L’énergie solaire photovoltaïque
Ricardo Izquierdo, Ing., Ph.D.Département de génie électriqueÉcole de technologie supérieure
Ricardo Izquierdo
• Formation et parcours– "Détermination et quantification des liens chimiques dans le a-
Si:H par XPS", Mémoire de maîtrise, École Polytechnique (1988).
– Associé de recherche, Laboratoire de Procédés Lasers, École Polytechnique (1988-1994).
– "Dépôt par ablation laser de couches minces de conducteurs superioniques de sodium", Thèse de Doctorat, École Polytechnique (1998).
– Ingénieur-Scientifique puis directeur R&D chez Technologies Novimage-OLA Display de 1997 à 2005.
– Professeur programme génie microélectronique, UQAM de 2005 à 2016.
ENR810 Énergies renouvelables 2
3ENR810 Énergies renouvelables
4ENR810 Énergies renouvelables
5ENR810 Énergies renouvelables
ENR810 Énergies renouvelables 6
ENR889Professeur : Ricardo Izquierdo
Téléphone : 514 396-8751
Bureau: A-2475
Courriel: [email protected]
Systèmes d’énergie solaire photovoltaïque
Plan de la présentation
• Énergie
• Solaire
• Photovoltaïque
– Historique
– Principes
– Technologie
– Évolution
• Conclusion
ENR810 Énergies renouvelables 7
L’énergie solaire photovoltaïque
ENR810 Énergies renouvelables
Énergie
There is a fact, or if you wish, a law, governing all natural phenomena that are known to date. There is no known
exception to this law—it is exact so far as we know. The law is called the conservation of energy. It states that there is a
certain quantity, which we call energy, that does not change in the manifold changes which nature undergoes. That is a
most abstract idea, because it is a mathematical principle; it says that there is a numerical quantity which does not
change when something happens. It is not a description of a mechanism, or anything concrete; it is just a strange fact
that we can calculate some number and when we finish watching nature go through her tricks and calculate the number
again, it is the same.
It is important to realise that in physics today, we have no knowledge of what energy is. We do not have a picture that
energy comes in little blobs of a definite amount. It is not that way. However, there are formulas for calculating some
numerical quantity
The Feynman Lectures on Physics, Volume I
9ENR810 Énergies renouvelables
Énergie
L. Freris and D. Infield, Renewable Energy in Power Systems (John Wiley & Sons Inc, Chichester, United Kingdom, 2008).
10ENR810 Énergies renouvelables
11
Human Energy Use
1980 1990 2000 2010 2020 2030
TW 25
20
15
10
5
0Year
Réf: Buonassisi (MIT) 2011
La révolution énergétique
ENR810 Énergies renouvelables
Source: Lawrence Livermore National Laboratory (2016).
Estimated US Energy Use in 2015: ~97.5 Quads
L’énergie solaire photovoltaïque
ENR810 Énergies renouvelables
Le Soleil est un corps noir qui émet à
une température de 5760K
A sa surface on a une densité
de puissance Ps= 62 MW m-2
La densité de puissance PE émise par le
Soleil à la surface de la terre est
1353Wm-2
Le Soleil
14
Solaire
ENR810 Énergies renouvelables
Pourquoi le soleil brille-t-il?
Réla t io n Masse én e rg i e ! E=mc2
U n e so u r ce d ' én e rg i e b eau co up p lu s
g r an de q u e n ' imp o r t e q u e l l e au t r e !
Un gramme de matière contient l 'énergie
de 15 000 barils de pétrole!
D e u x n o y a u x l é g e r s r é u n i s
e n u n s e u l n o y a u
Fusion
ENR810 Énergies renouvelables
Fusion Noyau solaire:
- Tempéra tu re = 15 mi l l i ons de K .
- Suff i samment chaude pour fus ionner
l ' hydrogène
- S é r i e d e r é a c t i on s d e f u s i o n q u i c o n v e r t i e 4
h y d r o g è n es e n 1 h é l i um.
