Le photovoltaïque, une énergie renouvelable
à consommer ou à revendre

Parmi les différentes énergies renouvelables, le solaire photovoltaïque permet un double usage de l'électricité produite : soit une utilisation directe dans le bâtiment de production, soit une revente au réseau. Son coût et son rendement actuels nécessitent toutefois le recours à des aides publiques.

Ligne de fabrication de modules photovoltaïques de l'usine Tenesol Technologies, spécialisée dans l'électricité solaire photovoltaïque (Toulouse, France, décembre 2008).
© Total / Dufour Marco

Transformer la lumière en électricité

Le principe ? Le courant électrique est un déplacement d'électrons. Pour provoquer
ce déplacement, les photons (particules constitutives de la lumière) vont provoquer les électrons périphériques de certains atomes d'éléments semi-conducteurs.

Quand elle reçoit de l’énergie lumineuse, la cellule photovoltaïque la transforme en électricité par le biais d’un semi-conducteur.

Quand elle reçoit de la lumière, la cellule photovoltaïque la transforme en électricité par le biais d’un semi-conducteur (matériau permettant le passage du courant électrique), le plus souvent du silicium. Plusieurs cellules constituent un module photovoltaïque produisant un courant continu d’une tension de 12, 24 ou 48 volts. Ce courant continu est ensuite transformé en courant alternatif par un onduleur, ce qui permet son transport sur un réseau de distribution haute tension.

La majorité des panneaux délivrent une puissance de 50 à 200 watts crête (Wc). Le watt crête représente la puissance fournie dans les conditions standard de référence : éclairement solaire de 1 000 watts/mètre carré et température de 25 °C.

Le rendement de cette forme d’énergie s’élève à environ 18 % (contre 60 % au maximum pour l’éolien et 33 % pour le nucléaire, par exemple).

D’une manière générale, on peut augmenter le rendement des cellules photovoltaïques :

   •    soit en purifiant au maximum le semi-conducteur utilisé ;

   •    soit en empilant plusieurs semi-conducteurs qui vont chacun utiliser une longueur d’onde lumineuse un peu différente et donc, à plusieurs, être plus efficaces.

Mais plus le rendement est élevé, plus la cellule revient cher. De plus, un problème de toxicité se pose avec les cellules de tellurure de cadmium qui sont par ailleurs moins chères et plus performantes que le silicium.

Les avantages du photovoltaïque :

   •    il s’agit d’une source d’énergie non polluante, disponible dans de nombreuses régions. Les expositions sud, sud-est ou sud-ouest donnant toutes des résultats satisfaisants ;

   •    ses composants modulaires – des panneaux de petites dimensions – peuvent se fondre de manière esthétique dans l’architecture des habitations : en toiture ou façade ;

   •    il offre de l’électricité dans des zones difficilement accessibles au réseau et procure une autonomie énergétique aux bâtiments ;

   •    sa maintenance est aisée pour des modules d’une durée de vie de 20 à 30 ans.

Des utilisations variées… et encouragées

L’électricité produite par le procédé photovoltaïque connaît deux grands types d’utilisation.

  •    L'alimentation en électricité d’un site isolé, par exemple une habitation,
mais aussi un éclairage public, un puits, une balise en mer, une pompe à eau, etc. Elle représente 25 à 30 % du marché mondial.

   Dans ce cas, l’électricité sera stockée dans des batteries de façon à assurer une distribution en dehors des heures d’ensoleillement ou quand les besoins se font sentir.

   •    L'injection dans le réseau d’électricité. Elle recouvre 70 à 75 % du marché du photovoltaïque.

D’autres petites utilisations – alimentation de montres ou de calculatrices par des cellules de faible puissance – couvrent de 2 à 5 % du marché.

En tant que source d’énergie propre et renouvelable, le photovoltaïque est encouragé par les pouvoirs publics. Le tarif d’achat de l’électricité produite et revendue au réseau est souvent supérieur à celui du tarif public. De plus, l’installation chez les particuliers peut, en France, donner droit à des avantages fiscaux (crédit d’impôts).
 

En France, produire de l’électricité photovoltaïque peut rapporter aux particuliers.

Vrai. Dans le cadre de ses missions de service public, la compagnie Électricité de France (EDF) est tenue d’acheter l’électricité produite par certaines installations qui utilisent des énergies renouvelables dans la limite d’une puissance maximale de 12 mégawatts (MW). Parmi elles, l’énergie photovoltaïque bénéficie, pour la période 2010-2012, des tarifs de rachat les plus avantageux : 

   -    installations intégrées au bâtiment : 0,58 euro/kWh, pour les bâtiments d’habitation, d’enseignement ou de santé ; 0,50 euro/kWh pour les autres bâtiments ;

   -    installations posées sur le toit : 0,42 euro/kWh ;

   -    installations au sol : 0,314 euro/kWh.

À titre de comparaison, le prix du marché s’élève, lui, à 0,05 à 0,06 euro/kWh¹ .

[1] Source Légifrance tarifs applicables au 12 janvier 2010