Cellules solaires (toutes techniques)
Cellules photovoltaïques à silicium cristallin, cellules photovoltaïques à silicium amorphe, cellules photovoltaïques organiques, cellules thermovoltaïques, cellules mixtes...
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Vu et lu sur le Magazine Elektor : http://www.elektor.fr/nouvelles/rec...
Date de publication : 16 juillet 2009
Dans la technique des cellules photovoltaïques, tous les paramètres progressent, souvent à grands pas : robustesse, prix de revient, surface, durée de vie, sensibilité etc. Les cellules dites tandem sont obtenues par empilement monolithique de deux cellules simples, l’une de silicium amorphe, l’autre de silicium cristallin ; leur sensibilité s’étend donc sur une large plage de longueur d’onde. Leur rendement est théoriquement meilleur que celui de cellules simples distinctes.
Le rendement de 5,9 % pour une surface de cellules solaires organiques de 2 cm2, atteint récemment par le chimiste allemand BASF en coopération avec l’université technique de Dresde et la société Heliatek apparaît comme un record digne d’intérêt, même si ce chiffre validé par le National Renewable Energy Laboratory (NREL) n’a rien de spectaculaire à première vue.
Ce procédé fait appel à des molécules organiques déposées par vaporisation sous vide.
Jusqu’ici la valeur certifiée la plus élevée jamais atteinte avec des cellules solaires organiques dont la surface active soit plus grande que 1 cm², était de 5,4%. Il s’agissait de cellules dites plastiques, c’est-à-dire obtenues par polymérisation. La tension à vide de la nouvelle cellule tandem organique est de 1,6 V, son facteur de forme de 65% (pour simplifier, ce facteur est le rapport entre rendement idéal et rendement réel). Ceci ouvre la voie à une production de masse de cellules de grande surface, bon marché, éventuellement souples, économes en matière première et en énergie. L’épaisseur de la couche est de 100 nanomètres seulement, soit 1/10.000 mm.
Pour obtenir1 m2 de cellule photovoltaïque, un seul gramme de matériau semi-conducteur organique suffit. On envisage de mettre à profit les techniques de production déjà largement éprouvées dans le domaine des grands afficheurs OLED (LED organiques).
Plus près de nous, dans le temps autant que dans l’espace, les énergies renouvelables et plus particulièrement l’énergie photovoltaïque, ont fait leur entrée dans la sphère domestique. C’est pourquoi Elektor attire votre attention sur la parution du nouveau livre Comprendre et dimensionner les intallations domestiques à énergies renouvelables publié par nos soins en coopération avec Gérard Guihéneuf.
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* Heliatek : http://www.heliatek.com/en/page/ind...
Auteur
red -
La face cachée du solaire
lu sur le site http://www.planete-terra.fr/spip.ph... , rédigé par Hélène Duvigneau.
L’industrie du solaire a un coût environnemental non négligeable. C’est particulièrement vrai en Chine, premier producteur mondial de panneaux solaires photovoltaïques.
Après le beau temps, la pluie. L’industrie du solaire a bien du mal à digérer les effets de la crise. La Chine, devenu 1er producteur de modules solaires photovoltaïques, et qui surclassera en 2012 Japon et Union européenne dans la production de cellules, en sait quelque chose. Au 2nd semestre, le fabricant chinois de silicium LDK a annoncé des pertes de 217 millions de dollars. Et, comme souvent en temps de crise, on ne parle que de ce qui fâche.
40 kg de charbon pour un panneau
Alors qu’un projet d’équipement de 400 villages chinois en panneaux solaires photovoltaïques est lancé fin août, un journaliste du quotidien hong-kongais South China Morning Post s’est penché sur les points faibles du solaire. Derrière la fabrication des cellules solaires et la purification du silicium, c’est la dépendance de la Chine au charbon qui est montrée du doigt. Selon le journal hong-kongais, il faudrait ainsi 40kg de charbon pour produire un panneau d’1m par 1,5m, dont la durée de vie est évaluée à 20 ans. Or avec la même quantité de charbon, une centrale thermique génèrera assez d’électricité pour alimenter une LED de 22W, 12 heures par jour et pendant 30 ans. Comme quoi en Chine, le vert a souvent sa part de gris.
Des chiffres que conteste un entrepreneur français, spécialisé dans l’exportation de panneaux solaires et qui préfère garder l’anonymat. Selon lui, la durée de vie d’un panneau solaire dépasserait les 30 ans et ces derniers seraient de moins en moins gourmands en silicium. De plus, si on veut comparer le photovoltaïque à d’autres sources d’énergie, il faut prendre en compte les performances de l’ensemble de la filière en terme d’émissions de CO2. Selon une étude récente ( http://www.greenit.fr/article/energ... ), 1kWh de photovoltaïque produit entre 60 et 150g de CO2, tandis qu’1kWh de charbon en produit 978 et 1kWh de fuel 891g...
Tétrachlorure de silicium
Il n’empêche, dès la première étape de la chaîne de production, le solaire pose problème. Il a besoin en masse d’une matière première transformée et pas très écolo : le silicium polycristallin. La Chine s’en est fait une spécialité. En 2008, sa production atteignait 4 000 tonnes par an, 80 fois plus qu’en 2004… Or selon Jian Shuisheng, professeur à l’Université des Transports de Pékin, « il faut près de 30 millions de tonnes de charbon aujourd’hui pour faire tourner les fours des usines de production de silicium ». Deuxième hic : le processus de purification du silicium. A Leshan, une ville du sud-ouest de la Chine, des relevés effectués en 2007 près d’une grosse usine ont montré la présence de 10 substances toxiques dans l’atmosphère. Parmi elles, le tétrachlorure de silicium et le chlore, qui, associé à d’autres substances, peut se révéler un poison mortel.