- La masse de 4 H supér ieure à la masse de
l ’He : ce t te d iminut ion de masse es t la source
d 'énergie ! ! Seulement 0 ,7% de di fférence
ENR810 Énergies renouvelables
ENR810 Énergies renouvelables 17
htp://mynasadata.larc.nasa.gov/ElectroMag.html
Spectre Électromagnétique
18
Radiation solaire
ENR810 Énergies renouvelables
www.renewableenergyst.org/solar.htm
Anchorage : 127
Montréal : 163
Las Vegas : 233
Sahara : 267
19
Densité de puissance moy. (W/m2)
ENR810 Énergies renouvelables
Le soleil est une énorme source d'énergie inexploitée pour la planète.
Réf: Buonassisi (MIT) 2011
Pourquoi le Solaire?
ENR810 Énergies renouvelables
La ressource solaireun grand potentiel pour les processus de
conversion directe
Source: United Nations World Energy Assessment: Energy and the Challenge of Sustainability
www.undp.org/energy/activities/wea/drans-‐frame.html
Potentiel théorique pour diverses sources d'énergie renouvelables :
Utilisation totale de l'énergie humaine (du milieu à la fin du 20e siècle): 4x1014 kWh/année
Source Potentiel théorique
(kWh/année)
Hydro 4.1x1014
Biomasse 8.1x1014
Wind 1.7x1015
Océan 2.1x1015
Solaire 1.1x1018
ENR810 Énergies renouvelables
• Assez d’énergie solaire arrive sur terre à chaque minute pour répondre aux besoins énergétiques du monde pour une année entière
htip://www.ez2c.de/ml/solar_land_area/,via WikiMedia Commons
• En plaçant des centrales photovoltaïques fonctionnant à 8% d'efficacité sur la surface des sites des points noirs montrés on génèrerait suffisamment d'énergie pour alimenter les besoins du monde entier
Potentiel pour l'énergie solaire
22ENR810 Énergies renouvelables
Approche Énergie entrante
Énergie sortante
Taux de conversion mondial (vers la fin de 2015)
23
3 façons de capturer l'énergie solaire
ENR810 Énergies renouvelables
Approche Énergie entrante
Énergie sortante
Taux de conversion mondial (vers la fin de 2015)
Photosynthèse Lumière (Énergie EM)
Énergie chimique
100500 TW
24
3 façons de capturer l'énergie solaire
ENR810 Énergies renouvelables
Approche Énergie entrante
Énergie sortante
Taux de conversion mondial (vers la fin de 2015)
Photosynthèse Lumière (Énergie EM)
Énergie chimique
100500 TW
Solaire thermique
Lumière (Énergie EM)
Énergie thermique
4.5 GW
25
3 façons de capturer l'énergie solaire
ENR810 Énergies renouvelables
Approche Énergie entrante
Énergie sortante
Taux de conversion mondial (vers la fin de 2015)
Photosynthèse Lumière (Énergie EM)
Énergie chimique
100500 TW
Solaire thermique
Lumière (Énergie EM)
Énergie thermique
4.5 GW
Photovoltaïque Lumière (Énergie EM)
Énergie électrique
233 GW
26
3 façons de capturer l'énergie solaire
ENR810 Énergies renouvelables
L’énergie solaire photovoltaïque
27ENR810 Énergies renouvelables
Le terme « photovoltaïque » vient du grec Φώς
(phos) signifiant « lumière » et « voltaïque »,
signifiant électrique, du le nom du physicien
italien Volta, d’après qui l’unité de potentiel
électrique, le volt, est nommée.
28
Photovoltaïque
ENR810 Énergies renouvelables
ENR810 Énergies renouvelables 29
http://en.wikipedia.org/wiki/File:Alexandre_Edmond_Bec
querel,_by_Pierre_Petit.jpg
E. Becquerel, “Mémoire sur les effets électriques produits sous l'influence des rayonssolaires,” Comptes Rendus 9, 561–567 (1839)
http://pvcdrom.pveducation.org/MANUFACT/FIRST.HTM
Courtesy of PVCDROM. Used with permission.
