le blog de l’energie solaire

photo credit: Pierre Numérique Les deux plus grands parcs photovoltaïques (PV) au monde doivent voir le jour d’ici fin 2009 en Allemagne dans le Land de . Solar-Tech AG, fabricant allemand de panneaux PV, ambitionne en effet d’installer à l’emplacement d’un ancien terrain de manoeuvre militaire (au sud du Land) et d’un ancien aérodrome militaire (à l’ouest du Land) respectivement 50 MW et 80 MW. Le permis de construire vient d’être obtenu pour le premier projet, dont les investissements s’élèvent à 160 millions d’euros. Le deuxième projet devrait permettre de couvrir les besoins en électricité de 15.000 foyers. Solar-Tech a annoncé vouloir n’utiliser que des panneaux solaires à concentration qu’il a lui même développés et produits en Chine.

Le gouvernement du Land accueille très favorablement les projets du nouvel investisseur qui “s’intègrent parfaitement dans notre stratégie visant à faire du Brandebourg un lieu central des énergies renouvelables”, selon Alexander Gallrein, porte-parole de l’Agence de l’énergie du Land (ZAB). De nombreux terrains inutilisés font actuellement l’objet de convoitise de la part d’industriels du secteur PV, en particulier dans le nord et le nord-est du Land, à proximité de la ville de Francfort-sur-l’Oder, où sont déjà implantées 3 entreprises de fabrication de module PV. Communes et ZAB sont actuellement en négociations avec un certain nombre d’autres investisseurs.

Le Ministère de l’environnement du Land se réjouit de la reconversion d’immenses surfaces militaires en sites de production d’électricité photovoltaïque. Le Professeur Klaus Vajen, Directeur du département des techniques solaires à l’Université de Kassel, y voit aussi une stratégie fondamentalement positive, non seulement parce qu’elle permet de valoriser des surfaces inutilisées, mais aussi parce qu’elle est rentable du point de vue énergétique : “l’ensoleillement dans le sud de l’Espagne n’est que moitié plus élevé” que dans le Brandebourg, où l’exploitation de parcs se justifie donc également.

Le plus grand parc allemand actuel totalise une capacité de 12 MW (près de Wurzbourg) et un parc de 40 MW est en construction à proximité de la ville de Leipzig

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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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photo credit: OllieDLa Ministre de l’Economie Christine Lagarde s’est félicitée hier de la décision du groupe OSEO sur le projet Solar Nano Crystal…Ce projet regroupe de nombreux acteurs économiques, scientifiques et technologiques de ce secteur d’activité : 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.
La Ministre de l’Economie Christine Lagarde s’est félicitée hier de la décision du groupe OSEO sur le projet Solar Nano Crystal. “Ce projet vise à dynamiser la filière solaire française en développant des technologies photovoltaïques de pointe. Il s’agit de répondre aux principaux enjeux de cette filière industrielle, notamment par l’élaboration de silicium de qualité solaire, l’augmentation du rendement des cellules photovoltaïques et enfin l’élaboration de modules innovants pour accroître la compétitivité de cette énergie”, explique Bercy.

Ce projet regroupe de nombreux acteurs économiques, scientifiques et technologiques de ce secteur d’activité : 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.

L’instruction de ce projet de Recherche et Développement (R&D) a été réalisée dans le cadre du nouveau programme “innovation stratégique industrielle”, créé début janvier 2008 suite à l’intégration de l’Agence de l’Innovation Industrielle au sein du groupe OSEO. Sur un montant total de dépenses de R&D de 190 Millions d’Euros, l’aide proposée, sous réserve de l’approbation de la Commission européenne, est de 46,5 ME dont 21,5 ME de subventions et 25 ME d’avances remboursables.

Ce projet structurant a pour objectif d’abaisser significativement le prix de revient de l’énergie photovoltaïque, grâce d’une part à des innovations de rupture et d’autre part, à leur validation sur une unité pilote de démonstration appelée LabFab.

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