le solaire c'est l'avenir

De la promesse à la réalité ou du laboratoire au produit commercial, il n’y a pas loin : tirant profit des dernières découvertes dans le domaine des revêtements antiréflexion, une entreprise américaine, associée à un laboratoire de recherche, propose une nouvelle technique pour augmenter le rendement des cellules photovoltaïques classiques.

Les recherches vont bon train pour améliorer le rendement des panneaux photovoltaïques. Malgré leur popularité, les cellules solaires exploitent encore assez mal l’énergie lumineuse disponible. La réflexion de la lumière en est la principale cause. Les rayons lumineux réfléchis n'étant pas convertis en énergie électrique, les panneaux solaires actuels sont donc recouverts d’un revêtement réduisant le taux de réflexion à 6 %.

L’emploi de gaz et de très hautes températures (environ 1.000 °C) sont nécessaires pour déposer ce revêtement sur les matériaux semi-conducteurs (principalement du silicium). Ce type de dispositif est très énergivore et justifie à lui seul une grosse partie du prix de la production.

La société américaine Natcore a développé une méthode de fabrication permettant d’apposer un revêtement antiréflexion en utilisant des solutions liquides et à température ambiante. Les coûts de production en sont réduits puisqu’il ne faut plus chauffer les installations.

Bien que connu auparavant, le procédé « liquide » restait inutilisé. Lors des réactions chimiques, les concentrations en réactifs diminuent au cours du temps. Dans le cas présent, cette situation était responsable d’un certain nombre de variations dans l’épaisseur du revêtement, rendant ainsi le procédé inutilisable dans l’industrie. Des chercheurs de l’université de Rice ont donc mis au point un système qui mesure continuellement l’épaisseur du revêtement afin d'ajuster la concentration des substances actives en temps réel. De cette manière, l’épaisseur du revêtement reste constante.

Photovoltaïque : 1,5 % de réflexion grâce au silicium noir

Ce nouveau procédé permet également d’utiliser facilement la technologie du silicium noir. Les liquides sont employés pour creuser de nombreux pores dans un feuillet de silicium en quelques minutes. Ces trous assurent une meilleure capture de la lumière. Le taux de réflexion peut descendre jusqu’à 1,5 %. Les nouvelles cellules photovoltaïques sont donc plus productives que les cellules classiques.

Néanmoins, le système n'est opérationnel qu’à certaines conditions. La surface des cellules et les parois de chaque pore doivent être neutralisées électriquement grâce à un processus de passivation. Cette neutralisation se déroule également en phase liquide et à température ambiante.

Le silicium noir a la particularité d’être sensible à un plus large spectre lumineux et à des rayons lumineux présentant de fortes incidences (comme ceux observés au lever et au coucher du Soleil). Les cellules photovoltaïques dotées de cette technologie produisent du courant durant une plus longue période de la journée.

Ces nouveaux procédés de fabrication de panneaux solaires devraient être commercialisés durant l’année 2012. Il faut néanmoins noter qu'aucune information chiffrée n'indique l'augmentation du rendement des cellules voltaïques qui seront produites avec ce procédé...

Des recherches sont déjà en cours chez Natcore et à l’université de Rice pour créer des cellules voltaïques flexibles et de nouvelles cellules composées de nanotubes de carbones et de divers cristaux. Ces cellules nouvelle génération seront plus performantes car elles pourront capter un plus large spectre lumineux. Des cellules de ce type ont déjà été conçues mais leur fabrication est onéreuse. L'entreprise souhaite donc développer un produit fabricable à moindre coût.

Cet article vous explique comment réaliser un panneau solaire thermique de démonstration pour un budget très faible.

Cet article est plus ou moins la traduction d’un article présent sur un site américain. Source 

Ce modèle permet plus d’expérimenter le principe que de réaliser une vrai installation pouvant chauffer votre eau. Mais vous pouvez vous en inspirer pour créer un modèle fonctionnel à plus grande échelle.

