissement sur une période comprise entre 8 et 20 ans selon son prix d’achat et l’ensoleillement de votre région.

L’impact de la météo sur les panneaux photovoltaïques

La pluie ne gêne pas le fonctionnement des panneaux photovoltaïque puisqu’il fonctionne à la lumière : d’ailleurs dans le nord et l’ouest de la France, avec un moindre ensoleillement qu’à Lyon, les panneaux sont plus performants au printemps et en été ; en hiver ils sont plus performants à Lyon. Sur l’année, le bilan est le même à Lyon ou à Lille.

La ressource solaire moyenne exploitable en France est de 1300 kWh/m2 par an.

La production moyenne avec un système polycristallin d’une puissance de 1 kWc sur environ 9 m2 est :

de 1100 à 1300 kWh dans le Sud Est, la Corse, les Pyrénées Orientales,
de 950 à 1100 kWh dans le sud est, le pays basque, le Bordelais maritime,
de 800-950 kWh dans une grande zone couvrant le centre, le Lyonnais, les Pays de la Loire, la Bretagne, la Normandie
de 700 à 800 kWh dans le Nord, le Nord Est, l’Alsace, la Belgique.

Source: http://www.consoglobe.com/solaire-photovoltaique-thermique-2682-cg/2

L’Allemagne s’impose sur le marché de l’énergie solaire photovoltaïque.

SDC10579 1024x768 LAllemagne simpose sur le marché de lénergie solaire photovoltaïque.

EurObserv’ER, l’Observatoire des énergies renouvelables, l’Allemagne est devenue en 2004 le premier marché mondial du photovoltaïque (production directe d’électricité à partir d’énergie solaire) avec une production de près de 800 MW (mégawatts).

En 2004, l’Allemagne a installé plus de panneaux solaires photovoltaïques, avec un total de 363 MW, que les deux principales puissances en la matière que sont le Japon (280 MW installés en 2004) et les Etats-Unis (90 MW).

l’Allemagne au second rang mondial

La production totale de l’Allemagne est maintenant de 794 MW, contre 1 140 MW pour le Japon, 365 MW pour les Etats-Unis et seulement 20.1 MW pour la France (au cinquième rang européen, avec une croissance de 5.8 MW en 2004). L’Allemagne produit ainsi les 3/4 de l’électricité solaire européenne (d’un total de 1 004 MW pour l’Europe des 25) et a représenté en 2004 pas moins de 90% de la croissance européenne dans le domaine.

L’Allemagne favorise particulièrement le développement de l’énergie solaire en garantissant un prix d’achat élevé aux producteurs, qui se chiffre à 0,58 € le kWh contre 0,15 € en France.
En effet, la réussite allemande s’explique par la revalorisation du tarif d’achat adoptée dans la nouvelle loi sur les énergies renouvelables applicable depuis le 1er août 2004, augmentation destinée à compenser la fin du programme “100 000 toits solaires” qui consistait en l’octroi de prêts à taux réduits. (58 centimes d’euro en moyenne par kWh contre 50 centimes auparavant).
Les autres pays de l’Union Européenne en retrait…

En ce qui concerne les Pays Bas, l’arrêt du système de subvention dit EPR (Energie Premium Regulation) effectif depuis le 15 octobre 2003 a fortement altéré la dynamique du marché néerlandais, indique EurObserv’ER.
Durant l’année 2004, la Novem (Agence hollandaise de l’énergie et de l’environnement) estime le marché du photovoltaïque à 4,3 MWc alors qu’il était de 17,1 MWc l’année précédente. La mise en place, depuis le 1er janvier 2005, d’un nouveau système de tarif d’achat pour les énergies renouvelables nommé MEP (Milieukwaliteit van de Elektriciteitsproductie) reste insuffisante pour développer la filière. Le tarif d’achat, garanti pour une durée de 10 ans ou l’équivalent de 18 000 heures de fonctionnement, applicable au photovoltaïque est en effet le même que pour celui de l’éolien offshore soit 9,7 c€/kWh, six fois moindre que le tarif d’achat allemand.

Mise à part l’Allemagne dont la réussite est exemplaire, le démarrage tardif des programmes nationaux des autres grands pays de l’Union, et dans certains cas le manque de volonté pour les faire appliquer, expliquent cette situation, selon l’observatoire.

Le cas de la France

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). Selon un récent rapport du Département énergies renouvelables de l’ADEME, la croissance du marché a été particulièrement soutenue pour les applications reliées au réseau (+89 %) alors que le marché des sites isolés a décru de 21 %.
À noter qu’à partir du 1er janvier 2005, le système d’aide à l’investissement a changé pour les particuliers qui désirent s’équiper d’un système photovoltaïque.
Ces derniers pourront percevoir un crédit d’impôt de 40 % du montant de l’équipement au lieu de la prime de l’ADEME de 4,6 € par Wc installé qui était associée à un crédit d’impôt de 15 %.

