Energie solaire photovoltaque Lnergie solaire photovoltaque estelle une

Energie solaire photovoltaïque L’énergie solaire photovoltaïque estelle une énergie valable? Thomas Danilo Cyril Ducamp Lothain Grand Projet d’éco-conception 5 GMD

Plan § Introduction § Répartition de l’ensoleillement dans le monde et en France § Technologie actuelle § Technologies futures § Comparaison § Conclusion 02/06/09 L’énergie solaire photovoltaïque 2

Introduction § Historique • Effet photovoltaïque découvert en 1839 • Première cellule en 1954 § Raisons de son essor • Environnement, réchauffement climatique • Crise du pétrole § Projet de directive européenne • 20% de l'énergie électrique européenne produite à partir d'énergies renouvelables d’ici à 2020 • 23% pour la France 02/06/09 L’énergie solaire photovoltaïque 3

Répartition ensoleillement § En 1 heure, l’énergie solaire captée par la terre pourrait suffire à couvrir les besoins énergétiques mondiaux pendant un an 02/06/09 L’énergie solaire photovoltaïque 4

Technologie actuelle § Principe de fonctionnement • 2 couches de silicium chargées - et + • Photon de la lumière modifie les charges • Création d’une différence de potentiel § Fabrication • Composition : silicium, verre, aluminium, résine • Le silicium est présent dans la silice : matériau abondant sur terre • Équivalent énergétique de la fabrication: 50 g de CO 2/k. Wh – 20 fois moins que la production d'électricité au charbon – 5 fois plus que le nucléaire § Recyclage • Oui, mais filière peu en développée et chère actuellement 02/06/09 L’énergie solaire photovoltaïque 5

Technologie actuelle § Coût / Aide (installation particulière) • Coût achat + installation : 1000€/m² • Subventions : environ 60% • En France : 1 m² produit 100 k. Wh par an • Electricité: – Utilisation directe – Revente à EDF : 0, 56€ du k. Wh si les panneaux sont intégrés aux bâtiments contre 0, 30€ (prix de vente EDF 0, 12€ du k. Wh) • Pour une installation de 20 m²: – Investissement : 8 000€ – Vente EDF : 28 000€ – Gain Net : 20 000€ • Aucun entretien nécessaire 02/06/09 L’énergie solaire photovoltaïque 6

Technologie actuelle § Rendement • • 15 -20% de la lumière solaire est convertie en électricité Rendement surfacique : ~100 k. Wh/m² (Nucléaire : ~50 000 k. Wh/m²) Temps de retour énergétique : 2/4 ans Durée de vie de 25 ans environ Il produit donc de l’énergie « verte » pendant 80 -90% de sa vie § Comparaison par rapport aux autres énergies • 1 réacteur de centrale nucléaire = 70 km² de panneaux (Lyon = 48 km²) • Production dépend du cycle du soleil, donc uniquement le jour Problème du stockage Prix Nucléair e Charbo n Hydrauliqu e Éolien Photovoltaïqu e Coût du MWh en € 40 -50 40 -70 75135 350 -500 02/06/09 L’énergie solaire photovoltaïque 7

Technologie actuelle § Utilisations 02/06/09 L’énergie solaire photovoltaïque 8

Cellules multi-jonctions Principe Composées de différentes couches qui permettent de convertir différentes parties du spectre solaire § Avantages • • Record de rendement : 41, 1% atteint (janvier 2009) Idéal pour des petites surfaces § Inconvénients • Composant de base : germanium (8 fois plus cher que le silicium) • Pas encore commercialisable, Prix : 40 000€/m² • Développée uniquement pour des applications spatiales 02/06/09 L’énergie solaire photovoltaïque 9

La solution par le plastique Principe Cellule en plastique souple fait de polymères organiques chaines de polymère découvertes en 1990 et prix Nobel de chimie en 2000 Isolant ou conducteur selon la tension appliquée § Avantages Konarka – Power Plastic • 5 fois moins cher à fabriquer que les cellules actuelles • Ramener le prix à celui du nucléaire ou du fossile • Application sur tout type de surfaces § Inconvénients • Faible rendement Grande surface • Durée de vie inférieure à 5 ans 02/06/09 L’énergie solaire photovoltaïque 10

Comparaison des technologies Rendement énergétiqu e (%) Matière première Coût de 02/06/09 Silicium Multijonction Plastique 15 à 20 40 5à 7 Silicium Germaniu m Pétrole L’énergie solaire photovoltaïque 11

Conclusion § Economie • Moins sujet à la fluctuation des matières premières (Uranium pour le nucléaire, silicium, pétrole, . . . ) • Plus coûteux que le nucléaire et les énergies fossiles § Industrie • Prévision assez précise de la production (en fonction des régions et des saisons) • Incapacité à gérer la production, en temps réel (l’énergie surproduite est perdue) § Géopolitique • Sécurité des approvisionnements énergétiques § Environnement • Fabrication moins propre que le nucléaire, mais pas de déchets produits pendant l’utilisation • Pollution visuelle • Pollution sonore et olfactive nulles Energie valable dans l’avenir, mais ne supplantera pas les autres 02/06/09 L’énergie solaire photovoltaïque 12

Merci de votre attention 02/06/09 L’énergie solaire photovoltaïque 13