Toutes les heures, le Soleil envoie sur la Terre l’équivalent de la consommation d’énergie annuelle de l’ensemble de la population mondiale. Ce rayonnement à la surface de l’atmosphère est estimé à 174 millions de milliards de watts. Mais 30 % de cette énergie sont directement réfléchis.
Les différentes cellules photovoltaïques
L’énergie solaire photovoltaïque permet de récupérer et de transformer la lumière du soleil directement en électricité grâce à des capteurs photovoltaïques. On passe ainsi d’une énergie radiative à une énergie électrique.
Il existe trois types de cellules photovoltaïques. Les cellules à base de silicium cristallin sont composées de tranches de silicium monocristallin (un seul cristal), ou polycristallin (plusieurs blocs de cristaux). Ce type est le plus répandu (94 % de la production mondiale en 2016). Les cellules peuvent également être composées de couches d’un matériau photosensible (silicium amorphe, tellurure de cadmium…). Enfin, les cellules organiques sont formées d’une couche de semi-conducteur organique (cristallin, polymère ou hybride) disposée sur un film plastique très fin. Leur production est peu gourmande en matières premières et en énergie.
Cette troisième génération est encore au stade de la recherche, mais le conducteur hybride à pérovskites est promis à un bel avenir avec un taux de rendement de 22 % atteint en laboratoire. C’est sur ce dernier conducteur, un cristal très sensible à la lumière, que l’Institut photovoltaïque d’Île-de-France, créé en 2013 et labellisé Institut pour la transition énergétique, a décidé de porter ses efforts. À la clé, une énergie encore plus propre et de très faibles coûts pour le consommateur. L’Institut s’est d’ailleurs fixé un objectif dit du « 30/30/30 » soit 30 % de rendement à 30 centimes de dollar le watt en 2030.
Le rendement des cellules photovoltaïques varie bien sûr selon l’ensoleillement, lui-même soumis à plusieurs facteurs : inclinaison de la Terre, moment de la journée, couverture nuageuse, saison. En France, la région Nouvelle-Aquitaine est en tête en 2017 avec 2 473 GWh (gigawattheures), puis suivent l’Occitanie (2 082 GWh) et Provence-Alpes-Côte d’Azur (1 528 GWh).
Une production en augmentation constante à travers le monde
La capacité mondiale issue du solaire photovoltaïque a considérablement progressé depuis une quinzaine d’années. Selon les chiffres de l’International Energy Agency, elle est en effet passée de 1,8 GW à plus de 400 GW de 2001 à 2017, soit une progression de 38 % par an.
En puissance installée, cela représente une augmentation de 98 GW pour 2017, contre 52 GW pour l’éolien et 70 GW pour les combustibles fossiles. Le rôle de la Chine est prépondérant. À lui seul, ce pays représente 54 % de la puissance solaire ajoutée pour l’année 2017. Mais d’autres pays lancent de vastes projets solaires. Le Maroc a par exemple construit, près d’Ouarzazate, le site Noor, l’une des plus grandes centrales thermodynamiques à concentration au monde. La phase IV de cet immense chantier utilisera la technologie photovoltaïque.
Globalement, la filière solaire joue un rôle très important dans le développement du secteur électricité. Dans beaucoup de pays, la part de l’électricité produite par le solaire est de plus en plus importante : 10,3 % de la demande d’électricité au Honduras, 8,7 % de celle de l’Italie, 7 % de celle de l’Allemagne.
En termes de puissance photovoltaïque installée, pour 2018, la Chine caracole en tête avec 175 GW, suivie du Japon (55,5 GW), de l’Allemagne (45,9 GW) et des États-Unis (49,7 GW). La France est à 9,48 GW.