Source: http://www.notre-planete.info/actualites/actu_578_Allemagne_impose_marche_solaire_photovoltaique.php

Panneaux solaires photovoltaïques.

Cehovice 4 Panneaux solaires photovoltaïques.

La principale caractéristique technique d’un panneau solaire photovoltaïque est sa puissance de production, exprimée en Kilowatts-crête (kWc).

La puissance photovoltaïque : mesure de la capacité de production

La puissance d’un panneau photovoltaïque (en kW, kilowatts) mesure sa capacité de production d’électricité. C’est une caractéristique technique qui ne dépend que du panneau en lui-même, et pas de l’endroit où il est posé. La puissance est donc déterminée par le matériau qui constitue le panneau solaire et par sa surface. Le crédit d’impôt aux particuliers est accordé pour les installations de moins de 3 kW, les installations les plus courantes font donc de 1,5 à 3 kW, c’est-à-dire de 15 à 30 m² de panneaux.

Estimer votre production d’électricité

Le simulateur gratuit de Quelle Energie vous permet d’obtenir une estimation chiffrée de la production d’électricité potentielle sur votre toiture. Nous prenons en compte l’ensoleillement du lieu d’habitation, l’orientation et l’inclinaison du toit ainsi que la surface disponible pour les panneaux solaires photovoltaïques.

Le Kilowatt-crête, unité de production « idéale »

La puissance de production photovoltaïque s’exprime en Kilowatts-crête (kWc). Le kilowatt-crête représente la puissance de production d’électricité pour un ensoleillement donné lorsque le panneau est dans des conditions idéales : orientation idéale, aucun ombrage…

En moyenne, une puissance d’un kWc dégage 900 kWh / an d’électricité à Lille et 1.200 kWh / an à Nice, soit 513 € / an et 684 € / an..

Pour installer des panneaux solaires photovoltaïques sur son toit, il n’est pas obligatoire d’habiter dans le Sud de la France. Il suffit de disposer d’une pente de toit dégagée et bien orientée.

Le solaire dans le Nord comme dans le Sud

Le solaire n’est pas réservé à la région PACA et à la Corse. Les maisons dans le Nord de la France peuvent être adaptées à l’installation de panneaux solaires. Il faut simplement être exigeant sur l’orientation du toit et le dégagement. Des aides régionales spécifiques viennent également renforcer la rentabilité de l’installation.
Une pente de toit bien orientée et bien dégagée

Pour installer des panneaux photovoltaïques, l’idéal est d’avoir une pente de toit orientée vers le Sud, d’une inclinaison de 30° et surtout qui n’est masquée par aucun obstacle venant faire de l’ombre (arbre, immeuble voisin…). Une certaine souplesse est autorisée, bien évidemment. Le mieux est de réaliser d’abord une estimation pour savoir si le toit est adapté à la production d’électricité solaire.

Estimer votre production d’électricité

Le simulateur gratuit de Quelle Energie vous permet d’obtenir une estimation chiffrée de la production d’électricité potentielle sur votre toiture. Nous prenons en compte l’ensoleillement du lieu d’habitation, l’orientation et l’inclinaison du toit ainsi que la surface disponible pour les panneaux solaires photovoltaïques.

L’installation prend 3 jours environ

L’installateur viendra installer les panneaux sur le toit de la maison. Pour profiter du meilleur tarif de rachat de l’électricité, les panneaux devront être intégrés à la toiture. Les panneaux solaires produits aujourd’hui sont tout à fait adaptés à cette utilisation, notamment en termes d’étanchéité. L’installateur posera également l’onduleur et fera le raccordement au réseau, avec un compteur pour mesurer la quantité d’électricité revendue au réseau.

Source: http://www.quelleenergie.fr/economies-energie/panneaux-solaires-photovoltaiques/installation

Chronique du changement : Investir dans le durable

Par Jules Cruzado, PRIME ENERGY CLEANTECH S.A.

Chers lectrices et chers lecteurs,

Lors de ma  chronique du 19 décembre dernier, je vous avais fait une ébauche des possibilités d’investissements dans le durable ;  je voudrais ici compléter cette esquisse. Outre l’investissement direct et personnel par le biais d’installations de production d’énergies renouvelables – solaire, éolienne, biomasse, pompes à chaleur – à la maison, dont le principal inconvénient, en Suisse du moins est la lenteur des procédures d’autorisation, il est possible d’investir de façon responsable et durable par différents biais sur les marchés boursiers, que ce soit en actions ou en obligations, soit directement soit en passant par des fonds d’ investissements, qui utilisent ces véhicules d’investissements, voire encore via des fonds de Private Equity.

Au moment d’investir, il faudra tenir compte de deux facteurs principaux :

  • L’ horizon – temps de l’investissement.
  • Le risque.

