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Point sur les différentes technologies solaires

Le solaire accélère.

Le succès croissant de l’énergie solaire auprès du public et des politiques, déclenche un foisonnement d’études, de projets divers et variés, et accèlere la R&D dans le domaine.

L’énergie solaire étant inépuisable et propre, son exploitation se développe à grande vitesse.

Aujourd’hui, il existe cinq façons d’utiliser l’énergie solaire, plus ou moins abouties, plus ou moins améliorables, plus ou moins imaginatives.

Aucune des technologies solaires existantes, ne peut encore concurrencer le nucléaire sur le plan énergétique, en revanche,  si l’on se place du côté environnemental et recyclage, le solaire devance de quelques années lumière les combustibles fossiles.

Ce post fait le point sur le solaire à l’heure actuelle.

– LE SOLAIRE THERMIQUE DOMESTIQUE :

Bien connue et bien maîtrisée, cette technique permet de concentrer la chaleur reçue du soleil, grâce à l’effet de serre à l’intérieur d’un panneau vitré.

La chaleur est transportée par un liquide calo-porteur jusque dans un ballon d’eau qui chauffe à son tour.

Cette technologie permet d’emmagasiner et de stocker de la chaleur, que l’on utilise aujourd’hui principalement pour le sanitaire ou pour le chauffage.

Les rendements sont appréciables et la pollution inexistante.

Le PHOTOVOLTAÏQUE :

Les panneaux que l’on voit fleurir sur nos toitures ces dernières années sont basés sur la particularité de ‘semi-conducteur’ du silicium qui les composent.

Rappelons que le silicium est un composant du sable siliceux, lui même un des principaux composants de la croute terrestre. A priori inépuisable.

Les panneaux photovoltaïques utilisent les photons (particules de lumière), lesquels excitent les électrons contenus dans le silicium pour créer un courant électrique. Il n’y a plus qu’à canaliser ce courant pour l’exploiter.

Pour l’instant le plus développé en puissance parmi les technologies solaires, le photovoltaïque doit encore son développement aux incitations fiscales ou gouvernementales, cependant les prix des équipements s’effondrent et les rendements explosent. On ne saurait tarder à atteindre la parité entre les coûts de l’électricité photovoltaïque et l’électricité nucléaire. Ne parlons même pas du recyclage car les panneaux ne posent aucun problème de recyclage et le seront pour un coût incontestablement abordable.

Le photovoltaïque sera très bientôt accessible et rentable pour tous et deviendra alors la source d’énergie prépondérante sur terre.

Les CENTRALES SOLAIRES ELECTRO-THERMIQUES :

Le solaire thermique n’utilise pas la lumière du soleil mais sa chaleur pour aboutir à de l’électricité.

Le principe consiste à concentrer la chaleur du soleil sur un même point par un jeu de miroirs.

Au point convergent des réflexions de tous les miroirs, la température est suffisante pour faire bouillir de l’eau contenue dans un circuit étanche.

Cette eau se vaporise, et on utilise la pression ainsi obtenue pour faire tourner des turbines.

C’est ainsi que l’on génère de l’électricité.

Les rendements des centrales Solaires Electro-thermiques est élevé, de l’ordre de 30%.

LES CHEMINEES ELECTRO-SOLAIRES :

Cette cheminée mesure 1000 mètres de hauteur, si si 1000m…

A la base de la cheminée une gigantesque surface de verre est fixée à quelques mètres du sol.

Sous cette immense surface de verre, l’atmosphère se surchauffe, exactement comme dans une serre ou une véranda. L’air atteint 70°.

La différence de température entre la cheminée (20°) et l’air de la base, provoque un courant d’air ascendant très puissant.

Ce vent est utilisé pour faire fonctionner des éoliennes à l’entrée du tube de la cheminée, ces éoliennes actionnent des turbines qui génèrent de l’électricité.

Concept très peu vu encore, les cheminées solaires sont pharaoniques par leur hauteur et la surface de leur base.

LE FILM SOLAIRE :

Le principe consite à coller sur toutes les surfaces des bâtiments exposées à la lumière, un film transparent photovoltaïque.

Tous les bâtiments deviendraient alors producteurs d’énergie.

Cette technologie, encore balbutiante, en est aux prémices de sa commercialisation grand public, les rendements sont encore faibles et les coûts élevés.

Mais ??? Peut-être bientôt la peinture PV pourquoi pas ? Les vêtements PV ? Les trottoirs ? Les routes ?

