Energie solaire photovoltaïque - 4ème édition

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Ce manuel professionnel destiné aux concepteurs, installateurs et donneurs d'ordres fournit les outils et les méthodes pour élaborer et optimiser un cahier des charges, calculer, mettre en place et entretenir les composants nécessaires. Il apporte en outre des informations sur les données économiques et techniques, avec notamment un panorama de l'industrie photovoltaïque mondiale, ainsi que des explications sur l'évolution du rayonnement solaire en fonction des changements climatiques, une étude de cas sur le raccordement au réseau des systèmes photovoltaïques et des informations sur les subventions/aides accordées. Cette quatrième édition, plus pratique avec des présentations de réalisations réelles, davantage d'informations sur les onduleurs, les systèmes de fixation et d'intégration et les branchements au réseau, tient compte du formidable développement actuel du photovoltaïque. Elle présente, en outre, de nombreuses innovations technologiques ainsi que les méthodes les plus récentes de conception et d'installation.
Publié le : mercredi 7 octobre 2009
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Licence : Tous droits réservés
EAN13 : 9782100545421
Nombre de pages : 384
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AVANTPROPOS
Cest un euphémisme daffirmer que le solaire photovoltaïque est en pleine expansion en ce début de troisième millénaire. Même les experts ont été surpris par lincroyable progression de ce secteur économique, qui a explosé les prévisions les plus optimistes et affiche un dynamisme à tous les niveaux : investissements, développement techno logique, maîtrise des coûts, implantation de nouvelles usines, vente et installation de systèmes photovoltaïques, exploitation de centrales. Les chiffres publiés par les analystes indiquent une production de cellules de 7,9 GW en 2008, en progres sion de 85 % par rapport à lannée 2007 et presque dun facteur cinq en cinq ans (production 2004 : 1,4 GW). Le parc photovoltaïque installé annuellement quant à lui aurait plus que doublé, avec 2,4 GW sur lannée 2007 et 5,5 GW sur 2008. LUnion européenne a contribué en grande partie à cette progression impression nante : lEspagne seule, alors quelle ne disposait que de 0,5 GW fin 2007, a installé en 2008 2,6 GW sur les 4,6 GW installés en Europe, portée par un climat ensoleillé et un tarif de rachat favorable (aujourdhui revu à la baisse). LAllemagne a quant à elle installé 1,5 GW, la France seulement 45 MW. Fin 2008, lUnion européenne disposait de 9,5 GW installés, soit 80 % du parc mondial. Du côté de la production, lAllemagne encore, fer de lance de lindustrie photovoltaïque euro péenne, est à elle seule responsable de 1,5 GW de production de cellules solaires, soit près de 20 % de la production mondiale et elle est en progression de 67 % par rapport à 2007. Les raisons de ce succès sont multiples. Bien entendu les incitations financières telles que le rachat du courant photovoltaïque par les compagnies délectricité à des tarifs avantageux, les prêts bonifiés et les crédits dimpôt ont été des moteurs très efficaces, en particulier dans les pays bien ensoleillés ; lEspagne en est le plus parfait exemple. Mais ces dispositions, bien que sujettes à modification par les gouvernements, ne sont pas nouvelles. Ce qui est plus récent, ce sont dabord les efforts considérables de baisse des coûts par certains industriels, en particulier le leader mondial des couches minces de CdTe ; également quelques avancées techno logiques majeures comme les cellules cristallines interdigitées à plus de 20 % de rendement, les cellules HIT et les cellules silicium tandem micromorphes ; et en dernier lieu la mise sur le marché dusines clé en main de 30, 60 MW ou plus qui permet le déploiement rapide de nouvelles unités de production très automatisées un peu partout dans le monde. Concrètement, on a assisté en 2008 au franchissement de deux barrières psycho logiques majeures : le prix de revient du panneau photovoltaïque au CdTe annoncé © Dunod  La photocopie non autorisée est un délit.