Buonassisi (MIT) 2011
Historique de la Photovoltaïque
ENR810 Énergies renouvelables 30
1877: Photoelectric effect
in solid system
1883: Photovoltaic effect
in sub-mm-thick films
1927: Evolution of solid-
state PV devices
W.G. Adams and R.E. Day, “The Action
of Light on Selenium,” Proceedings of
the Royal Society A25, 113 (1877)
C.E. Fritts, "On a new form of selenium
photocell", Proc. of the American
Association for the Advancement of
Science 33, 97 (1883)
L.O. Grondahl, "The Copper-Cuprous-
Oxide Rectifier and Photoelectric
Cell", Review of Modern Physics 5,
141 (1933).
Réf: http://pvcdrom.pveducation.org/MANUFACT/FIRST.HTM
Historique de la Photovoltaïque
• Une compréhension accrue de la physique impliquée
et le développement du silicium pour les redresseurs
électroniques, etc., ont mené à un premier dispositif de
silicium pratique démontré en 1958, Bell Labs
Historique de la Photovoltaïque
31ENR810 Énergies renouvelables
32
Principes de la Photovoltaïque
ENR810 Énergies renouvelables
- La lumière est constituée de paquets d'énergie, appelés photons.
- L'énergie de la lumière ne dépend que de sa fréquence ou de sa couleur.
- La lumière bleue ou ultraviolette fournit de l'énergie pour que l'électron
s’échappe à la surface d'un métal - Effet photoélectrique.
Metal Lumière
e-
33
Effet photoélectrique
ENR810 Énergies renouvelables
• La théorie quantique décrit la dépendance en fréquence de l’énergie des photons
• Les photon visibles ont des longueurs d’onde dans les centaines de nm (pic de spectre solaire à 550nm)
• Les énergies des photonsvisibles sont de l’ordre de 0,6 à 6eV (pic de spectre solaire à 2,3eV)
E h hc
ph
p k ph
Les photons ont de l’énergie:
Les photons ont un momentum:
34
Photons : Quanta de lumière
ENR810 Énergies renouvelables
hh
Longueur d’onde(m)
Fréquence(Hz)
hhc
E
[um]
24.1][
eVE
Énergie élevée (UV, bleu : 0.3 - 0.5 μm)
Énergie moyenne (rouge : 0.6 - 0.7 μm)
Énergie basse (infrarouge : > 0.8 μm)
35
Spectre Électromagnétique
ENR810 Énergies renouvelables
Bandes permisesOrbitales atomiques
Bande Interdite
ENR810 Énergies renouvelables
Gap Semiconducteur:
0 < Eg < 3 eV Gap Isolant: > 3 eV
Un semi-conducteur a une bande interdite Eg (en général) entre 0,5 et 3,0 eV séparant les
états remplis et les états non remplis. Notez que cela est juste où nous voulons qu’elle soit –
c'est-à-dire droit où le spectre solaire culmine à 2.23 eV.
Éner
gie
Metal
Bande de valence
Bande de conduction
Bande de conduction
EgEg
37
Bande Interdite
Bande de valence
ENR810 Énergies renouvelables
Pour chaque électron excité dans la bande de conduction, un ‘trou’ est crée dans la bande de valence.
Ect
Ecb
Evt
Evb
Distance
Gap d’énergie
Bande de
conduction
Bande de
valence
électron
trou
Nouveau concept: Trou
Absorption de lumière
• Absorption des photons où l'énergie de chaque photon est donnée par:
• L'énergie du photon est le principal facteur déterminant de ce qui
se produit quand il atteint le semiconducteur
– Si E < EG alors (idéalement) Pas d’absorption
– Si E ≥ EG alors absorption
• L'énergie au-dessus du gap est
perdue sous forme de chaleur
au réseau cristallin (phonons)
• Principales pertes
fondamentales pour une cellule
solaire
excess holes
39ENR810 Énergies renouvelables
• La bande interdite est le principal facteur déterminant la quantité de photons disponibles pour la génération de porteurs
– En général, nous avons une seule bande interdite
– Une bande interdite plus petite signifie plus de photons disponibles mais…..