LE SOLAIRE PHOTOVOLTAÏQUE SPATIAL :

Pour le coup on rêve encore un peu mais… Cependant quelques états financent des chercheurs sur le sujet, dont les Japonais et les Américains.

Le principe consiste à mettre en orbite des centrales photovoltaïques à haut rendement destinées à générer de l’électricité.

Les performances seraient d’autant meilleures que les panneaux seraient orientables, en permanence face à l’astre solaire, et qu’aucun nuage ni aucune pollution ne viendrait atténuer les rayonnements. De même, l’effet filtre de notre atmosphère serait supprimé.

La difficulté réside bien sûr dans l’acheminement sur terre de cette énergie.

Plusieurs solutions se proposent :

– les infrarouges: Envoyés sur terre et dirigés sur des récepteurs photovoltaïques au sol. inconvénient : on se confronte à nouveau à l’effet filtrant des nuages.

– Les micro-ondes: Mais il faudra des antennes réceptrices très complexes et onéreuses.

Les centrales solaires n’existent pas encore et coûteraient encore tellement cher qu’elles ne sont pas pour demain.

Chantier solaire Photovoltaïque à Linselles

Un chantier Norsoleil

Le projet consiste à installer une puissance de 1600Wc sur une petite toiture.

Cette installation devra être rentabilisée en 8 ans puis fournira un complément de revenus net d’impôts.

LE PROJET

Composé de 16 panneaux de 200Wc de la marque Solar Fabrik (Allemagne), le courant continu produit sera transformé en courant alternatif (compatible avec le réseau EDF) par un onduleur Solarmax (Suisse).

Une fois totalement découverte, la charpente reçoit les voliges de soutien pour le système d’intégration et de fixation des panneaux.

La préparation finie, la pose des panneaux est aisée.

EDF pose les compteurs de production et Norsoleil s’installe à proximité pour les coffrets de sectionnement, les parafoudre et l’onduleur.

Photovoltaïque, une plateforme de test géante. Le CD2E.

C’est dans le Nord de la France que le CD2E (Centre Expert pour l’Emergence des Eco-Technologies) a choisi d’implanter sa plateforme photovoltaïque.

Organisme indépendant, diagnosis le CD2E ambitionne de mesurer les performances énergétiques des diverses technologies de panneaux solaires photovoltaïques.

Pour cela a été crée la plateforme de test de Loos en Gohelle, au pied d’un terril bien Ch’ti, une forêt de structures fixes ou orientables expose toutes sortes de panneaux aux rayons du soleil.

Le CD2E proposera ensuite aux industriels d’avoir accès aux mesures ce qui permettra à tout un chacun de s’assurer de performances vérifiées et certifiées.

Chantier solaire photovoltaïque à Fondettes (37)

Un chantier en co-traitance entre les SARL ‘Norsoleil’, salesBSA Energie’ et ‘Du Bois Eau Solaire’.

Installation d’un système ‘Clipsol’ intégré.

Système éligible au meilleur tarif de revente de l’électricité photovoltaïque 58cts du Kwh.

Difficulté du chantier : couverture en ardoises naturelles, check absence d’écran de sous-toiture. Et pour mettre du piquant, météo désastreuse avec averses fréquentes…

La dépose des ardoises permet de libérer la surface nécessaire pour l’installation du système, la maison est à nu et l’usage d’une bâche pour protéger des averses nous retarde dans l’avancement de l’installation.

L’installation des voliges ainsi que de l’écran de sous-toiture sur la surface découverte, avec larges dépassements d’étanchéité, nous permettra de supporter la pluie sans risques d’inondation et sans devoir stopper les travaux à nouveau.

Pose des profilés aluminium permettant le maintien des panneaux ainsi que leur ventilation en sous-face. En effet, plus les panneaux seront ventilés en été, meilleure sera la production de Kwh, (le silicium étant sensible à l’élévation de la température).

Pose des premiers panneaux.

Le dernier panneau trouvera sa place sous la lumière de la lune.

Les finitions d’étanchéité avec découpe des ardoises et puzzle à reconstituer, nous ont demandé une attention particulière.

Cette installation de 3000 Watts crête orientée plein sud, inclinée à 45° sans ombres permettra de dégager un chiffre d’affaires annuel de revente des Kilowattheures produits de l’ordre de 1800€.

Ce chiffre d’affaires permettra d’amortir le coût en quelques années et durera 20 ans (durée du contrat d’obligation d’achat d’EDF)

Le rêve d’Icare grâce au solaire.