• eau
• quelques petites équerres
• perceuse
• des ciseaux
• une scie
• des morceaux de bois
• une vitre en verre
• la grille arrière d’un petit réfrigérateur
• une bonne longueur de tuyau utilisé pour les pompes à air des aquariums
• de quoi renforcer la structure (içi c’est une vielle porte qui a été utilisé, mais une planche de bonne dimension suffira)
• des vis à bois
• une feuille d’aluminium (type aluminium alimentaire)
• ruban adhésif type duct tape 
• cutter

Temps :
Environ 3 heures de construction

Et oui, pour obtenir un prix si faible, on doit faire un max de récup.

Ainsi, la pièce maitresse du panneau, le circuit récupérant la chaleur et faisant circuler l’eau est en fait la grille arrière d’un vieux frigo.

ATTENTION : il ne faut pas démonter un frigo seul ! Le circuit de refroidissement dont fait partie cette grille contient des gaz très nocif, aussi bien pour l’environnement que pour vous ! Il existe des société spécialisé dans la récupération de ces gaz !

Assurez vous de garder une bonne longueur du tube qui relie le compresseur à la grille, afin de faciliter les futures opérations.

Bon vous avez récupéré votre grille. Passons maintenant à la confection du cadre.

Le cadre va servir à délimiter le panneaux et à le consolider. Vous pouvez le réaliser à l’aide de morceaux de bois de récup’ encore une fois.

Afin de bien dimensionner votre cadre et votre “arrière” disposer la grille sur le fond et ajustez le cadre autour

Une fois le cadre réalisé, déposer la feuille d’aluminium entre celui-ci et le fond de votre panneaux. Cette feuille va servir le rôle de miroir afin d’éviter un échauffement trop important du fond et pour augmenter la quantité d’énergie que recevra le circuit d’eau.

Notez que vous ne devez pas être obligatoirement nu-pied pour réaliser ce montage

Il ne vous reste plus qu’à ajouter quelques planches qui permettront d’accrocher plus facilement le panneau.

Utiliser du duct tape pour fixer le collecteur au cadre, pour fixer l’aluminum au cadre, pour boucher les trous d’ou l’air pourrait s’échapper trop facilement. Et oui, moins il y a d’échange thermique et plus la chaleur reste à l’intérieur du panneau, le rendant plus efficace ! De plus l’usage du verre pour le dessus est parfait : il laisse facilement passer la lumière mais beaucoup moins la chaleur. On crée donc une mini serre dans laquelle serpente notre eau !

Penser aussi à faire 2 trous pour permettre le passage des tuyaux du collecteur.

Noter au passage l’usage très abondant de duct tape qu’à fait l’auteur de ce plan.

Relier les tuyaux du collecteurs au tuyau d’aquarium. En fait n’importe quel type de tuyaux convient, il faut juste qu’il y est une correspondance dans les diamètres.

Il faut maintenant fixer le collecteur au fond du panneau. Utiliser des équerres et de l’adhésif encore une fois, même si je pense que sur la durée, il ne tiendra pas. Il vaut mieux utiliser quelque chose de plus solide dans le temps.

Et voilà !

Avant de le tester, il faut remplir le circuit d’eau.
Une fois que cela est fait, vous pouvez le tester avec 2 seaux. L’un plein d’eau froide et l’autre qui contiendra l’eau chaude. Si vous mettez le seau d’eau froide plus haut que l’autre, la circulation d’eau se fera toute seule.

Bien que ce soit un modèle de “test”, l’eau peut atteindre une température réellement importante donc gare aux brulures. Le système peut également être en circuit fermé avec une circulation thermosiphon; c’est à dire que  le  fluide remonte du chaud vers le froid naturellement. On peut alors ne mettre qu’un seul seau en hauteur.

Il est tellement pharaonique et implique de telles sommes, alors que la conjoncture économique ne cesse de se dégrader, qu’il y avait tout lieu de penser qu’il s’agit, sinon d’un fantasme, d’un serpent de mer. « Trop gros pour être vrai ? », nous interrogions-nous d’ailleurs en avril 2010, à une époque où le projet Desertec peinait à passer la vitesse supérieure.

