Solaire photovoltaïque : quelles sont les technologies les plus propres?

NinonR · 17/09/2007 - 10h03

Bonjour à tous
Je voudrais dimensionner et réaliser un système autonome utilisant les technologies les plus propres et plus efficaces possible.
Pourriez-vous m'aider sur les orientations à prendre? J'aimerais connaitre vos avis concernant l'évolution du solaire photovoltaIque, sur les capteurs et les batteries.

- Capteurs : Peut-on dire que la technologie à concentration (type les panneaux sol3g M40 HCPV) prendra le dessus sur le polycristallin? Que pensez-vous de l'avenir des couches minces (Type Shell série ST)? Et les panneaux mixte amorphe/cristallin?
Dans quels types d'applications chaque technologie peut-elle se justifier?
Sur les aspects environnementaux, existe t-il des analyses de cycle de vie pour évaluer l'impact de chacunes de technologies (et donc comparer)?

- Stockage : Peut-on dire que les batteries Li-ions sont les plus adaptées au PV?
Idem, suivant les technologies, peut-on connaître l'impact environnemental des types de batteries (Plomb, Lithium, Nickel...)?

Merci d'avance pour votre aide.

Cécile · 17/09/2007 - 10h53

Bonjour,

- Pour ma part, je suis sceptique sur les technologies à concentration : chères, avec des pièces mobiles (donc fragilité), peu esthétiques, ... Or, le problème du PV n'est pas tant le rendement que le coût du kWh produit. Pour l'instant, le silicium polycristallin me semble le mieux dans ce domaine, et ce n'est pas une technologie "sale" (excepté qu'elle demande pas mal d'énergie). Les autres techno que tu cites sont prometteuses, mais sont-elles aussi fiables pour une utilisation actuelle ?
- les batteries au plomb sont les moins chères, mais on ne peut pas dire qu'elles soient propres. Les autres batteries sont plus propres, mais plus chères, mais je ne sais pas les comparer.

Alex66 · 17/09/2007 - 11h48

Alors mon point de vue,

Au niveau des technologies à concentration, je suis convaincu que c'est intéressant (les coûts d'installation sont du même ordre de grandeur que ceux du PV plan conventionnel pour une puissance mondiale installée considérablement moindre (quelques MW contre 2 GW environ de PV plan). C'est une technologie qui sera probablement significativement moins chère que le PV plan dans quelques années (tout en étant fiable).
En revanche, ça n'est pas du tout adapté pour une utilisation chez des particuliers, et ça ne fonctionnera pas du feu de dieu sous nos lattitudes (ça nécessite quand même un ensoleillement direct important).
-Les couches minces: ça peut être intéressant, mais il est trop tôt pour se prononcer (c'est une technologie qui n'a pas encore réellement percé...)

Au niveau environnemental: ce qu'on sait aujourd'hui, c'est qu'il faut de 2 à 4 ans pour amortir "énergétiquement" la fabrication des modules PV silicium. Cette valeur sera plus faible pour des modules en couche mince (parceque moins de materiau nécessaire pour produire de l'électricité) et encore plus faible pour les technologies à concentration.

Tilleul · 17/09/2007 - 15h04

La batterie n'est un problème pour l'environnement que si on la jette dans la nature... Ce qui est rarement le cas pour les batteries au plomb des applications solaires puisque le fabriquant à tout intérêt à la récupérer pour la recycler. Comme il s'agit du point le plus essentiel d'une installation autonome je ne prendrais pas de risque et resterait sur une batterie gel plomb "solaire" (c'est à dire enrichi en antimoine).

Personnellement s'il y a le choix, ça ne me parait pas une mauvaise idée d'utiliser des panneaux CIS plutot que les panneaux silicium cristallin, la technologie est maintenant au stade industriel, elle est moins cher (à cause de la pénurie de silicium) et légérement plus efficace (meilleure efficacité sous ensoleillement diffus et moins sensible à l'ombrage d'une partie du panneau).

Cécile · 17/09/2007 - 15h56

Le recyclage des batteries au plomb n'est pas non plus sans pollution. Rappelez-vous Metalleurop !

wizz · 17/09/2007 - 17h48

Bonjour.

Avant d'aller plus loin, as tu déjà quantifié tes besoins?

beaufanamus · 19/09/2007 - 13h55

Envoyé par Tilleul

Personnellement s'il y a le choix, ça ne me parait pas une mauvaise idée d'utiliser des panneaux CIS plutot que les panneaux silicium cristallin, la technologie est maintenant au stade industriel, elle est moins cher (à cause de la pénurie de silicium) et légérement plus efficace (meilleure efficacité sous ensoleillement diffus et moins sensible à l'ombrage d'une partie du panneau).

Le silicium est un des éléments les plus abondant sur terre. Le problème "n'est que" d'ordre industriel.

CIS signifie Cuivre Indium Sélénium. Je n'ai rien contre cette techno, on en parle beaucoup en ce moment, reste à savoir s'il est possible d'avoir une montée en charge industrielle.

NinonR · 19/09/2007 - 15h20

En terme de besoin, je pense nécessiter entre 13 et 15 W, pendant 8 h par jour, et avec une autonomie de 5 jours. Mon but est d'être le plus environnemental possible...