Absorption de lumière
40ENR810 Énergies renouvelables
Tous les porteurs proviennent de la génération de
paires électron trou.
Taux de génération de porteurs égale taux
de recombinaison.
Semiconducteurs intrinsèques
41ENR810 Énergies renouvelables
Doneurs (Groupe V)
L’arsenic (ou phosphore)
remplace un atome de
silicium dans le crystal. Un
électron additionnel peut
devenir“ionisé” pour
devenir un électron de
conduction.
Cet électron a été donné à
la bande de conduction.
Silicium de type-n, dopé avec de l’arsenic
Semiconducteurs extrinsèques
42ENR810 Énergies renouvelables
Semi-Conducteur Non-Dégénéré
Ionisation Complète:
DNn Toues les impuretés sont
ionisées à température
de la pièce.
TB
k
ANp
Semiconducteurs extrinsèques
43ENR810 Énergies renouvelables
• (a) Semi-conducteurs du type-p et du type-n avant de former la jonction. (b) Champ électrique induit dans la région de transition et diagramme de bande de la jonction p-n à l’équilibre.
ÉquilibreThermo-Dynamique
Jonctions p-n
44ENR810 Énergies renouvelables
x
so
dxxx )(1
)(
P N
P N- - -
- - -- - -
+++
++++++
- - - +++- - - +++- - - +++
Zone d’appauvrissement
Champ électrique
ENR810 Énergies renouvelables 46
Équation Diode Idéale
qV /kTI Io e 1Noir
I Io ILe 1qV /kT
ENR810 Énergies renouvelables 47
Calcul efficacitéC
urr
ent
Den
sity
(J)
Voc
MPP
Open-circuit voltage (voltage maximun, courant zero, puissance zero)
Maximum Power Point(puissance maximale, i.e.,produit courant-voltage)
J Jo e 1JL
Short-circuit current(courant maximum, voltage zero,puissance zero)
Jsc
qV /kT
Efficacité
ENR810 Énergies renouvelables 48
Cu
rre
nt
De
nsi
ty(m
A/c
m2)
Po
we
rD
en
sity
(mW
/cm
2)
Voc
Jsc
MPP
Par convention: On inverse les quadrants!
Courbe JV illuminée
Efficacité
ENR810 Énergies renouvelables 49
Efficacité Vmp Jmp
Fill Factor FF Vmp Jmp
Voc Jsc
On obtient:
Efficacité Vmp Jmp
FFVoc Jsc
Puissance sortantePuissance entrante
Puissance sortantePuissance entrante
Efficacité
ENR810 Énergies renouvelables 50
Classification des principales technologies de cellules
solaires PV (source :Hespul)
Les technologies de cellules solairesphotovoltaïque
51
Efficacité Cellules Solaires
ENR810 Énergies renouvelables
© source unknown. All rights reserved. This content is excluded from our Creative
Commons license. For more inormation, see http://ocw.mit.edu/fairuse.
Courtesy of PVCDROM. Used withpermission.
https://www.youtube.com/watch?v=cYj_vqcyI78
52
Silicium monocristallin
ENR810 Énergies renouvelables
ENR810 Énergies renouvelables 53
Silicium multi-cristallin
- Exemple: cellule 19.6% d’efficacité sur du silicium CZ
Source: J-H Lai, IEEE PVSC, June 2011
Cellules solaires Si cristallin
55
Avantages:
Elles permettent de fabriquer des modules d’une surface plus importante
(4 voire 6 m2),qui peuvent même être ensuite découpés;
Elles ne craignent pas l’échauffement qui peut faire chuter le rendement des
modules cristallins autour de 60°C,ce qui les rend plus aptes à l’intégration.
Elles captent mieux le rayonnement diffus et sont donc mieux adaptées à
certains sites;
En phase industrielle, leur coût de fabrication est en principe moins élevé
(procédé roll-to-roll).