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Avantpropos
à moins de 1 $/Wc et la parité du photovoltaïque obtenue par rapport aux centrales classiques dans certains états américains et dans le Sud de lEurope. En effet, lorsque les coûts des modules baissent, que la production photovoltaïque est favo risée par le climat, que les systèmes sont bien optimisés, et que les faibles taux dintérêt facilitent les investissements (avant la crise financière), une centrale de production délectricité photovoltaïque peut aujourdhui concurrencer une centrale de production délectricité classique. Certaines incertitudes pèsent néanmoins sur cette industrie florissante. En 2005 2006, suite à la pénurie de silicium de 2004, beaucoup dacteurs se sont lancés jusquà provoquer en 20082009 une situation de surproduction, amplifiée par la crise financière de 2008 qui a freiné les investissements en centrales solaires. Cette situation, même temporaire, a conduit et conduira encore de nombreux petits producteurs, surtout les nouveaux venus (en Chine par exemple) nayant pas encore consolidé leur position sur le marché, à mettre la clé sous la porte. La notoriété a beaucoup dimportance dans un marché où lon attend une durée de vie de 20 ans et plus des panneaux photovoltaïques pour garantir la rentabilité des opérations. Dautre part, les filières continuent à saffronter sur la question du bilan environ nemental de chaque technologie : le silicium cristallin consomme le plus dénergie, le CIS et le CdTe contiennent du cadmium, et le bilan carbone des usines de production fait débat. Dernière menace éventuelle, la pénurie annoncée de lindium, largement consommé pour la fabrication des écrans plats, pourrait pénaliser la filière CIGS (des solutions de recyclage existent, mais elles sont onéreuses). En dehors des applications connectées au réseau, lénergie solaire photovoltaïque est aussi une excellente solution technique, rentable, hors des zones électrifiées, dans un grand nombre dapplications domestiques et professionnelles où elle rend un service dautonomie irremplaçable. Ce marché des systèmes autonomes, même sil a bénéficié dune croissance constante, est plus lent à se développer (croissance évaluée à 15 %) et sa part de marché dans le monde ne cesse de décroître à cause de lexceptionnelle vitalité du marché connecté au réseau. Il faut dire que la puissance installée par équipement est nettement moindre que dans les systèmes raccordés au réseau. Il reste très utile et bien implanté dans un grand nombre de secteurs dactivité très divers. Plus largement, le regain actuel dintérêt pour les énergies renouvelables est sans nul doute lié à la nécessité de revoir les politiques énergétiques, à la fois pour lutter contre les émissions de CO et pour prévenir une pénurie énergétique majeure. La 2 révision prochaine du protocole de Kyoto, les changements politiques aux États Unis et les engagements de lUnion européenne, traduits récemment en France par le Grenelle de lEnvironnement sont autant de signes qui nous font espérer une vraie évolution de la politique énergétique mondiale. Dans ce nouveau paysage, les énergies renouvelables ont plus que jamais leur rôle à jouer. Car les énergies fossiles sont un concentré dénergie naturelle qui sest formée très lentement lors de la gestation de la terre. Cette richesse ne doitelle pas être considérée à sa vraie valeur, comparée au coût dun combustible que nous serions capables de produire de manière régulière, au rythme où nous le consom mons ? Les biocarburants ayant prouvé leurs limites, la solution ne va pas de soi, et
Avantpropos
passe certainement par une réduction drastique de nos consommations dénergie quelles quelles soient. Mais en considérant ainsi la valeur réelle des énergies, les sources renouvelables deviennent tout à fait compétitives, et de nouveaux stockages « propres » devraient être développés (hydrauliques ou à air comprimé par exemple). Les énergies fossiles ne devraient être utilisées de manière exceptionnelle pour passer par exemple les périodes densoleillement faible (lorsque le photovoltaïque ne produit pas) ou de vent faible (en secours de la source éolienne). Ainsi on pourrait partir du potentiel maximal des énergies renouvelables dans des réseaux à sources multiples. Dautre part, on estime quactuellement plus de deux milliards de personnes ne sont pas reliées à un réseau électrique et ne le seront pas dans un avenir proche. Surtout pour des questions de rentabilité liées à léloignement, à la faible densité de population, à la pauvreté et à la faible demande énergétique. Pour ces popula tions, les systèmes photovoltaïques autonomes peuvent jouer un rôle très impor tant en apportant une solution réellement économique couvrant les besoins de base en électricité. Cette fourniture minimale pour la lumière, la réfrigération, le traitement de leau ou les télécommunications permet daméliorer la santé et de développer des activités supplémentaires dans le domaine artisanal et agricole. Lénergie solaire photovoltaïque, à lorigine développée pour lalimentation des satellites, sest imposée comme source alternative dénergie après les chocs pétroliers des années 1970. Au départ, cantonné dans des niches de marché auprès de sociétés sensibles à lenvironnement, le photovoltaïque est devenu aujourdhui une indus trie moderne et ambitieuse. La qualité des panneaux solaires photovoltaïques, fabriqués dans des usines fortement automatisées, sest grandement améliorée et la plupart des constructeurs offrent des garanties de vingt ans. Les technologies asso ciées comme les onduleurs et le stockage progressent également en direction des énergies renouvelables et améliorent la fiabilité des solutions. Le paysage énergétique change très vite, les acteurs dans ce métier se multiplient, les techniques évoluent, linformation et la formation sont plus que jamais indispensables.
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