L horizon temps se définit très facilement en théorie du moins par la durée dont l’investisseur pense ne pas disposer de son capital investi ;  en général, plus on est jeune, plus cette durée est longue ; ainsi, pour des enfants, dont le principal besoin est de se constituer un capital pour financer des études quand ils seront parvenus à l’âge adulte, cet horizon temps peut se calculer en plusieurs lustres. En revanche, pour une personne approchant de l’âge de la retraite qui ne veut pas laisser des avoirs pour sa descendance, cet horizon temps pourra être plus restreint. On dit aussi que plus l’horizon temps est éloigné plus on peut assumer des risques.

Le risque se définit par la propension d’un actif à fluctuer dans le temps ; les actions et les matières premières font partie des actifs les plus fluctuants, tandis que les placements en obligations ou papier monétaire à court terme – placements fiduciaires – ont une tendance à moins fluctuer.  Jusqu’ à récemment du moins, la théorie selon laquelle le risque est « récompensé » par la longueur de l’horizon temps, en une rentabilité supérieure aux placements sans risque était avérée.

Néanmoins depuis les crises des subprime,  et de la dette, cette théorie est invalidée et on voit désormais les marchés obligataires surperformer les marchés en actions, comme le démontre le graphique ci dessous où l’on voit la ligne bleue du marché obligataire surpasser les lignes rouges et oranges des différents marchés actions (US et Europe).

Les lignes noires et jaunes représentent le prix du pétrole brut et de l’or, leurs fluctuations – risque étant beaucoup plus grandes que celles des autres actifs.

pastedGraphic Chronique du changement : Investir dans le durable

 

Le risque dans les marchés est de deux types : celui de la société dans laquelle on investit et celui de l’ensemble du marché ; en général, le premier risque peut être mitigé par une diversification, c’est ce que ma grand mère appliquant en ne mettant pas tous ces œufs dans le même panier, et c’est ce que proposent des fonds d’investissements, qui table sur une faible corrélation entre les différents investissements pour pondérer le risque.  Le risque du marché peut être contrecarré par différentes stratégies de protection du capital, qui recourent aux options et que l’on retrouve dans les fameux  hedge funds.

Pour en revenir aux investissements durables, je me suis encore une fois amusé à rechercher à l’aide d’un moteur de recherche d’une grande banque de la place quelques fonds d’investissements susceptibles d’intéresser des investisseurs dans le développement durable : en tapant Actions durabilité j en ai trouvé 32 dont le meilleur donne sur une année une rentabilité au 30 novembre 2011 (les chiffres 2010 n’ont pas encore été publiés) de +3,05% et le pire de -30,29%.

En tapant Obligation durabilité meilleure de leur catégorie, le moteur m’en propose 35, dont 6 exclusivement en francs suisses ; le meilleur a offert une rentabilité de +1,45% et le pire de -10,34%. Parmi ceux en francs suisses, le meilleur a donnée +1,45% tandis que le pire a donné du -4,25%.  Quand on analyse la composition de ces fonds obligataires on s’aperçoit que la plupart ont des postions importantes dans le secteur bancaire européen (Bayerische Landesbank, IADB en sont quelques exemples représentatifs et des pays européens (les Pays Bas étant très bien représentés). En voyant cela, l’investisseur attentif au développement durable de la planète peut légitimement se demander si ce type de fonds est bien représentatif.

Chez Prime Energy Cleantech S.A, nous sommes d’avis qu’il faut offrir aux investisseurs la possibilité d’investir dans des énergies 100% renouvelables, tout en en le préservant des risques des marchés ; en scrutant les diverses possibilités d’investissements, comme je l’ai démontré dans cet article, l on s’aperçoit que l’offre actuelle pêche par un défaut au niveau de la composition des fonds et que ces fonds, fussent ils obligataires ne sont pas a l’abri de fluctuations négatives.

Personnellement j’ai trouvé une solution : pourquoi ne pas nous accompagner dans notre démarche ? Je vous invite dès lors à consulter le lien suivant :

http://www.prime-energy-cleantech.ch/relations_investisseurs.html

Avec mes meilleurs vœux pour l’année 2012.

 

 


Du photovoltaïque avec 50% de rendement avant 2020

« Nous produirons des cellules photovoltaïques avec 50% de rendement avant 2020 »

Solaire | Aucune réaction

par Olivier Barrellier | Cleantech Republic | 12.12.11

Si les rendements des panneaux photovoltaïques ont fortement grimpé lors de la dernière décennie, le passage des 20% a cependant marqué une inflexion dans cette progression. Heureusement, les laboratoires de recherche regorgent de pistes, et même de solutions, pour propulser l’efficacité des panneaux photovoltaïques vers des niveaux jusqu’alors inimaginables. Les explications de Rafael Kleiman et Siva Sivoththaman, deux chercheurs canadiens rencontrés, fin novembre en Ontario, par Cleantech Republic.

Nos deux invités

 

  • Rafael Kleiman est Directeur du laboratoire de recherche avancée sur le photovoltaïque (LAPR) de l’université Mc Master (Hamilton, Ontario)——————————————————————-
  • Siva Sivoththaman est Directeur du Centre pour les systèmes photovoltaïques avancés (CAPDS) de l’université de Waterloo (Ontario)

Cleantech Republic : Comment expliquer ce plafond de rendement des cellules photovoltaïques actuelles ?

