le blog de l’energie solaire

PARIS (AFP) — La production d’énergie photovoltaïque décolle mais cette industrie accuse en France un sérieux retard, notamment sur l’Allemagne, selon les organisateurs de Solar Event, qui ont présenté à Paris cet événement destiné au grand public et aux professionnels.

Cette manifestation, une première qui sera organisée du 27 au 29 juin au Bourget-du-Lac, en Savoie, présentera l’éventail des technologies présentes et à venir, du bâtiment à la production d’électricité en passant par les voitures, avions et bateaux utilisant l’énergie solaire. Une course de véhicules sera notamment organisée et un village de l’habitat solaire installé.

Pour les habitations, l’énergie solaire est surtout utilisée pour produire de l’eau chaude et de la chaleur, grâce à des capteurs (solaire thermique).

Cette technologie, désormais éprouvée et très répandue en Chine, a connu une forte croissance en France grâce au “plan soleil” lancé par les pouvoirs publics en 1999, mais le nombre de capteurs installés par habitant ne s’élevait en 2007 qu’au tiers de la moyenne européenne, selon le ministère de l’Industrie.

Le retard accusé par la France est encore beaucoup plus important pour l’énergie photovoltaïque, qui transforme en électricité le rayonnement solaire. Cette forme d’énergie, à la fois inépuisable et décentralisée, reste encore coûteuse, et son démarrage nécessite des aides publiques.

L’Allemagne produit actuellement 1.200 mégawatts (MW) d’électricité solaire, contre à peine une cinquantaine pour la France, selon les chiffres de l’Association européenne de l’industrie photovoltaïque (EPIA).

Depuis 2007, un crédit d’impôt pouvant aller jusqu’à 8.000 euros est accordé au contribuable français, qui peut en outre revendre son électricité 55 centimes le kilowatt/h à EDF si son installation est intégrée à la toiture. EDF vend l’électricité à un coût plus bas, de 15 centimes.

Le marché du photovoltaïque connaît actuellement une croissance supérieure à 40% par an, a souligné, lors de la présentation de Solar Event à la Cité des Sciences et de l’Industrie à Paris, Eric Laborde, directeur général de Photowatt, le seul producteur français de cellules photovoltaïques.

Grâce aux aides publiques, au renchérissement du pétrole et à la baisse des coûts du solaire, “il deviendra bientôt aussi compétitif de produire son énergie que de l’acheter à EDF”, espère M. Laborde.

La lourdeur des procédures pour le raccordement au réseau et la pénurie d’installateurs qualifiés freinent toutefois encore le développement du marché. Tandis que le solaire thermique exige le recours à un couvreur et un plombier, il faut y ajouter un électricien dans le cas du photovoltaïque.

“Il n’est pas normal que quelqu’un qui est équipé et a complété son dossier soir obligé d’attendre jusqu’à quatre mois” pour être raccordé par EDF, a déclaré Jean-Pierre Vial, sénateur UMP de Savoie, qui veut que “l’appropriation du solaire par nos concitoyens puisse progresser”.

M. Vial, qui est aussi vice-président du Conseil général de Savoie, a précisé que son département avait introduit un système de +guichet unique+ pour faciliter les démarches administratives. Le sénateur regrette “une résistance passive de la part d’EDF pour éviter une incitation trop forte”.

Il y a chez le distributeur national “un paradoxe entre une résistance sur le terrain et la volonté de l’état-major de s’engager”, constate pour sa part Vincent Jacques le Seigneur, de l’Institut national de l’énergie solaire (INES). Il a souligné que la direction de l’entreprise avait compris “l’intérêt du solaire dans le bouquet énergétique” et participait à de nombreux programmes pour le développer.
source afp http://afp.google.com/article/ALeqM5gIOegRDoXxoamkGoktEx7kPUzYvQ

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photo credit: stanley Un groupe de chercheurs de l’Université d’Algarve (UALg) du Centre d’Electronique, Optoélectronique et des Télécommunications (CEOT) participe à un projet international qui vise à améliorer l’efficacité des panneaux solaires. Une découverte sur le plan fondamental de la physique pourrait conduire à des applications dans le rendement de cette énergie. “Si l’hypothèse avancée par notre équipe se vérifie en pratique, nous pourrons améliorer la rentabilité de la production d’énergie électrique de plus de 40%” explique Peter Stallinga.