Il faut dire qu’il vise à la fois à fournir de l’électricité aux États du Maghreb et à couvrir 15 % des besoins énergétiques du Vieux Continent à l’horizon 2050 – en plus de se traduire, sur le plan écologique, par une économie annuelle de trois millions sept cent mille tonnes de dioxyde de carbone, d’où une réelle contribution à la lutte contre le réchauffement climatique. Un immense défi qui, outre des investissements colossaux – deux milliards d’euros rien que pour la première tranche, quatre cents au total (!) -, suppose aussi l’assentiment des pays qui doivent abriter cette gigastructure solaire et éolienne. Aux contraintes financières mais aussi logistiques s’ajoutent donc des obstacles politiques qui, pour l’heure, n’ont pas tous été surmontés, même si Berlin et l’Observatoire méditerranéen de l’Énergie (OME) ont déjà, entre autres, apporté leur soutien officiel au projet.

La donne vient toutefois de changer et, d’abord prévu pour 2015, le lancement de Desertec devrait finalement intervenir… l’an prochain, rapportent des médias d’outre-Rhin. Le consortium allemand DII (Desertec Industrial Initiative) a indiqué la semaine dernière que le premier chantier, dans le désert marocain, couvrira douze kilomètres carrés de panneaux solaires pour une capacité de production évaluée à cinq cents mégawatts (MW), soit la moitié de celle d’une centrale nucléaire moderne [NDLR : la production globale, elle, doit atteindre deux gigawatts (GW) à l'horizon 2020]. Ce vaste « champ de miroirs » doit permettre de mettre de l’eau en ébullition pour ensuite actionner des turbines qui fourniront de l’énergie au réseau. L’électricité, elle, devrait commencer à circuler en 2014 au plus tôt et en 2016 au plus tard.

Rappelons que les électriciens allemands E.ON et RWE, la Deutshe Bank et le réassureur Munich Re, rassemblés au sein de DII, sont tous partis prenantes du projet, tout comme Saint-Gobain, les Italiens Enel et Terna et le groupe espagnol Red Electrica. La société suisse Airlight Energy pourrait les rejoindre.

Du beau monde pour une entreprise à laquelle la Libye, l’Égypte, la Turquie, la Syrie et l’Arabie Saoudite doivent aussi être associées. Subsiste néanmoins l’accusation formulée par certaines ONG de l’appropriation des ressources locales, une forme de « néo-colonialisme vert » que réfutent les promoteurs du projet, selon lesquels l’énergie produite profitera d’abord aux populations d’Afrique du Nord avant d’être exportée.

Il faudra encore attendre quelques années avant de pouvoir juger sur pièces.

Le géant de la Silicon Valley a officialisé le 27 septembre dernier le déblocage de 75 millions de dollars (55 millions d’euros) dans un fonds destiné à promouvoir les panneaux photovoltaïques. En partenariat avec Clean Power Finance, Google aspire à aider 3 000 ménages américains à se doter d’une installation solaire.

Avec 100 000 maisons équipées seulement, les Etats-Unis ne sont pas franchement en avance en matière de développement du photovoltaïque en direction des particuliers. Une situation dont Rick Needham, en charge du Green business au sein de l’entreprise californienne, estime qu’elle est d’abord le fait de coûts qui ne favorisent pas un développement massif. Quant aux subventions fédérales et étatiques, elles ne compensent pas suffisamment l’investissement de départ.

Cette annonce a donc de quoi réjouir les militants écologistes et les 1 400 installateurs solaires américains. Les équipements financés avec le fonds d’investissements resteront la propriété de Google. De leur côté, les ménages s’engageront à lui racheter l’électricité produite à un prix fixé en avance et qui restera en-deçà des coûts pratiqués actuellement. La start-up Clean Power Finance, elle, se chargera de faire le lien avec les installateurs tiers dont certains, comme SunRun et SolarCity, ont proposé d’offrir certaines installations.