Voler sans brûler de pétrole c’est possible, cialis SOLAR IMPULSE l’a fait.

solar-impulse au soleil

Nos voisins les Suisses sont à la pointe.

Après des années de recherche, find de sueur et de don de soi, la technologie a permis de construire un avion autonome grâce à l’énergie solaire.

En 2009 SOLAR IMPULSE, l’avion solaire de Bertrand Piccard et André Borschberg a fait ses premiers vols propulsé par ses moteurs électriques alimentés à l’énergie solaire.

Les ailes de SOLAR IMPULSE, d’une envergure équivalente à celle d’un Airbus A340 (63.40m), sont recouvertes de 12.000 cellules photovoltaïques au silicium.

solar-impulse

L’énergie est stockée dans 400 kgs de batteries lithium-polymère qui représentent à elles seules 25% du poids plume de l’engin.

Le 07 Juillet dernier Solar Impulse à décollé pour un vol exceptionnel de 26 heures. Toute une nuit à voler et planer au dessus de nos têtes endormies.

Le pilote André Borschberg n’a eu que du plaisir à surfer sur les courants ascendants entre les montagnes Suisses, son expérience du vol plané lui a permis d’économiser ses batteries pour faire deux tours de l’horloge sans se poser, seule la fatigue et la prudence lui ont imposé l’atterrissage car, le soleil étant revenu, les batteries se rechargeaient et l’aventure pouvait continuer.

Markus Scherdel

Prochaine étape le tour du monde…  Solar Impulse se prépare.

Le rêve d’Icare devient réalité.

planeur-solar-impulse

Norsoleil expose au salon « Construire au Naturel » à Lille

Le salon  » Construire au naturel » aura lieu à Lille Grand Palais du 11 au 14 Novembre prochain.

LE SALON DE LA MAISON BOIS, DE LA CONSTRUCTION DURABLE, DES ECO-MATERIAUX ET DES ENERGIES RENOUVELABLES.

Retrouvez Norsoleil sur le Stand D36.

salon construire 2010

Nous exposerons nos solutions solaires photovoltaïques et solaires thermiques.

L’Installation Tuiles photovoltaïques Solar Fabrik black pannels, 3KWc avec onduleur Solarmax 3000S vous sera proposée à l’occasion du salon au prix de 15900€ ttc.

Comment la lumière du soleil se transforme en Electricité ?

Les panneaux solaires au Silicium sont tous composés d’une couche de silicium de 0.3mm d’épaisseur neutre électriquement et d’une deuxième couche très mince (0.003mm) de Silicium dopé à la polarité électrique négative.

On a donc une feuille avec d’un côté du neutre et de l’autre côté du négatif. Les Électrons peuvent passer d’un côté à l’autre uniquement du neutre vers le négatif, le retour est impossible.

Les photons (particules de lumière) sont projetés lorsqu’il y a ensoleillement, sur les atomes de silicium de la couche neutre.  Selon leur longueur d’onde (Ultra Violet ou Infra Rouge principalement) les photons peuvent décrocher un électron des atomes de silicium. Les Atomes une fois privés d’un de leurs électrons deviennent positifs.

Les électrons séparés de leur atome sont négatifs.

Les électrons libres sont attirés par les polarités positives, donc soit ils retrouvent instantanément un atome positif et s’y logent en le neutralisant, soit ils passent la barrière à sens unique vers la couche mince dopée positif.

Mais le dopage positif est un leurre et les électrons se retrouvant du côté dopé ne trouvent pas de logement dans un atome positif.

Il sont cependant attirés par les atomes positifs qui sont de l’autre côté de la barrière et emprunteront pour aller s’y loger ; le seul chemin possible c’est-à-dire le circuit créé par les conducteurs électriques (fils de cuivre) qui sont branchés sur ce côté, qui mènent au côté positif mais indirectement. En effet le circuit que le conducteur emprunte passe par l’onduleur avant de retourner vers la couche de silicium sur laquelle il y a des atomes positifs.

Le tour de magie a eu lieu. C’est un courant continu (qui va toujours dans le même sens)

L’onduleur se chargera de transformer le courant continu en courant alternatif compatible avec le réseau EDF et votre compteur de revente comptabilisera les KWh que vous aurez produits.

Élémentaire… N’est-ce-pas ?

Les différents types de panneaux solaires photovoltaïques (PV)

Il existe plusieurs types de panneaux solaires photovoltaïques générateurs d’électricité.