Les panneaux solaires doivent aussi bien fonctionner dans le spectre visible que le spectre invisible. Pour les photons à haute énergie de la lumière invisible (UV), une partie substantielle de l’énergie du photon est perdue durant la conversion et transformée en chaleur. C’est en étudiant le potentiel des nanocristaux pour activer un élément chimique (l’erbium) que les chercheurs ont découvert par hasard que celui-ci sépare les photons de haute énergie en deux photons de plus faible énergie. Ces photons de plus faible énergie sont convertis à moindre perte par les panneaux solaires. A partir de cette découverte, plusieurs problèmes technologiques ont besoin d’être résolus pour voir cette propriété incluse un jour dans les panneaux solaires et de nouvelles cellules doivent être conçues et imaginées afin de prendre en compte ce type d’énergie.

Le Portugal bénéficie de conditions favorables à l’utilisation de l’énergie solaire. La région sud du pays reçoit en moyenne 1.800 KWh par an et par mètre carré quand par exemple, en Allemagne et en Angleterre, la valeur moyenne supérieure ne dépasse pas 700 KWh. Pour fournir l’énergie électrique annuelle d’un pays comme le Portugal, il faudrait installer un réseau de panneaux solaires couvrant une surface de 35 par 35 kilomètres. Un gain de 40% dans l’efficacité des panneaux solaires aurait donc un impact direct sur la société.

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photo credit: coincoyote Une nouvelle approche pour la conception de cellules photovoltaïques à bas prix de type cellules Grätzel vient d’être proposée par une équipe de chercheurs de l’Univesity of Washington. L’équipe dirigée par le professeur Guozhong Cao a présenté récemment ses résultats au meeting international de l’American Chemical Society à la Nouvelle Orléans.

Contrairement aux cellules solaires traditionnelles à base de Silicium, les cellules de Graetzel (inventées en 1991 par le Suisse Michael Graetzel) différencient les fonctions d’absorption de la lumière et de séparation des charges électriques. Un sensibilisateur (colorant organique) est greffé à la surface d’un oxyde semiconducteur sous la forme d’une couche monomoléculaire. Sous illumination, le colorant absorbe les photons incidents et gagne suffisemment d’énergie pour pouvoir injecter un électron dans la bande de conduction de l’oxyde semiconducteur, en général des particules de dioxyde de titane (TiO2). Ces cellules sont très prometteuses car les matériaux qu’elles utilisent et leur fabrication est très économique. Bien que leur efficacité reste inférieure aux cellules à base de silicium, de sulfure de cadmium ou de tellurure de cadmium, le rapport prix/performance est très compétitif. Les laboratoires actuels arrivent à des rendements de 11% environ avec ce type de cellules, ce qui représente environ la moitié de ce qui peut être obtenu avec les cellules à base de silicium (voir le rapport “Recherche et Industrie photovoltaïque aux Etats-Unis”, 01/06/2006, [1]).

Au lieu d’utiliser les particules de TiO2, l’équipe de Guozhong a fabriqué des nanosphères d’oxyde de zinc (ZnO) de 15nm de diamètre qui sont ensuite agglomérées en nanoparticules de 300 nm de diamètre. Ces grandes sphères diffusent les rayons incidents et à la suite de multiples réflexions, les rayons parcourent une distance bien plus importante que dans les cellules classiques. De plus, la structure interne complexe des agglomérats se traduit par une surface spécifique très importante d’environ 100 m2 par gramme de matériau, laquelle est recouverte du matériau photosensible qui absorbe le rayonnement incident. En utilisant ce type de matériau constitué d’agglomérats de nanosphères, les chercheurs ont obtenu un rendement de 6.2% contre 2.4% pour les structures à base de simples billes de ZnO. Même si les performances obtenues sont moins bonnes qu’avec les cellules utilisant le TiO2, les résultats obtenus permettent de prouver la validité du concept avec un matériau simple d’utilisation comme le ZnO. L’objectif de l’équipe est maintenant de transférer cette approche au TiO2. Les performances maximales atteintes pour les cellules de Graetzel en TiO2 sont proches de 11%, soit déjà deux fois plus que les cellules organiques à polymère, et d’après Guozhong le concept développé permettra de dépasser significativement ce seuil. Ces cellules offrent, par leur simplicité de fabrication, l’espoir d’une réduction significative du coût de l’électricité solaire.

Cette recherche est soutenue par la National Science Foundation, le Department of Energy, le Washington Technology Center et l’Air Force Office for Scientific research.