Rafael Kleiman : C’est tout simplement une limite physique ! Les cellules actuelles ne contenant qu’une seule jonction (ndr : zone de contact entre deux couches de silicium), nous nous heurtons à un plafond théorique de 33,5%, appelé « limite de Shockley-Queisser ». Plus précisément, une jonction actuelle ne peut tout simplement pas réagir à la totalité du spectre lumineux dont une grande partie est alors perdue ou transformée en chaleur. En pratique, la véritable limite est plutôt de 25% car chaque point supplémentaire coûterait beaucoup trop cher à produire.

Mais pourquoi chercher le rendement ? Qu’en est-il de la stratégie low-cost à bas rendement ?

Rafael Kleiman : Elle est à mon sens ineffective car elle atteint rapidement ses limites. En effet, le coût d’une installation ne se résume pas au prix des panneaux, loin s’en faut. En augmentant la surface de panneaux à installer, on augmente mécaniquement les coûts de main d’œuvre et de matériel annexe, notamment l’électronique. La multiplication des accessoires engendre alors une complexité et des répercussions potentielles sur l’exploitation : maintenance, gestion de la production…

Il s’agit de changer d’époque…

Siva Sivoththaman : Il y a effectivement une nécessité évidente de trouver des technologies de rupture au niveau des cellules car nous sommes au bout des modèles actuels. Mais il ne faut pas oublier que la cellule, même si elle en constitue le cœur, n’est qu’une partie d’un dispositif photovoltaïque. Il y a également de nombreuses recherches en cours sur les panneaux et l’électronique. Enfin, j’ajouterais à la contrainte financière rappelée par Rafael, une dimension sécurité et santé. Il nous faut absolument l’intégrer à nos recherches, surtout lorsque l’on manipule des nano-matériaux.

 

Concept cellule multi-jonction (cliquer pour agrandir)

Quelle technologie incarne aujourd’hui l’avenir du photovoltaïque ?

Rafael Kleiman : A mon avis, la prochaine rupture technologique commercialisée avec succès sera la cellule multi-jonction. C’est un concept très ancien, puisque Texas Instrument l’a breveté en 1955 ! Mais nous avons aujourd’hui la possibilité de faire passer cette technologie à un stade commercial en quelques années. L’idée est assez simple : il s’agit d’empiler plusieurs jonctions collectant chacune une bande passante différente du spectre lumineux.

Pour quel niveau de rendement ?

Rafael Kleiman : Avec une cellule multi-jonction, on change véritablement de dimension car la limite théorique, en y adjoignant un système de concentration, est de 83% ! Pour l’instant, les meilleurs labos ont déjà atteint 43%. Je suis persuadé que nous pourrons produire des cellules avec 50% de rendement avant 2020.

Siva Sivoththaman : Effectivement les cellules multi-jonctions sont notre meilleure solution à moyen terme. Attention cependant à ne pas confondre les records de laboratoire avec l’arrivée d’un produit fini sur le marché. Il y a un monde entre la réalisation d’une mini-cellule de 2mm sur 2 et la fabrication d’un panneau commercialement exploitable.

 

Nanotubes

A plus longue échéance, quelles sont les autres pistes de recherche ?

Siva Sivoththaman : Nous croyons beaucoup à l’ingénierie spectrale et plus précisément à la photo-conversion à l’aide de nano-tubes. Cela consiste à tapisser les cellules d’une couche de nano-tubes qui vont en quelque sorte resserrer le spectre lumineux, comme un entonnoir à fréquence. Autrement dit, ces nano-tubes peuvent combiner deux photons d’énergie n en un seul photon d’énergie 2n, ou l’inverse. Pour l’instant, cela fonctionne en laboratoire, il faudra encore de longues années pour passer à la production de masse. Nous travaillons également sur des technologies de concentration, de stockage, de fabrication de silicium de très grande qualité. Nous ajoutons enfin la dimension exploitation à nos travaux en ajoutant de l’intelligence dans les systèmes photovoltaïques (NDR : bypass individuel des cellules, communication entre cellules…) et en prévoyant leur recyclage.

Ces sujets de recherche semblent très variés. Tout comme vos interlocuteurs ?

Rafael Kleiman : La recherche photovoltaïque est effectivement fortement pluri-disciplinaire. Nous travaillons avec des
physiciens, des chimistes, des électroniciens, ou des informaticiens. C’est pourquoi nous avons monté un réseau (NSERC Photovoltaic PV Network) qui compte déjà près de 50 chercheurs et 200 étudiants rien qu’en Ontario.

Siva Sivoththaman : Il faut aussi associer les industriels à nos travaux de recherche. Nous avons donc installé une véritable ligne de production de cellules et de panneaux au sein même de notre laboratoire. Nous pouvons ainsi anticiper les problématiques du passage à la production à grande échelle.