Inconvénients :
industrialisation moins avancée;
matières premières limitées et en concurrence avec d’autres usages;
toxicité des matériaux;
recyclage plus complexe.
p-i-n in line a-Si
deposition
Flexible substrates or
glass substrate
a-Si solar
cellsPECVD
Les technologies en couches minces
ENR810 Énergies renouvelables 56
Crédit Dr. Riad Nechache
•Substrat :verre face avant ou verre,polymère ou métal
face arrière
•Fabrication :gravure du verre frontal,dépôt du contact
frontal (ZnO ou SnO2 ou ITO),dépôt chimique en phase
gazeuse de trois couches de silicium amorphe à partir de
gaz précurseurs (ex :SiH4 et H2) :dopé bore,non dopé
et dopé phosphore,dépôt du contact métallique face
arrière (ex :Ag ouAl/Ni),structuration en tuile par rayure
laser après chaque étape de dépôt (remarque :dépôt
basse température 200°C environ)
•Epaisseur :1 μm dont 0,3 μm de silicium amorphe
•Taille de cellule :selon le substrat
•Rendement moyen cellule :4 – 10 % (module 5 – 7%
stabilisé)
•Aspect :brun-rougeâtre à bleu-violet
•Transparence :par micro-gravure
Module Unisolar de UnitedOvonics
Modules AsiThru etAsi Opak
de Schott Solar
Modules translucides au silicium
amorphe (crédit :Nexpower)
Silicium amorphe
ENR810 Énergies renouvelables 57
Structure d’une celluleCdTe (crédit :NREL)
Module CdTe
(crédit :First Solar)
Substrat : verre (face avant)
Fabrication : dépôt d’une couche conductrice
transparente (ex: oxyde d’étain dopé à
l’indium), dépôt d’une mince couche fenêtre en
CdS puis de la couche d’absorption en CdTe et
recristallisation par chauffage, dépôt du contact
face arrière
Epaisseur : 5 μm
Taille de cellule :selon le substrat
Rendement moyen cellule : 9 – 17 %
(module 13% - record à 18,2%)
Aspect : uni vert foncé à noir
Transparence : non
Crédit Dr. Riad Nechache
Le tellure de cadmium (CdTe)
21/03/2018 ENR810 Énergies renouvelables 58
Structure d’une celluleCIGS (crédit :NREL)
Module PowerFLEX
de Global Solar (crédit :Hanergy)
Modules de rendement 14,6 %(crédit :ManzAG )
Substrat : verre, métal ou polymère (face arrière)
Fabrication : dépôt du contact face arrière
molydène,dépôt par co-évaporation de cuivre,
indium, gallium et disélénium, dépôt d’une
fenêtre de CdS en bain chimique puis dépôt de
ZnO dopé aluminium par pulvérisation
cathodique,anti-refletsemiconducteur à
structure chalcopyrite CuInGaSe2, couche
mince polycristalline, hétérojonction
CIGS/CdS/ZnO
Epaisseur :1,5 - 3,5 μm
Taille de cellule : selon le substrat
Rendement moyen cellule :11 – 18 %
(max 21,7%)
Aspect :uni gris foncé à noir
Transparence : par micro-gravureCrédit Dr. Riad Nechache
Le Cuivre Indium Gallium (di)Selenium (CIGS)
ENR810 Énergies renouvelables 59
Principe d’une celluleen matière plastique (crédit :DGS)
Le matériau absorbeur (ou donneur d’électrons) peut être :
soit de petites molécules organiques comme des
phthalocyanines,des polyacenes,ou des squarenescombinées avec des perylene ou des fullerènes commeaccepteur ;soit des molécules à longue chaîne (ex :polymères detype P3HT,MDMO-PPV,PEDOT:PSS,PET,PC61BM,PCDTBT…) combinées avec des dérivés des fullerènescomme accepteurs (e.g.,PC60BM,PC70BM).
Substrat :verre
Fabrication :dépôt d’un oxyde conducteur transparent(TCO) sur le verre avant,dépôt d’un mélange de polymèreou d’oligomère et d’une masse de remplissage,dépôt ducontact arrière
Epaisseur :400 nm
Taille de cellule :celle du substrat
Rendement cellule moyen :8 – 10 % (modules 3 – 5%)
Couleur :selon le colorant
Transparence :oui
Cellules polymères
Crédit Dr. Riad Nechache
ENR810 Énergies renouvelables 60
Structure d’une celluleà pérovskite(crédit :Martin Green
etAl / Nature Photonics
Structure d’un cristal
de pérovskite génériqueABX3 (crédit :Martin GreenetAl / Nature Photonics)
La structure la plus répandue est à base de iodure de plomb méthylammonium :CH3NH3PbI3.
