CELLULES PHOTOVOLTAÏQUES
Lorsqu’un matériau est soumis au rayonnement
solaire il apparaît deux phénomènes qui dépendent de
la nature du matériau. Pour la plupart d’entre eux il y a échauffement
; c’est ce phénomène qui est exploité dans les chauffe-eau
solaires. Pour les matériaux semi-conducteurs il y a en plus création
d’un courant électrique. C’est l’effet photovoltaïque.
Le rendement des capteurs photovoltaïques est essentiellement
fonction de l’ensoleillement et l’on estime que le rendement moyen
en France est de l’ordre de 10%. La lumière n’étant
pas permanente par nature, il y a nécessité de stocker cette énergie
pour toute utilisation nocturne ou par temps couvert (batterie électrochimique).
Cependant cette énergie n’est pas directement exploitable dans notre
vie quotidienne et doit être transformée à l’aide d’un
convertisseur pour être mise à la norme 220V 50Hz.
La durée de vie de ces capteurs est de 20 ans. Compte
tenu de l’énergie consommée pour sa fabrication, on estime
que le capteur donne une énergie propre pendant au moins 15 ans. Ceci est
toutefois à pondérer au niveau d’une installation par le fait
que la durée de vie des batteries n’est que de 5 ans et qu’elles
sont une grosse source de pollution en raison des matériaux toxiques qu’elles
contiennent (plomb, lithium, cadmium ainsi que des acides variés). Sur
le plan financier, le temps de retour sur investissement est nettement supérieur
à la durée de vie, ce qui signifie que ce type d’énergie
ne serait pas rentable sans une aide importante de l’état qui veut
favoriser le développement des énergies renouvelables.
Le coût global d’une installation autonome est
de l’ordre de 15000 € pour une puissance maximale de 1kW. A titre d’exemple
il faut 1,6 kW, soit 16 m2 de panneaux solaires, pour satisfaire les besoins électriques
de base d’une habitation (éclairage par lampes fluocompactes, petit
électroménager, téléviseur, chaîne hifi et ordinateur,
lave-linge à double entrée eau chaude - eau froide, réfrigérateur
économe).
Si dans nos applications courantes les capteurs photovoltaïques
ne semblent pas présenter grand avantage, ils vont trouver tout leur intérêt
dans les applications isolées des réseaux électriques et
nécessitant de faibles quantités d’énergie. A titre
d’exemple, on peut citer les habitations de montagne, les refuges, les télé-transmissions,
la signalisation, le traitement de l’eau, les stations de pompage et naturellement
le spatial. Mais l’intérêt principal va se trouver dans les
pays sous-équipés et bénéficiant d’un maximum
d’ensoleillement. Ainsi, ces dispositifs vont permettre d’offrir l’électricité
et apporter un minimum de confort à des populations isolées de tout.
Un exemple d’utilisation de cellules photovoltaïques
:
le refuge de Bésines (Hautes Pyrénées)
Voir la fiche 28 téléchargeable
au format pdf