Photo de Une : Cellule photovoltaïque multi-jonction de Solar Junction (i-micronews.com)

 

Source : www.cleantechrepublic.com

Cellules Solaires Nouvelle Génération Part 3 : Concentrateurs Photovoltaïques

Par Dr Félicien Mazille

Les concentrateurs photovoltaïques utilisent des éléments optiques tels que des lentilles, des miroirs ou même des gels pour concentrer une quantité importante de lumière solaire sur des panneaux photovoltaïques de petite taille. Le coût des installations est ainsi réduit du à la diminution de la surface des cellules photovoltaïques. Cette approche prometteuse a cependant plusieurs limitations :

  • L’efficacité des cellules photovoltaïques diminue généralement avec l’augmentation de la température. Des systèmes de refroidissement peuvent être nécessaires.
  • Les systèmes concentrateurs et les éléments mobiles permettant de suivre le parcours du soleil peuvent s’avérer couteux ou nécessiter un entretien régulier.
  • La lumière diffuse n’est pas utilisée.

Une société australienne produit des systèmes mobiles de grande taille suivant le parcours du soleil ce qui permet de concentrer la lumière 500 fois. Un système de refroidissement est utilisé pour éviter la surchauffe des cellules photovoltaïques.  Ces systèmes atteignent un rendement de  24 %  selon le constructeur  [1]. Concentrateurs photovoltaïques de 14 mètres de diamètre et pesant plusieurs tonnes  Source : [1]. Des systèmes de concentrateurs photovoltaïques de plus petite taille existent et sont utilisés dans des zones fortement ensoleillées. Le concentrateur de la société SolFocus utilise des matériaux déjà disponibles et à faible coût, comme le verre et l’aluminium, pour fournir une extensibilité rapide à des centaines de mégawatts d’électricité solaire. Grâce à des miroirs et des optiques réfléchissants, les modules concentrent les rayons du soleil 500 fois sur une petite cellule solaire à haut rendement ce qui permet d’utiliser 1/1000ème de la quantité de matériel photovoltaïque employé dans les systèmes PV classiques. Ces panneaux sont intégrés en un système de suivi du soleil et sont constitués principalement de verre et d’aluminium, recyclable à 95 % [2]

 

Concentrateurs photovoltaïques Solfocus. Source [2] La société coolearth propose des ballons concentrateurs ne nécessitant pas de systèmes  pour suivre le mouvement du soleil. La forme du miroir permet de concentrer la lumière sur la cellule photovoltaïque quelle que soit la position du soleil [3]. La surface photovoltaïque est équipée d’un système de refroidissement. Cette société affirme que le prix du courant électrique ainsi produit est à un niveau similaire à celui produit à partir de gaz naturel.

 

Ballons concentrant la lumière du soleil. Source : [3] Il existe également des gels organiques transparents capables de capter l’énergie solaire. Injecté dans le double vitrage d’une fenêtre, le gel organique collecte l’énergie issue des rayons solaires frappant toute la surface de la fenêtre et redirige cette énergie solaire vers des cellules photovoltaïques au silicium placées dans l’armature de la fenêtre. La fenêtre ainsi équipée agit comme un véritable panneau photovoltaïque, tout en restant parfaitement transparente. Le rendement de la fenêtre peut alors atteindre les 100 Watts par heure. Le prix d’une telle fenêtre d’environ 6000 euros. Le gel organique est cher à produire, mais il est possible de se contenter d’un film organique qui peut être appliqué sur un vitrage par pulvérisation. Des chercheurs américains du MIT (Massachusetts Institute of Technology) ont ainsi démontré qu’un film organique est capable de concentrer l’énergie solaire tout comme une loupe géante et de la rediriger vers des minuscules panneaux photovoltaïques installés dans les tranches de la fenêtre. Ce film organique capte l’énergie de différentes longueurs d’ondes de la lumière, ce qui lui permet de multiplier par 10 le rendement de capteurs photovoltaïques. Il est alors possible de créer des fenêtres solaires complètement transparentes et à haut rendement énergétique. Le film photovoltaïque ou un dérivé pourrait même permettre d’améliorer très sensiblement le rendement des panneaux photovoltaïques actuels [4].   Schéma de fonctionnement des concentrateurs organiques.

Source : [5] [1] http://newenergydirection.com/blog/2008/11/concentrator-photovoltaics/ [2] http://www.enerzine.com/1/6244+europe—solfocus-deploie-son-photovoltaique-concentre+.html [3] http://inhabitat.com/solar-balloons-coolearth-gets-21-million-in-funding/ [4] http://www.photovoltaique-organique.com/concentrateurs-organiques-energie-solaire/ [5] http://www.wired.com/wiredscience/2008/07/see-through-sol/

Energies renouvelables en Espagne : Vers l’autosuffisance ?

Article el Pais 15 décembre 2011

Traduction et adaptation : Jules Cruzado, PrimeEnergy Cleantech.