Cet investissement fait suite à la participation de Google au projet désormais concrétisé de parc photovoltaïque à Brandebourg-sur-la-Havel (Allemagne). La société lui a en effet consacré 5 millions de dollars (environ 3,6 millions d’euros) en avril dernier. Deux mois plus tard, un autre fonds a été créé avec le groupe SolarCity, celui-ci alimenté à hauteur de 280 millions de dollars (203 millions d’euros). Google a également participé à l’un des plus grands parcs éoliens des Etats-Unis et au projet de centrale solaire géante Ivanpah, ayant déjà déboursé au total la bagatelle de 850 millions de dollars (616 millions d’euros) en faveur du développement des énergies renouvelables.

Le célèbre moteur de recherche s’impose ainsi comme une entreprise « propre » – quoiqu’elle a mis un temps fou à dévoiler son bilan carbone - et espère que d’autres sociétés américaines lui emboîteront le pas. Son engagement dans les technologies vertes devrait connaître un retour sur investissements satisfaisant via le rachat de l’électricité par les particuliers ainsi que les subventions fédérales et locales qui lui seront versées et constitueront une nouvelle ressource financière.

Le groupe cherche aussi à réduire ses rejets carbone, en particulier ceux provenant de ses data centers, qui selon certaines estimations consommeraient à eux seuls 0,01 % de l’énergie mondiale. Ça a l’air de rien mais c’est absolument gigantesque pour une seule et même entité…

Conçue dans une région particulièrement exposée aux rayonnements, sur le site du marché international Saint-Charles (Pyrénées-orientales) – la première plate-forme européenne de distribution de fruits et légumes -, cette installation a nécessité deux années de travaux. Elle a été inaugurée jeudi dernier en présence de la ministre de l’Écologie Nathalie Kosciusko-Morizet, admirative de ce mastodonte qui n’est rien de moins que la plus grande centrale solaire du monde intégrée aux bâtiments et est constitué de la bagatelle de 97 000 tuiles photovoltaïques dispatchées sur les toits de 11 hangars, soit sur une superficie totale de 68 000 mètres carrés.

Des chiffres impressionnants et qui doivent être complétés par d’autres données qui le sont tout autant : 8,8 mégawatts (MW) de puissance installée et une production annuelle d’électricité évaluée à 9 800 mégawattheures (MWh), c’est-à-dire assez pour subvenir aux besoins énergétiques de 10 % des ménages perpignanais. Quant au courant produit sur la centrale (qui a nécessité un investissement de 54 millions d’euros, est la résultante d’une technologie française mais dont l’assemblage a été réalisé au Luxembourg), il sera injecté dans le réseau public et vendu à EDF sur la base d’un contrat d’achat courant sur vingt ans.

Le déplacement de « NKM » en terre catalane a aussi été pour la ministre l’occasion de faire le point sur la situation de la filière de l’énergie solaire, objet d’un moratoire de trois mois couvrant l’ensemble des projets de plus de 3 kilowatts-crête (KWc) entre fin 2010 et début 2011 – dans l’attente d’une restructuration qui a fait l’objet de féroces critiques de la part d’un grand nombre de professionnels du secteur, lesquels ont notamment reproché aux pouvoirs publics d’attenter à la survie des PME concernées et de ne pas s’être donnés les moyens de faire face à la concurrence chinoise. Les mesures gouvernementales découlaient d’« une responsabilité vis-à-vis de nos concitoyens qui paient la facture », a déclaré la ministre, qui a par ailleurs insisté sur le fait que la France est très en avance sur le programme défini dans le cadre du Grenelle de l’environnement : « les objectifs de 2020, on les aura atteints en 2016 et peut-être même en 2015. On a explosé toutes les prédictions ».

Selon les informations du ministère, la France disposerait en effet de 1 600 MW d’installations actuellement raccordées au réseau. Les unités solaires en attente de raccordement, elles, pèseraient environ 2 000 MW. C’est certes beaucoup plus que les 1 100 MW installés fin 2012 prévus initialement par le Grenelle mais ces chiffres ne consoleront assurément pas les entreprises qui n’ont pas survécu au moratoire précité…