Substrat :verre
Fabrication :Dépôt deTiO2 par couches atomiques,
revêtement par centrifugation de la couche de Pérovskite
(CH3NH3PbI3),dépôt de la couche de transport de trou
(Hole Transport Material) en CuSCN par revêtement en
centrifugation ou en solution. Dépôt du contact arrière enargent ou or par évaporation (procédé de sérigraphie à
l’étude).
Epaisseur de cellule :1 μm
Taille de cellule :selon le substrat (stade R&D à ce jour)
Rendement cellule moyen :11 - 18 % (max 20,1 %)
•Stabilité :Très instable lorsque l’on dépasse 35 %
d’humidité.Pour une température inférieure à 45°C et au-
delà de 500 h,baisse d’efficacité inférieure à 20 % (non testé
au-delà de 45°C).
Couleur :rouge,jaune,brun
Transparence :oui
Cellules à pérovskites
ENR810 Énergies renouvelables 61
Cellule photovoltaïque polymère
Riso National Lab, Roskilde, Danemark
Cellule photovoltaïque polymère
flexible sur PET+ITO, Univ de Linz
Cellules PV flexibles
2000
Thin film
Mono-
Si
Multi-Si
2010
2005
2000
© Fraunhofer ISE
Data: from 2000 to 2010: Navigant; from 2011: IHS. Graph: PSE AG 2017
About 75* GWp PV module production
in 2016
2015
*2016 production numbers reported by
different analysts vary between 70 and 82
GWp. We estimate that total PV module
production is realistically around 75 GWp
for 2016.
Fraunhofer ISE: Photovoltaics Report, updated: 12 July2017
Production annuelle de PV par technologie
62ENR810 Énergies renouvelables
Production 2016 (GWp)
Thin film 4.9
Multi-Si 57.5
Mono-Si 20.2
© Fraunhofer ISE
Data: from 2000 to 2010: Navigant; from 2011: IHS (Mono-/Multi- proportion from cell production). Graph: PSE AG2017
Fraunhofer ISE: Photovoltaics Report, updated: 12 July2017
Production PV par technologie et pourcentage de la de la Production annuelle mondiale
ENR810 Énergies renouvelables
Production 2016 (GWp)
Cd-Te 3.1
a-Si 0.5
CI(G)S 1.3
© Fraunhofer ISE
Data: from 2000 to 2010: Navigant; from 2011: IHS. Graph: PSE AG 2017
Fraunhofer ISE: Photovoltaics Report, updated: 12 July2017
Part de marché des Technologies de couches minces
ENR810 Énergies renouvelables
Cellules-Modules-Panneaux
En Série En Parallèle
RS
RSH
66
Connecter des cellules identiques
ENR810 Énergies renouvelables
ENR810 Énergies renouvelables 67
N = nombres de cellules en sérieM = nombres de cellules en parallèle;
IT courant total du circuit;
VT voltage total du circuit;I0 courant de saturation d’une seule cellule;IL courant court-circuit d’une cellule individuelle;n facteur d’idealite d’une cellule individuelle of a single;et q,k,andT des constantes
ISC total = ISC× M
IMP total = IMP× M
VOC total =VOC× N
VMP total =VMP× N
Modules solaires
68
Solar panel (36 c-Si cells P=54Wp I=3A V=18V )
•Type
•- c: Si, a-Si: H, CdTe
•Puissance nominale Max: Pmax (WP)
•Courant nominal: IMPP (A)
•Tension nominale: VMPP (V)
•Courant court-circuit: ISC (A)
•Tension de circuit ouvert: VOC (V)
•Configuration (V)
•Cellules par module (#)
•Dimensions (cm x cm)
•Garantie (années)
Spécifications des modules solaires
ENR810 Énergies renouvelables
Data: Green et al.: Solar Cell Efficiency Tables (Version 50), Progress in PV: Research and Applications 2017. Graph: PSE AG 2017
© Fraunhofer ISE
Fraunhofer ISE: Photovoltaics Report, updated: 12 July2017
Comparaison de l’efficacité des Technologies: Cellules-Modules
ENR810 Énergies renouvelables
Types de Systèmes PV
• Systèmes autonomes– Aucune connexion au réseau nécessaire ou souhaitée
• Systèmes connectés au réseau– Petits systèmes de type résidentiel
• Centrales de production – Grand système photovoltaïque situé dans un emplacement
optimal et alimentant le réseau
70ENR810 Énergies renouvelables
71
Systèmes autonomes
ENR810 Énergies renouvelables
72
Systèmes connectés au réseau
ENR810 Énergies renouvelables
ENR810 Énergies renouvelables 73
US electricity prices and levelized cost of electricity produced from PV modules. Source: G.F. Nemet,
Energy Policy 34, 3218–3232 (2006).