Le 7 décembre en Espagne a été approuvé un décret 1699/2011 qui régule la connexion au système électrique des installations d’énergie de petite puissance telles que les plaques solaires et des mini turbines éoliennes.

Ce texte introduit d’importantes nouveautés et commence à ouvrir la voie pour  la consommation en autarcie avec les énergies renouvelables. Cette nouvelle norme étend aux mini éoliennes et à la cogénération des facilités déjà valables pour les panneaux PV.  Concrètement ( art.2) elles s’appliquent, pour des installations solairesde petite taille inférieures à 100kw, et 1’000 kw pour la biomasse et la cogénération. Le processus pour l’approbation et l’installation des mini- installations inférieures à 10kw ( art 9) est accéléré ; les propriétaires des installations devront répondre à moins d’ exigences et les délais de connexion au réseau seront écourtés. Aujourd’ hui, quand on installe des panneaux chez soi, toute la production est transférée au système électrique et ce sont les autres consommateurs qui en profitent.On vend toute l ‘électricité renouvelable à une entreprise distributrice à un prix plus élevé que le prix coûtant et on consomme ce dont on a besoin en puisant dans le réseau et en payant l’électricité comme n’importe quel autre consommateur. La différence entre le prix de rachat par l’ entreprise distributrice et le prix que l’ on paie pour sa propre consommation constitue pour le propriétaire de l’installation un bénéfice qui sert à amortir son installation. Avec ce nouveau décret, la voie pour un scénario totalement différent est ouverte : bientôt il sera plus avantageux de consommer directement l’électricité renouvelable produite que d’ en acheter au réseau. Quand sera t il possible de produire de l’électricité renouvelable sans subventions à un coût plus bas que celle produite par des technologies polluantes ? Très bientôt sans doute, à horizon 2020…Mais bien avant cela, pour les petites installations, établies par des particuliers, en 2015, sans doute, d’après une étude de l’IDEA ( Instituto de Desarrollo de Energias Alternativas) il sera plus rentable de produire de l’ électricité et d’en consommer.

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D’après l’ Association de l’industrie Photovoltaïque ( ASIF) la consommation en autarcie est déjà rentable dans certains cas, en particulier dans les îles Canaries ; dans d’autres régions cela dépendra bien évidemment de l’ensoleillement et du coût de l’installation qui tombe en chute libre.

Selon le  Plan des Energies Renouvelables 2011-2020 de l’IDAE le coût des installations PV sur du bâti passera de 2,89 Eur/ w en 2010, à 1,90 Eur/w en 2015 et 1,32 Eur/w en 2020. Selon l’Asif, on peut cependant déjà en trouver actuellement – 1,90 Eur/ w en Espagne et à moins de 1 Eur sur le marché international. Par ailleurs, explique Tomás Díaz, représentant de l Asif, le  kilo de silicium a baissé de Eur 450 en 2008 à 20 euros actuellement.

En outre, les tarifs vont augmenter et cette hausse va accélérer la compétitivité des énergies renouvelables .La consommation en autarcie est aussi favorisée par ( art. 13) des conditions spécifiques pour les connexions intenes. Actuellement, le réseau contrôlé par les entreprises distributrices va jusqu’au compteur électrique du particulier,  mais à partir du compteur le réseau interne appartient au particulier, et c’est ce réseau que l’on appelle connexion interne. Jusuq’ à présent, celui qui voulait faire une connexion interne devait absolument la connecter au réseau externe ; avec la nouvelle norme, il sera possible de verser sa propre production dans son propre réseau interne.  Un nouveau concept sera également mis en place : celui du bilan  net (net metering, en anglais).

Si un particulier a besoin d’énergie quand son installation n’est pas en production, il peur recourir à l’électricité produite par le réseau externe. A l’inverse, quand il a un excès de production ? S’il s’agit d’un immeuble cet excès pourra être réparti entre les voisins et cet excès sera résorbé. Mais pour les propriétaires de villas, c’est plus difficile : l’idée est de permettre au producteur d’échanger cette énergie dont il ne profite pas à un moment donné contre celle dont il aura besoin à un autre et ce de façon gratuite. Le but estque ce même consommateur puisse avoir à la fin de l’année un bilan égal à zéro ; être en mode d’auto-consommation signifie que l’on consomme exactement tout ce que l’on produit ce qui obligera d’ajuster les installations à ses besoins.

Une nouvelle qui réjouira les plus espiègles d’entre nos enfants

Par Jules Cruzado, PrimeEnergy Cleantech.

Une nouvelle qui réjouira les plus espiègles d’entre nos enfants :

On peut faire de l’électricité avec de l’urine !

8 300x288 Une nouvelle qui réjouira les plus espiègles d’entre nos enfantsDes chercheurs de l’Université de l’Ohio, aux Etats Unis, ont obtenu des résultats très satisfaisants dans le domaine de l’extraction d’énergie a partir de l’urine humaine, par le biais d’un dispositif appelé Greenbox qui nettoie les eaux résiduelles pour produire de l’énergie d’ hydrogène. 

