Qu’est-ce que le photovoltaique ?
Connu depuis sa découverte par A. becquerel en 1839 ,l’effet photovoltaique est le phénomène qui permet de produire de l’électricité au moyen de la lumière (particules énergétiques appelées photons). Pour ce faire, un semi-conducteur est exposé à la lumière générant un courant continu et une tension proche de 0,5V pour une cellule photovoltaique.
La technologie photovoltaique est en pleine essor. De nouvelles technologies surgissent ouvrant la porte à de substantielles avancées énergétiques ; de 22 % (Sanyo) en laboratoire pour des panneaux dits « monocristallin » à l’apparition des panneaux composés de cellules, dites « multijonctions », non plus au silicium, mais de trois couches de matériaux (voire plus théoriquement jusqu’à balayer tout le spectre solaire) atteignant 40% sous conditions expérimentales. Le faible rendement actuel oblige à l’étalement des surfaces de production (cf. tableau) (il existe des cellules CIS -cuivre,indium,sélénium- et CdTe -tellurure de cadmium- sur le marché obtenant des rendements moyens de 9 à 11% pour les premières et de 6 à 9% pour les secondes).
Mais au-delà de ces questions de rendement , la technologie photovoltaique génère des enjeux socio-économiques. Permettre à tout un chacun de devenir producteur d’énergie et non plus seulement campé sur sa position de consommateur ainsi que produire sur des lieux proches des sites de consommation :il s’agit d’une redistribution des cartes énergétiques, accentuée par la libéralisation du marché de l’énergie au premier juillet 2007.
A l’heure actuelle, des aides permettent aux particuliers, aux industriels et aux collectivités d’accéder à ces sources d’énergie .Pour les particuliers, il s’agit du crédit d’impôt porté sur le matériel (de l’ordre de 8000 euros maximum pour un couple pour l’achat du matériel d’un minimum de 16000 euros), tandis que les industriels et collectivités bénéficient de certaines opérations pilotées par les régions et l’ADEME (En Midi-Pyrénées, il existe un plan photovoltaique 2006/2008).Pour ce qui est des aides régionales au particulier, le Conseil Régional de Midi-pyrénées ne subventionne pas cette technologie comme il le fait avec les systèmes thermiques.
Pour pouvoir accéder à cette « électricité verte », des formalités administratives sont nécessaires et plus ou moins nombreuses suivant le statut de l’installation :
- soit l’énergie produite est injectée sur le réseau RTE et EDF rachète l’électricité photovoltaique à 0.57187 euros/kWh produit pour toute installation intégrée au bati ou à 0.31 euros pour du « sur-imposé ».
- soit l’énergie produite est stockée au moyen d’un champ de batteries pour alimenter le local souhaité ( des onduleurs permettent le va-et-vient entre le « connecté réseau » et le champ de batteries).
- soit l’énergie produite est consommée sur place, et le surplus uniquement injecté sur le réseau.
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Silicium « amorphe » |
monocristallin |
polycristallin |
« multijonction » |
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Rendement faible (60Wc/m²), mais fonctionne par faible luminosité. |
Bon rendement (22% Sanyo),
Rendement faible sous peu de luminosité
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Bon rendement (moins que le mono)(11 à 15%) Moins cher que le monocristallin, mais moins performant par faible luminosité. |
Meilleur rendement (40%) composé en Gallium-Indium-Phosphore ou Arséniure de gallium-Indium-Germanium
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Moins cher au kWc que le cristallin |
Coût élevé |
Moins cher que le mono; plus abondant sur le marché à l'heure actuelle) |
Trés cher |
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Rendement amélioré par hausse de température |
Rendement baisse avec la hausse de la température |
Rendement baisse avec la hausse de la température |
Technologie spatiale, peu ou pas commercialisée |
Principe de fonctionnement :
Le champ photovoltaique convertit la quantité d’énergie arrivant sur une surface donnée (l’ensolleillement) en courant électrique continu, lui-meme transformé en courant alternatif par un onduleur qui l’envoie sur le réseau électrique via un compteur de production( en complément, voici le guide de l'Ademe).
On estime une puissance donnée en Wc (watt-crete) , soit le rendement optimal d’un module photovoltaique dans les conditions STC ( 1000W/m²; AM 1,5 ; 25°C ). Autrement dit ce rendement chute dans des conditions autres (hausse de la température par exemple, ce qui impose une bonne ventilation des panneaux solaires).