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Oséo a accepté vendredi de soutenir le projet Solar Nano Crystal de développement de la filière photovoltaïque emmené par EDF. 46,5 M€ seront consacrés par l’établissement public au financement suir cinq ans d’un programme de R&D dont l’objectif est le développement de la filière.
Oséo a donné vendredi son feu vert au soutien du projet R&D Solar Nano Crystal dont l’objectif est de développer « des technologies photovoltaïques de pointe ». C’est l’Agence de l’innovation industrielle qui avait commencé à instruire ce dossier pris en charge aujourd’hui par la direction du programme d’innovation stratégique industrielle (ISI) créée lors de l’intégration de l’A2I à l’établissement public au mois de janvier. Toutefois, ce projet qui sera aidé à hauteur de 46,5 M€ (21,5 M€ sous forme de subventions et 25 M€ sous forme d’avances remboursables), pour un investissement de recherche global de 190 M€ est hors gabarit pour Oséo dont le plafond des aides pour l’innovation industrielle est normalement limité à 10M€. « Il s’agissait d’assurer la continuité des engagements de l’Etat qui, sous prétexte qu’il change sa politique de soutien à l’innovation ne doit pas laisser tomber les industriels auprès de qui il s’est engagé », explique Michel Rebuffet, ancien de l’A2I aujourd’hui directeur du programme ISI chez Oséo.

Produire suffisamment de silicium de grade solaire

Lancé sur 5 ans (2008-2012), Solar Nano Crystal poursuit trois objectifs. Le premier est d’assurer la production de silicium destiné à la fabrication de panneaux photovoltaïques en quantité suffisante pour faire face à une demande mondiale qui ne cesse de croître. Actuellement les constructeurs de panneaux utilisent les rebus de silicium issus de l’industrie électronique. Or, non seulement ces derniers se raréfient, mais leur niveau de qualité est supérieur à celui nécessaire à la production d’énergie solaire. Le travail de recherche consistera à ramener ce matériau au niveau du grade solaire. Un second axe de recherche consistera dans le sens inverse à hisser le niveau du silicium métallurgique dont le grade est, lui, inférieur à celui du photovoltaïque. « Cela permettra de réduire le coût du silicium destiné aux cellules photovoltaïques ce qui aura des répercussions sur toute la chaîne », précise Tahar Melliti, chargé de projets chez Oséo.

Augmenter les rendements des cellules photovoltaïques

S’ils aboutissent, ces travaux permettront donc de produire directement le produit destiné à l’énergie solaire et en quantité suffisante. Mais ils participeront aussi à la poursuite du second objectif du programme qui est d’augmenter les rendements énergétiques des cellules photovoltaïques. Actuellement ces dernières n’arrivent à tirer profit que de 13% à 15% du potentiel de l’énergie solaire. Il s’agira dans un premier temps de porter ce rendement à 17% voire 20% et de commencer avant la fin des cinq ans à marcher vers les 30%, objectif qui pourrait faire l’objet ultérieurement d’un nouveau programme de R&D.

Une production industrielle immédiate

Enfin, le troisième objectif est de valider les résultats des deux premiers volets du programme par l’expérimentation. Pour cela, une mini centrale photovoltaïque sera construite à Bourgoin-Jallieu dans l’Isère, sur le site du CEA, un des partenaires de Solar Nano Crystal. A noter qu’une centrale photovoltaïque de démonstration appelée LabFab sera aménagée à proximité du site. « De la sorte nous avons la certitude du passage à l’échelle de la production industrielle », commente Michel Rebuffet.

Le feu vert de Bruxelles

Soutenu par l’Etat, le programme est emmené par EDF, entouré de nombreux acteurs économiques, scientifiques et technologiques du secteur de l’énergie : Emix, Photosil, Silpro, PV Alliance (PhotoWatt Technologies, EDF Energies Nouvelles, CEA), Apollon Solar, ainsi que l’Institut National de l’Energie Solaire (INES) qui fédère des équipes de chercheurs du CEA, du CNRS, de l’université de Savoie et du CSTB.
A l’instar des projets soutenus pas l’ancienne A2I, Solar Nano Crystal devra faire l’objet d’une notification auprès du conseil européen de la concurrence qui donnera son autorisation au financement public s’il estime que cette participation n’introduit pas de distorsion de concurrence. Il n’existe aucun programme de recherche à vocation industrielle connu à ce jour qui soit similaire à celui-ci. La réponse de Bruxelles pourrait survenir avant la fin de l’année.

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