LES A'CROCs DE L'INFO le photovoltaique

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1 LES A'CROCs DE L'INFO le photovoltaique Pourquoi utiliser du Silicium? Le silicium est abondant sur terre. Il représente environ 25 % en masse de l écorce terrestre, ce qui permet de le considérer comme inépuisable. On le trouve entre autres dans le sable, le quartz et les feldspaths. Le silicium est un semi-conducteur (tantôt conducteur, tantôt isolant). Il ne laisse passer le courant électrique qu à partir d un certain apport d énergie (ici le rayonnement du soleil). De par son abondance et ses propriétés, il est utilisé dans le a plupart des modules solaires photovoltaïques. Quelle est la duree de vie des panneaux solaires? Les panneaux solaires photovoltaïques ont une durée de vie moyenne estimée à 30 ans. La baisse du rendement des panneaux photovoltaïques est faible : les panneaux conserveraient 90% de leur puissance au bout de dix ans, et 80% au bout de vingt ans. En pratique, au Loubatas, nous n avons observé qu une perte de 5% de rendement au bout de 25 ans. Mon panneau solaire photovoltaique peut-il etre recycle en fin de vie? Depuis des années, de réels efforts sont entrepris par tous les acteurs liés à la production d'énergie photovoltaïque pour maximiser les possibilités de recyclage des panneaux solaires photovoltaïques. La majorité des différents composants d'un panneau solaire peuvent aujourd'hui être recyclés : de par leur conception ces modules photovoltaïques sont recyclables à 85%.

2 A ce jour, les premières générations de panneaux ne sont pas encore arrivées en fin de vie. Pour cela, il faut attendre environ une dizaine d'année. Des études sont en cours sur l'analyse de cycle de vie (ACV) pour tous les types d'installations photovoltaïques, et pour les systèmes solaires thermiques. Arrivés en fin de vie, tous les panneaux photovoltaïques peuvent être réutilisés pour la fabrication de nouveaux panneaux solaires. Le silicium, qui est le matériau de base des panneaux solaires, est recyclé pour construire de nouveaux panneaux. L'aluminium du cadre est refondu. L association PV CYCLE, fondée en 2007 a mis en place une filière de recyclage des panneaux photovoltaïques. PV CYCLE offre un service de collecte et une infrastructure de recyclage complets et intégrés dans les 27 États membres de l Union européenne et dans les pays membres de l Association européenne de libre-échange (AELE). En rejoignant le réseau de PV CYCLE, les membres se conforment aux lois imposées en matière de déchets aux niveaux national et européen et peuvent poursuivre leurs activités sur le marché photovoltaïque européen. PV CYCLE assume l obligation de ses membres de garantir la collecte et le recyclage de leurs panneaux photovoltaïques en fin de vie. L Union européenne impose que chaque État membre oblige les fabricants de l industrie photovoltaïque et les importateurs de panneaux photovoltaïques à collecter et recycler leurs produits tout en garantissant les financements y afférents. La législation (refonte de la directive relative aux déchets d équipements électriques et électroniques DEEE) est entrée en vigueur en août Les experiences pour stocker l'energie autrement que sous forme de batteries Le scénario Négawatt propose de stocker le surplus électrique par un système de méthanisation : Stocker l électricité sous forme de méthane de synthèse par électrolyse puis méthanation et injection dans le réseau de gaz pour profiter de ses capacités de stockage. L interconnexion des réseaux électricité et gaz permettrait de gérer plus efficacement les énergies renouvelables qui s y raccordent Les nouvelles generations (texte tire de wikipedia): CELLULE PHOTOVOLTAÏQUE TANDEM En combinant deux cellules (couche mince de silicium amorphe sur silicium cristallin par exemple) absorbant dans des domaines spectraux connexes, on améliore le rendement théorique par rapport à des cellules simples distinctes, qu'elles soient amorphes, cristallines ou microcristallines. Avantage : sensibilité élevée sur une large plage de longueur d'onde. Excellent rendement. Inconvénient : coût élevé dû à la superposition de deux cellules.