Le dispositif est l’invention de la chercheuse Gerardine Botte qui l’a développée au sein de sa propre entreprise E3 Technologies LLC.

Depuis plus de cent ans, on sait comment produire du courant électrique à partir d’ une réaction électrochimique entre l ‘hydrogène et l’oxygène ; La Greenbox ne fait qu’exploiter cette possibilité. La Greenbox a été conçue pour nettoyer les eaux usées commerciales et agricoles et produire de l’énergie à partir de l hydrogène. . A travers un processus de électrolyse à basse énergie, le dispositif convertit l’ammoniaque et l’ urée, présents dans les eaux usées en hydrogène, nitrogène et de l’eau pure. Au niveau de l’environnement c’est très positif quand on sait que 99% de l’ hydrogène produit s’obtient par le biais de la consommation de combustibles fossiles tels que le pétrole ou le gaz, selon une étude du World Watch Institute. Gerardine Botte pense que la Greenbox peut  avoir des applications immédiates auprès des entreprises situées dans des contrées peu peulées, ainsique que sur les usines de retraitement des eaux usées.

A titre d’exemple, elle cite que si on pouvait entreposer l’urine des 24’000 étudiants de l’Université de l’Ohio où elle travaille, l’hydrogène extrait pourrait générer de l’ électricité pour 60 bâtiments du campus. Cette technologie pourrait aussi aider à faire face a l’élimination de l’ ammoniaque considéré par l ‘ EPA ( Environmental Protection Agency) comme une toxine dangereuse pour l’ environement. Cet ammoniaque présent dans les eaux usées provenant de sources agricoles et industrielles a un impact non négligeable sur la qualité de l’air et sur les nappes phréatiques superficielles et souterraines

La Chine entre au Portugal : Magellan à l’envers ?

Ce n’était qu’une simple question de jours. Les fruits deviennent mûrs et la Chine débute ses emplettes sur le marché européen des énergies. Dans une situation financière difficile, le Portugal a fait entrer le loup dans la bergerie en échange de 2,7 milliards d’Euros et 21,35% du capital d’EDP (Energias de Portugal).

Ainsi China Three Gorges a raflé la mise devant le groupe allemand EON et à celles des brésiliens Eletrobras et Cemig. China Three Gorges deviendra ainsi le premier actionnaire d’EDP, loin devant l’espagnol Iberdrola (6,79%).

L’exploitant du barrage des Trois Gorges met un pied sur le marché européen de l’électricité.

« L’offre de Three Gorges était la plus forte », a souligné la responsable portugaise précisant que le groupe chinois devrait investir dans EDP « plus de 8 milliards d’euros » dans les prochaines années notamment dans les énergies renouvelables. EDP va obtenir 2 milliards d’euros de lignes de crédit à court terme d’une banque chinoise pour refinancer sa dette, dont 2,8 milliards arrivent à échéance dans les douze mois.

Le groupe chinois s’est engagé par ailleurs à rester au capital d’EDP pendant les quatre prochaines années et à aider le groupe à se financer auprès de banques asiatiques.

« Cela révèle une totale confiance dans l’économie portugaise », a affirmé la secrétaire d’Etat portugaise, indiquant que « l’opération serait conclue en mars ou avril de l’année prochaine ».

La Chine investi l’Europe dans un domaine aussi stratégique que l’Energie

L’entrée au capital de l’EDF portugais représente le premier investissement chinois dans une compagnie électrique européenne. Elle rappelle cependant l’achat annoncé en août de 30 % de la filiale d’exploration-production de GDF Suez par le fonds souverain chinois CIC pour 2,3 milliards d’euros.

Plus largement, l’opération souligne la montée en puissance en Europe de la Chine, qui détiendrait 14 % de la dette souveraine italienne.

La Chine avait déjà installé une tête de pont via le Port du Pirée, Grèce pour 3,3 milliards d’Euro et une concession de 35 ans afin de décharger en Europe et sans taxe plus de 5’000 containers par jour.

La stratégie des Chinois consiste à mettre en place un réseau de ports, de centres logistiques, de voies ferrées et énergétique (une version moderne de la Route de la Soie) pour écouler directement et sans taxe leurs produits dans toute l’Europe. Avec les dettes des pays, la Chine va se régaler ces prochains mois. Plus elle attend, plus les prix seront attractifs.

Source : 2000watts.org

Cellules Solaires de Nouvelle Génération Partie 2 : Les Cellules Multi-jonction

Par Dr Félicien Mazille

Les cellules photovoltaïques «classiques» au silicium ne contiennent qu’une jonction. Il s’agit de la zone de contact entre deux couches de silicium dopée (jonction n-p) qui permet la séparation des charges et donc la production de courant électrique. Pour ces cellules photovoltaïques «classiques » la limite théorique de conversion de l’énergie lumineuse en énergie électrique (aussi appelée limite de Shockley-Queisser) est de 33.5%.  Ce plafond est dû au fait que les jonctions de silicium actuelles ne peuvent pas réagir à l’ensemble du spectre solaire et qu’une partie significative de la lumière est perdue ou transformée sous forme de chaleur. En pratique, la limite est plutôt de 25% car pour aller au-delà de ce rendement des couts supplémentaires faramineux sont requis [1].  Les cellules multi-jonctions sont très prometteuses car elles peuvent capter une plus grande part du spectre solaire pour atteindre des rendements théoriques de 83% à condition d’utiliser des systèmes de concentrateurs.