Les grandes réductions de coûts de la PV dans les dernières décennies ont étéstimulées par l’innovation (1) dans la technologie, la fabrication et déploiement,(2) une augmentation d’échelle et (3) des matériaux moins coûteux.
Buonassisi (MIT) 2011
Convergence entre la PV et les sources d’énergie classiques
© Fraunhofer ISE
Data: IHS. Graph: PSE AG 2017
74
Fraunhofer ISE: Photovoltaics Report, updated: 12 July2017
Installation PV cumulatif jusqu’en 2016
•Selon la technologie et del’emplacement du système PV, le TREvarie aujourd'hui de 0.7 à 2 années.
•Les systèmes photovoltaïques surle toit produisent une électriciténette pour approx. 95 % de leurdurée de vie, en supposant unedurée de vie de 30 ans ou plus.
TRE des systèmes PV
multicristallins installés en
Europe du Sud*
*Irradiation: 1700 kWh/m²/a at an optimized t i l t angle
Data: EPIA Sustainability Working Group Fact Sheet 2011; since 2010: M.J. de Wild-Scholten 2013. Graph: PSE AG 2014
Fraunhofer ISE: Photovoltaics Report, updated: 12 July2017
Tendance historique dans le temps de récupération énergétique (TRE) de modules de
silicium cristallin
75ENR810 Énergies renouvelables
Global Irrad.: 1925 kWh/m²/yr, Direct Normal Irrad.: 1794 kWh/m²/yr
Data: M.J. de Wild-Scholten 2013; CPV data: “Environmental Sustainability of Concentrator PV Systems: Preliminary LCA Results of
the Apollon Project“ 5th World Conference on PV Energy Conversion. Valencia, Spain, 6-10 September 2010. Graph: PSE AG 2014
Fraunhofer ISE: Photovoltaics Report, updated: 12 July2017
Temps de récupération énergétique pour différentes technologies situés en Catane, Sicile,
Italie
76ENR810 Énergies renouvelables
Global Irrad.: 1000 kWh/m²/yr
Data: M.J. de Wild-Scholten 2013. Graph: PSE AG 2014
© Fraunhofer ISE
Fraunhofer ISE: Photovoltaics Report, updated: 12 July2017
Temps de récupération énergétique pour différentes technologies situés en Allemagne
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BOS incl. Inverter
Modules
Percentage of the TotalCost
Data: BSW-Solar. Graph: PSE AG 2017
Fraunhofer ISE: Photovoltaics Report, updated: 12 July2017
Moyenne des couts pour les systèmes PV sur toit en Allemagne (10kWc - 100kWc)
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Conclusion
• L’énergie solaire est la source d’énergie la plus largement disponible
• Les technologies pour convertir cette énergie directement en électricité (Photovoltaïque) sont de plus en plus diverses et répandues
• Le cout des panneaux solaires diminue d’année en années
• L’énergie photovoltaïque continuera son expansion et deviendra une des principales sources d’énergie dans les prochaines décennies
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