Les différences se situent dans les rendements, link dans le prix, dans la mise en œuvre, ainsi que dans l’aspect extérieur.

Parfois aussi, mais sur une faible part du marché, les différences sont situées sur la matière semi conductrice utilisée pour capter la lumière et la transformer en courant électrique.

Mais principalement les capteurs sont en silicium.

Les panneaux au SILICIUM

Les trois types de panneaux les plus utilisés sont des panneaux au SILICIUM

Le SILICIUM est issu d’un traitement appliqué à du sable siliceux, ressource généreusement disponible.

Les panneaux au silicium MONOCRISTALLIN :

Après traitement, les cristaux de silicium très pur sont composés en boudins de section ronde de couleur uniforme puis coupés en tranches de 0.2 à 0.3mm d’épaisseur.

Ces tranches de silicium, coupées dans un seul cristal de silicium sont les cellules photovoltaïques MONOCRISTALLINES.

Ces tranches rondes seront recoupées quasiment en carré afin de pouvoir les positionner sur les panneaux en optimisant l’utilisation de la surface et en évitant les trop grands espaces vides entre les capteurs.

Les capteurs monocristallins donnent leur plein rendement lors des ensoleillements maximums si la température n’est pas très élevée.

Les panneaux monocristallins sont reconnaissables par leur couleur uniforme bleu nocturne.

Le rendement des panneaux monocristallins est le plus élevé parmi les ceux au Silicium et se situe entre 14 et 18%

De même son prix est proportionnellement élevé

 

Les panneaux au silicium POLYCRISTALLIN

Le même traitement du silicium brut appliqué à du silicium moins pur permet d’obtenir des lingots de section carrée à l’aspect visuel non uniforme laissant voir les cristaux naturels.

Les tranches de 0.3mm coupées dans ces lingots donnent des cellules photovoltaïques POLYCRISTALLINES.

Ces cellules sont collées et raccordées en série sur les panneaux et forment les modules photovoltaïques polycristallins.

Comme les ‘mono’, les polycristallins donnent leur plein rendement lors des ensoleillements maximums si la température n’est pas très élevée.

Le rendement des panneaux polycristallins est plus faible et se situe entre 12 et 16%.

Son prix est plus abordable

 

Les panneaux au silicium amorphes 

Cette technologie est celle utilisée dans les calculatrices ou les montres.

Les cellules de ces panneaux ne sont pas structurées, ne se présentent pas sous forme de cristaux.

La couche de semi conducteur en silicium est très mince d’où l’appellation courante de « panneaux à couche mince » 0.5 à 2 micromètres d’épaisseur obtenu par dépôt de silicium vaporisé, on utilise donc beaucoup moins de matière première ce qui diminue nettement le coût.

Cette technique permet aussi de créer des capteurs sur un support souple plastique ou sur un revêtement de couverture directement.

Les capteurs amorphes ont la particularité de mieux exploiter les luminosités faibles, ils ont un meilleur rendement sous les nuages que les autres techniques au silicium mais en plein ensoleillement ils ont un rendement bien inférieur aux autres.

Les panneaux à couche mince ou amorphes ont un coût beaucoup plus faible que les autres panneaux au silicium.

Le rendement des amorphes est lui aussi très diminué et se situe aux alentours de 6 à 9%

 

Les autres :

Moins utilisées parce que pas encore au point ou trop chères ou pas adaptées à un usage terrestre, il existe d’autres matières de captation des photons, parmi elles peut-être la matière de demain ?

Cellules cristallines d’arséniure de Gallium : leur rendement est de 25% c’est beaucoup mais leur conception et fabrication n’autorise qu’un usage dans l’aérospatiale.

Cellules de Diséliniure de cuivre-indium rendement de 10-12% représente 1% du marché actuel

Cellules de Tellurure de Cadmium rendement 9 à 10% n’est encore que très peu produit

D’autres technologies encore sont au stade de la recherche comme l’Arséniure de Gallium et l’Antimoniure de Gallium ou encore les cellules solaires organiques.

Toutes ces technologies et les recherches qui sont menées laissent présager de fortes évolutions dans les offres ainsi que dans les rendements pour les prochaines années.

Pour l’instant les bilans économiques sont négatifs car de fortes incitations fiscales sont encore nécessaires pour provoquer les investissements privés mais avec la raréfaction des ressources énergétiques fossiles, les prix devraient s’équilibrer puis s’inverser.

Vivement le « tout solaire »