Ce n’est pas tant la filière solaire qui est en cause que le système de traitement des déchets, vrai problème global en Chine. De fait, pour chaque tonne de silicium produite, 4 autres tonnes de tétrachlorure de silicium sont rejetées. Exposé à l’humidité, ce liquide provoque des vertiges et peut affecter gravement les voies respiratoires. Des rejets que l’on peut traiter, mais qui le sont rarement par les industriels dissuadés par le montant des investissements nécessaires. Interrogé par le Washington Post, Shi Jun, directeur d’une société de recherche dans le silicium estime que « les entreprises chinoises économisent des millions de dollars en faisant l’impasse sur les dispositifs anti-pollution ». Si de tels dispositifs étaient imposés, le coût de production d’une tonne de silicium reviendrait selon lui à 84 500 dollars. Or les entreprises chinoises revendent leur marchandise entre 21 000 et 56 000 dollars la tonne.
Mais le problème est aussi politique. Tandis que la Chine brûle quantité de charbon pour fabriquer des panneaux solaires qu’elle exporte vers l’Occident (plombant encore un peu plus leur bilan carbone, ndlr), celui-ci bénéficie d’un air plus pur et d’une économie faible en carbone, se plait à souligner le ministre chinois des Sciences et Technologies, Wan Gang.
A lire aussi dans Terra eco :
Rizhao, ville du roi soleil : http://www.terra-economica.info/Rizhao-la-ville-du-roi-soleil,4653.html
Méga ferme solaire en Mongolie : http://www.planete-terra.fr/spip.ph...
Du solaire pour tous ? : http://www.planete-terra.fr/Le-solaire-c-est-pour-tout-le,1304.html -
Le CNRS vient de publier (05/2009) un film de 26mn sur l’état des lieux du Photovoltaïsme en France. Recherche, rendements, défis, prise de conscience sont au rendez-vous de cette vidéo qui permet de se remettre à jour des technologies existantes. Cet outil, autant pédagogique qu’informatif peut permettre de continuer l’éveil de conscience sur les responsabilités et devoirs de tout un chacun face à son investissement dans le développement durable. A voir et à utiliser dans nos activités de transmission de la Culture Scientifique et Technique (CST)
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Ghislaine Bloch : http://www.letemps.ch/Page/Uuid/614...
Les tests ont été effectués en laboratoire par la société Volotek
Des panneaux solaires intelligents et autonettoyants ? C’est le pari de la société Volotek à Meyrin (GENEVE). L’entreprise a intégré divers capteurs à la surface du panneau. Ceux-ci mesurent le rendement et décident d’enclencher le système d’autonettoyage ou de faire fondre une éventuelle couche de neige.
Le panneau génère un champ électrostatique induit par un circuit électronique. Celui-ci soulève la poussière et les grains de sable. « Telle une vague, le système permet de les chasser », explique, sans donner plus de détails, George McKarris, fondateur de cette entreprise de quatre personnes, spécialisée dans les instruments de mesures scientifiques et les solutions sans fil.
« Actuellement, dans le désert, des rendements des panneaux solaires sont péjorés en raison du sable, nécessitant des nettoyages manuels quotidiens. Or, ceci provoque la formation de microrayures sur le verre qui modifient la réflexion et la transmission de la lumière. Selon certaines estimations, cette baisse peut atteindre jusqu’à 20 à 30%. »
Recherche d’un partenaire
Le système de Volotek consomme une fraction minime de l’énergie produite par le panneau solaire, soit moins de 10%. Et cela uniquement pendant moins de 30 secondes, lors de chaque opération de nettoyage. Reste que, pour l’instant, les tests ont été uniquement effectués en laboratoire, sur un panneau solaire de taille réduite.
« Nous cherchons désormais un partenaire pour passer à une plus grande échelle. Nous avons déjà des contacts, notamment avec un fabricant en Chine », précise le physicien.
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Il fallait y penser, CALTECH l’a fait. Penser en 3D au lieu de collecter les photons en surface, aligner des fils de silicium parallèlement aux rayons solaires dans un milieu transparent et c’est un rendement de près de 90% qui est attendu pour ces cellules qui n’utilisent qu’un cinquantième de silicium, qui sont souples et peuvent être fabriquées en rouleaux .
Bref, ce serait presque une révolution dans le monde de la cellule solaire... on risque d’en entendre parler si les promesses sont suivies d’effets.
Pour aller voir l’article
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Une entreprise récente développe un concept plus qu intéressant... Les modules thermovoltaiques à intégrer sur un circuit imprimé pour alimenter tous vos micro contrôleurs et autres solutions intégrées. C est Micropelt qui propose actuellement ces petits modules !! Et ils vont plus loin encore car ils ont developpé des capteurs tout en un utilisant cette technologie... Imaginez contrôler à distance tous vos chauffages électriques (en pression, température et débit) d un grand bâtiment grâce à une constellation de petits modules autonomes en énergie... Imaginez enfin oublier que vos appareils électroniques ont besoin d électricité pour fonctionner... Une révolution est en marche !
Www.micropelt.com
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