3 CELLULE PHOTOVOLTAÏQUE ORGANIQUE Les cellules photovoltaïques organiques sont des cellules photovoltaïques dont au moins la couche active est constituée de molécules organiques. Les molécules organiques (polyméres) possèdent au moins un atome de carbone lié, au moins, à un atome d'hydrogène. Elles constituent une tentative de réduction du coût de l'électricité photovoltaïque, sans conteste le principalhandicap de cette technologie, mais on espère aussi qu'elles seront plus fines, flexibles, faciles et moins chères à produire, tout en étant résistantes. Les cellules photovoltaïques organiques bénéficient en effet du faible coût des semiconducteurs organiques ainsi que de nombreuses simplifications potentielles dans le processus de fabrication. Avantage : faible cout à la fabrication Inconvénients : très faible rendement. Encore au stade de la recherche expérimentale, le record de rendement avec des cellules solaires en polymère était en 2008 compris entre 4 et 5 %. CELLULE PHOTOVOLTAÏQUE MULTI - JONCTION Des cellules ayant une grande efficacité ont été développées pour des applications spatiales. Les cellules multi-jonctions sont constituées de plusieurs couches minces Avantage : bon rendement Inconvéniants : Le coût de ces cellules est de l'ordre de 30 /cm 2. CELLULE PHOTOVOLTAÏQUE CIGS La technique consiste à déposer un matériau semi-conducteur à base de cuivre, d'indium, de gallium et sélénium sur un support. Une inquiétude cependant : les ressources en matières premières. Ces nouvelles techniques utilisent des métaux rares comme : - l'indium dont la production mondiale est de 25 tonnes par an et le prix d'avril 2007 de dollars le kg ; - le tellure dont la production mondiale est de 250 tonnes par an ; - le gallium d'une production de 55 tonnes par an ; - le germanium d'une production de 90 tonnes l'an. Bien que les quantités de ces matières premières nécessaires à la fabrication des cellules solaires soient infinitésimales, un développement massif mondial des panneaux solaires photovoltaïques en couches minces sans silicium ne manquerait pas de se heurter à cette disponibilité physique limitée. Le rendement d'un panneau solaire photovoltaique : D ÉFINITION P UISSANCE CRÊTE : Correspond à la puissance que peut délivrer une cellule, un module ou un champ sous des conditions optimales et standardisées d ensoleillement (1 000 W/m²) et de température (25 C). Puissance (W) = Tension (V) x Intensité (A) (pour du courant continu)

4 La productivité d une installation solaire photovoltaïque dépend de plusieurs facteurs : l orientation du toit ou de l installation solaire l inclinaison de l installation la présence ou non d ombres portées les valeurs locales de rayonnement solaire les conditions météorologiques CONSEILS POUR PRÉPARER L INSTALLATION DE PANNEAUX PHOTOVOLTAÏQUE SUR UN SITE ISOLÉ : Bien recenser les besoins du site de manière à adapter la production. Quels appareils électriques seront utilisés? Combien de temps par jour? Combien de jour par an? La mairie doit impérativement délivrer son autorisation pour l électrification du site. C est donc elle qui doit être contactée en premier. Par ailleurs, le coût d une installation d un système photovoltaïque doit être inférieur à celui d un raccordement au réseau. Un devis de raccordement est donc à faire réaliser par ERDF. Enfin, de manière simplifiée, trois de ces conditions doivent être respectées : un minimum de 5% de l assiette finançable reste à la charge du propriétaire. le maître d ouvrage de l installation est soit ERDF, soit le syndicat d électrification (ou syndicat d énergie) le système, une fois financé, est concédé à ERDF qui en assure l entretien et l exploitation. Un contrat entre EDF et le propriétaire stipule les conditions de fourniture de l électricité LES FINANCEMENTS POSSIBLES Financeurs potentiels pour une installation en site isolé : Le FACE (Fonds d Amortissement des Charges d Electrification), ERDF, ADEME, Région, Département, l Europe, Crédit d impôt pour une résidence principale Financeurs potentiels pour une installation en réseau : Jusqu à 50% crédit impôt(http: //www. energies-renouvelables. org/observ-er/html/creditimpot. pdf), régions, départements, communes (cf EIE de votre département)

5 Tarif d'achat de l'electricite produite par les panneaux photovoltaiques : Source : http: //www. photovoltaique. info/aujourd-hui-arrete-du-4-mars SOURCES : S OURCES CHIFFRES PRODUCTION ÉLECTRICITÉ http: //www. energies-renouvelables. org/solaire_photovoltaique. asp Voir le PDF: Le baromètre 201 1, des énergies renouvelables électriques en France, Observ er, 2 ème édition http: //www. energies-renouvelables.org/observ-er/html/energie_renouvelable_france/baroelec2011_pv.pdf) http: //www. rtefrance. com/uploads/mediatheque_docs/vie_systeme/annuelles/statistiques_energie_electriqu e/statistiques_annuelles_ pdf (page 27) S OURCES TEXTE DE LA BOÎTE : Sources type panneau www. ecosources. info/dossiers/types_de_cellules_photovoltaiques http: //www. panneauxphotovoltaiques. com/prix. html www. photovoltaique-couche-mince. com

6 Source équipement http: //panneauxphotovoltaiques. durable. com/a-onduleur-photovoltaique http: //www. ideesmaison. com/energies/solaire/photovoltaique/regulateur-solaire. html http: //www. ideesmaison. com/energies/solaire/photovoltaique/batterie-photovoltaique. html Sources panneaux photovoltaïques impact environnemental, recyclage http: //www. photovoltaique. info/+point-de-collecte-pv-cycle-en+. html http: //www. photovoltaique. info/-l-impact-environnemental-. html http: //www. photovoltaique. info/img/pdf/pv_fab_envt_final_ pdf

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