Photovoltaïque | Principe

Principe de l'énergie solaire photovoltaïque

 

L’énergie solaire photovoltaïque consiste à produire de l’électricité à partir du rayonnement solaire. En plus d’être une énergie renouvelable, elle a l’avantage d’être un des rares moyens de production d’électricité dans le bâtiment et constitue un grand enjeu pour le développement de l’énergie électrique renouvelable dans les milieux urbains. La facilité de son exploitation (très peu de maintenance) permet à tout type d’utilisateur de devenir producteur d’électricité.

Il existe plusieurs technologies de modules photovoltaïques dont le plus répandu est le silicium cristallin. L’unité de puissance utilisée est le Watt Crête (unité normalisée par des règles de mesures en laboratoire).

La surface d’une installation va de quelques dizaines à quelques milliers de mètres carrés, soit des puissances de quelques kilowatts-crêtes à plusieurs mégawatts-crêtes.

 

 

 

Usages

 

 Il existe deux types d'application : les applications autonomes, c’est-à-dire non-raccordées à un réseau électrique (chalets d’alpage, antennes relais…) et les applications raccordées au réseau public de distribution d’électricité que l’on peut scinder en trois grandes typologies :

 

  • les systèmes attachés à un bâtiment consommateur d’électricité, qu’il soit à usage résidentiel ou professionnel : les modules peuvent être " sur-imposés " à la toiture (toit en pente ou toiture-terrasse) ou bien " intégrés au bâti " dans une logique de double fonction (clos et couvert, bardage, verrière, garde-corps,…).
  • les systèmes posés sur ou intégrés à des structures non-consommatrices d’électricité par elles-mêmes mais pour lesquelles les panneaux remplissent une fonction bien identifiée en sus de la production d’électricité (ombrière de parking, couverture de passage public ou de quai de gare, mur antibruit,…)
  • les parcs photovoltaïques au sol, constitués de quantités importantes de modules posés sur des structures porteuses, dont la production est exclusivement destinée à l’alimentation directe du réseau électrique.

 

 

Surface nécessaire

 

En France, afin de subvenir à la consommation moyenne d’une famille de 4 personnes, il faut installer en moyenne 25 m2 de panneaux solaires photovoltaïque. Cette surface est moins élevée dans le sud où l’ensoleillement est plus intense (15 m2).

 

 

Impact environnemental

 

La durée de vie d’un module photovoltaïque est généralement supérieure à 25 ans et peut atteindre plus de 30 ans dans beaucoup de cas. La plupart des fabricants garantissent 80 % du rendement jusqu’à la 25ème année.

Le temps de retour énergétique d’un système est très bon, puisqu’il varie entre 1et 5 années selon l’ensoleillement du site où est situé l’installation photovoltaïque et le type de pose utilisé (en toiture terrasse, en façade…).

En ce qui concerne le recyclage des modules à base de silicium cristallin, il consiste en un simple traitement thermique servant à séparer les différents éléments du module photovoltaïque et permet de récupérer les cellules photovoltaïques, le verre et les métaux (aluminium, cuivre et argent).

Les modules photovoltaïques ne font actuellement pas partie des produits rentrant dans le champ d’application de la directive sur les déchets d’équipements électriques et électroniques. En attendant leur intégration, les principaux industriels européens ont créé en 2007 l’association PVCYCLE dont l’objectif est la structuration de la filière de recyclage des modules photovoltaïques et de parvenir à un recyclage de 85% des modules en fin de vie à l’horizon 2015. Par ailleurs, cette même directive oblige depuis 2005, les fabricants d’appareils électroniques, et donc les fabricants d’onduleurs, à réaliser à leurs frais la collecte et le recyclage de leurs produits.
 

 

Part du photovoltaïque dans la consommation globale d'électricité

 

Le potentiel d’installation de systèmes photovoltaïques est gigantesque (toitures terrasses, toitures bien inclinées, certains terrains pollués ou artificialisés…). Cependant, il faut garder à l’esprit que cette énergie fait partie du bouquet des énergies renouvelables qui se développent en ce moment dans le monde et que les contraintes de gestion du réseau électrique limite la possibilité de pénétration de cette énergie. Le scénario Negawatt 2011 prévoit que le photovoltaïque assure 22 % de la production d’électricité à l’horizon 2050.

 

 

Chiffres clés

 

1 kWc produit en moyenne 1000 kWh/an en France
1 kWc occupe une surface moyenne d’environ 8 m2
La consommation électrique spécifique (hors chauffage) moyenne d’un foyer français est d’environ 3300 kWh/an.

 

 

Pour aller plus loin...

 

Centre de ressources national sur le photovoltaïque, édité par HESPUL : www.photovoltaique.info

Agence de l'Environnement et de la Maîtrise de l'Energie : www.ademe.fr