Qu’est-ce que l’effet photovoltaïque ?
Qu’est-ce qu’une cellule photovoltaïque ?
Quels sont les différents types de cellules ?
Que peut-on alimenter avec un module photovoltaïque ?
Quel est l’impact sur l’environnement du photovoltaïque ?
Quels pays fabriquent les modules photovoltaïques ?
Quelle part peut prendre la production d’électricité solaire ?

Qu’est-ce que l’effet photovoltaïque ?
L'énergie solaire photovoltaïque (à distinguer de l'énergie solaire thermique) provient de la conversion de la lumière du soleil en électricité. Cette conversion se produit au sein de matériaux "semi-conducteurs", qui ont comme propriété de libérer leurs électrons sous l'influence d'une énergie extérieure. Dans le cas du photovoltaïque, cette énergie est apportée par les photons, les composants de la lumière, qui heurtent les électrons et les libèrent, induisant le courant électrique.
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Qu’est-ce qu’une cellule photovoltaïque ?
Les cellules photovoltaïques ont pour constituant de base les semi-conducteurs, dont le plus exploité est le silicium. Ce matériau est modifié par l'apport d'éléments extérieurs (en général des atomes de phosphore et de bore) pour le polariser et attirer les électrons dans un certains sens.
Orientés de la sorte par le matériau "dopé", ils vont circuler et créer un courant électrique lui-même recueilli par des fils métalliques très fins. Les cellules sont assemblées en modules. Les modules vont de micro puissances de moins de 2 W à des capacités unitaires de 150 W, voire 300Wc. Un module photovoltaïque coûte actuellement 2 à 3 € par Watt crête à fabriquer.
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Quels sont les différents types de cellules ?
Les cellules les plus répandues sont issues de lingots de silicium cristallin, découpés en fines tranches. Lorsqu'il est constitué d'un seul cristal, on parle d'un silicium monocristallin (aspect uniforme gris bleuté ou noir). Quand il est élaboré à partir de plusieurs cristaux poly cristallin (généralement bleu, aspect d'une mosaïque). Moins répandues, les cellules "en couches minces" sont fabriquées en déposant des couches très fines (quelques microns) de semi-conducteurs ou de matériaux photosensibles sur des supports bon marché comme le verre, le métal ou le plastique. Les cellules que l'on trouve par exemple dans les calculatrices sont des cellules en couches minces.
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Que peut-on alimenter avec un module photovoltaïque ?
Les plus petits modules peuvent alimenter des montres, calculatrices ou encore des parcmètres ou des bornes d'appel d'urgence sur autoroute. Des systèmes plus puissants peuvent fournir l'électricité pour des sites isolés (bateaux, maisons, etc...) ou être reliés à un réseau de distribution électrique, intégrés dans un bâtiment ou non. Pour chaque cas de figure, l'équipement sera différent. Des applications "au fil du soleil" (pompe à eau, ventilation) peuvent exploiter directement l'électricité produite en fonction du soleil. L'utilisation en site isolé demande par contre de pouvoir stocker le courant pour une utilisation la nuit ou par mauvais temps. Les modules produisent du courant continu, qu'il faut convertir en courant alternatif pour l'adapter à la plupart des appareils électriques.
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Quel est l’impact sur l’environnement du photovoltaïque ?
Selon les spécialistes, une cellule solaire rembourse en 4 à 5 ans l'énergie qui a été nécessaire à sa fabrication, cadre, câble et supports compris. Et comme elle fonctionne au moins pendant 30 ans, elle la rembourse même plus de 7 fois. En phase d'utilisation, les modules ne génèrent aucun impact négatif sur l'environnement. En fin de vie, la plupart des composants (verre, aluminium, silicium, métal) peuvent être recyclés. En outre, l'économie moyenne de CO2, est estimée à 0,6 kg par kWh solaire produit par rapport à une énergie fossile.
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Quels pays fabriquent les modules photovoltaïques ?
La fabrication de cellules solaires se situe essentiellement dans trois zones très industrialisées : le Japon, l'Europe et les Etats-Unis. Cette industrie s'est en effet développé à l'ombre de la microélectronique dont elle exploite les déchets de silicium. Le Japon, qui soutient très fortement cette industrie, est aujourd'hui premier producteur et premier consommateur de photovoltaïque. Derrière lui arrive l'Europe, principalement tirée par l'Allemagne, l'Espagne et les Pays Bas. La France, pionnière dans ce secteur, compte encore une industrie conséquente. Mais avec dix fois moins de systèmes installés qu'en Allemagne, elle n'a pas de marché domestique assez dynamique pour susciter de gros investissements.
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Quelle part peut prendre la production d’électricité solaire ?
Aujourd'hui, la part du photovoltaïque dans la production totale d'électricité est anecdotique. Malgré des taux de croissance de l'ordre de 30 % depuis quelques années, elle ne représente moins de 0,1 % de la production d'électricité en Allemagne ou au Japon. Lui donner une part significative dans la production d'électricité exige un soutien politique important pendant encore quelques années. A cette condition, les projections les plus optimistes (Epia, Greenpeace) estiment que le photovoltaïque est en mesure de fournir 20 à 35 % de l'électricité d'un pays comme la France à horizon 2050. Pour cela, il "suffirait" d'installer 10 m2 par habitant, soit 40 % de la surface disponible en toiture. Au niveau mondial, ces projections tablent qu'en 2040 l'énergie photovoltaïque pourrait couvrir 26 % de la demande d'électricité.