La multi-jonction consiste à superposer  des couches, par exemple en silicium traité, les unes au-dessus des autres. Chaque couche de silicium est traitée pour absorber des longueurs d’ondes spécifiques de la lumière. On peut par exemple imaginer une cellule traitée pour n’absorber que les couleurs bleutés, et une autre cellule pour n’absorber que les couleurs rouge. Ces cellules multi-jonctions captent ainsi deux fois plus le soleil : une fois en bleu, et une fois en rouge [2]. Ainsi des rendements proches de 40% sont rendus possibles par l’utilisation de telles techniques. A titre d’exemple, pour un ensoleillement de 1000W/m2, une production de 400W au m2 d’électricité est obtenue ce qui permet d’envisager des applications prometteuses comme la voiture solaire.

 

Cellules multi-jonctions à base de Silicium Source: [3]

L’utilisation de cellules triple-jonctions est aussi possible en utilisant des semi-conducteurs à base de Gadolinium et de Germanium (GaInP/GaInAs/Ge). Ces trois matériaux sont empilés, chacun destiné à convertir une certaine partie du spectre du soleil (ondes courtes, ondes moyennes, rayonnement infrarouge). Les cellules solaires multi-jonctions, qui servent aux applications spatiales (par exemple l’exploration de Mars) depuis presque 20 ans, présentent des rendements impressionnants. Leur potentiel est considérable : en laboratoire, les rendements de conversion de l’énergie lumineuse dépassent 41 %, soit près de deux fois le rendement des cellules photovoltaïques traditionnelles.

 

Cellules solaires multi-jonctions à base de Gadolinium et Germanium. Source: [4]

Si les cellules multi-jonctions sont plus performantes que les cellules traditionnelles, leur fabrication est toutefois plus coûteuse [5]. Les raisons principales de ce cout élevé sont leur structure complexe ainsi que la nature des matériaux utilisés.

L’utilisation d’optiques à concentration pour capturer la lumière du soleil sur ces cellules multi-jonctions permet de réduire considérablement la surface de matériau semi-conducteur nécessaire à la fabrication de ces cellules – seulement quelques millimètres carrés – pour des modules dont l’efficacité est élevée et le coût de fabrication faible. La concentration de la lumière pour les applications photovoltaïques sera par ailleurs le sujet d’un prochain article.

[1]  http://www.cleantechrepublic.com/2011/12/12/cellules-photovoltaique-50pourcent-rendement-2020/

[2] http://www.abcphotovoltaique.com/articles.php?lng=fr&pg=237

[3] http://www.laplace.univ-tlse.fr/groupes-de-recherche/materiaux-et-procedes-plasma-38/thematiques-de-recherche/theses-et-galerie-de-projets/en-cours/these-en-cours-jeremy-barbe/

[4] http://www.reuk.co.uk/40-Percent-Efficiency-PV-Solar-Panels.htm

[5] http://www.soitec.com/fr/technologies/concentrix/composants/

 

 

 

 

 

Latest News

Centrale de Besencens bientôt terminée !04/07/13

L'installation de 265 kWp sera très prochainement raccordée au réseau.

Cette centrale constitue notre première réalisation sur le canton de Fribourg.

L'inauguration, sous forme d'une journée solaire, est prévue en date du samedi 24 août 2013 au pied de la centrale!

Connection of the 22nd plant in Sardinia - Italy14/02/13

We are pleased to inform you that our 22nd photovoltaic plant, with a power of 290 KWp, is now connected to the network.

A new installation for PrimeEnergy Cleantech SA !16/12/12

The 21st solar plant has been connected on November, the 15th 2012 in Alsleben - Germany. Its total power is 1360 KWp.

An installation of 66,11 KWp in Vogtland.22/10/12

We're pleased to inform you that we've added our 20th solar plant to our park. Tipersdorf - Germany

First plant in Switzerland for PrimeEnergy Cleantech SA !08/09/12

The first plant in Switzerland has been connected to the network in Allschwil, in canton Basel-Land.

Get in Touch

PrimeEnergy Cleantech SA

Rue de Hesse 7
CH-1204 Geneva - Switzerland

Schedule :
Mo-Fri : 08h45-12h 13h30-18h30

Tel.: +41(0)22 310 55 52
Fax: +41(0)22 310 55 54
Mail: info@prime-energy-cleantech.com

Claude Béglé chez PrimeEnergy Cleantech à Genève le 04.10.2011.MTS

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