Par rapport à vos remarques :
- Je croyais que les CIS n'avait pas un très bon rendement (8%) et qu'il y avait quelques problèmes de toxicité. Est-ce vrai et pourquoi?
- Pourquoi les panneaux à concentration ne fonctionneraient pas pour des applications particulières?
- Est-ce qu'on peut ajouter une lentille sur n'importe quel panneau pour améliorer le rendement?
- Alex66, as-tu les sources pour montrer le temps d'amortissement "energétiques" des PV?

Alex66 · 19/09/2007 - 17h17

Envoyé par NinonR

- Je croyais que les CIS n'avait pas un très bon rendement (8%) et qu'il y avait quelques problèmes de toxicité. Est-ce vrai et pourquoi?

Le rendement des modules CIS est effectivement légèrement moins bon que celui des modules Silicium. Mais entre 8% (CIS) et 10% (Si), c'est pas non plus une différence énorme.
Sans compter que le rendement c'est une chose, mais le paramètre le plus important reste le cout du kWh fourni. Si ton module CIS à 8% de rendement coute 2 fois moins cher que ton module Si à 10%, il est évidemment plus rentable d'acheter un module CIS.
De mémoire il me semble que le sélénium est un peu toxique mais je ne pense pas que ça soit aussi problématique que pour les cellules CdTe par exemple (pour lesquelles la toxicité du cadmium constitue un réel frein au développement de la technologie).

Envoyé par NinonR

- - Pourquoi les panneaux à concentration ne fonctionneraient pas pour des applications particulières?

Ca fonctionnerait très bien, mais c'est quand même beaucoup plus volumineux qu'un module PV plan (dans la mesure où il faut suivre le soleil, ce qui nécessite un tracker et...de la place). Au final, ça n'est pas adapté pour une utilisation chez des particuliers.
Mais il y a quand même une alternative, c'est les concentrateurs "fixes": dans ce cas là, pas de suivi du soleil, pas de tracker nécessaire mais la contrepartie, c'est que les facteurs de concentrations atteints sont beaucoup plus faibles (<10)

Envoyé par NinonR

- Est-ce qu'on peut ajouter une lentille sur n'importe quel panneau pour améliorer le rendement?

Non, il faut utiliser des cellules spécifiquements conçues pour ça (avec des résistances internes très faibles, un dissipateur de chaleur...).

Envoyé par NinonR

- Alex66, as-tu les sources pour montrer le temps d'amortissement "energétiques" des PV?

Non désolé. La seule chose que je peux te dire, c'est que c'est un chiffre qui revient très souvent dans la communauté PV (de même que la production électrique d'un module PV qui est de l'ordre de 8 à 12 fois celle qui a été nécessaire pour sa mise en oeuvre).

Tilleul · 19/09/2007 - 18h57

Pour les études estimant le temps de retour enérgétique voir la bibliographie de la PV faq du NREL...

http://www.nrel.gov/docs/fy04osti/35489.pdf

dperez · 19/09/2007 - 19h57

Envoyé par Cécile

Le recyclage des batteries au plomb n'est pas non plus sans pollution. Rappelez-vous Metalleurop !

Ça c'est clair ! En plus c'est vrai qu'on intérêt à recycler, mais il y a toujours des comportements imprévus, par exemple il y a une tempête qui casse toute l'installation, et les gens chargés de déblayer jettent les débris chargés de plomb "à la poubelle", autrement dit le plomb on le retrouve dans le fond de la rivière et dans la chair des poissons qu'on mange.

wizz · 19/09/2007 - 20h10

Envoyé par NinonR

En terme de besoin, je pense nécessiter entre 13 et 15 W, pendant 8 h par jour, et avec une autonomie de 5 jours. Mon but est d'être le plus environnemental possible...

Bonsoir.

Pourrais tu nous le refaire stp?
Je crois qu'il y a un petit oubli quelque part....

Si tu nous décris tout ce que le systeme PV doit alimenter:
-...
-...
-...
-...

Cécile · 20/09/2007 - 08h58

Vu les quantités d'indium disponibles sur Terre (et vu leur utilisation actuelle dans les écrans plats), la technologie CIS n'a aucun avenir industriel de masse. Autrement dit, il n'y aura jamais assez d'indium pour construire de grandes quantités de panneaux PV CIS.

NinonR · 20/09/2007 - 11h27

En terme de besoins, je veux juste alimenter des Leds la nuit, donc emmagasiner le jour et restituer la nuit pour l'éclairage.
Si vous avez des exemples de systèmes existants, cela m'intéresse.

Ok j'oublie le CIS pour aujourd'hui et pour l'avenir.
Pour la concentration, si on peut installer un système fixe et peu encombrant et avoir un facteur 10, pourquoi ne le fait-on pas systématiquement, ça a l'air intéressant?
Merci pour le doc du NREL, c'est un bon indicateur. Quelqu'un a déjà cherché à approfondir ces questions?

Tilleul · 20/09/2007 - 15h02

la technologie CIS n'a aucun avenir industriel de masse.

Euh... c'est bête parce qu'ils sont déjà dans un processus industriel de masse (Würth Solar par exemple)...

Faut pas exagérer la question de l'indium, il n'en faut que de très petites quantités et il y a sur terre 3 fois plus d'indium que d'argent... A ce que je sache on a jamais craint pour l'avenir de la photographie par manque d'argent...