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Le Photovoltaïque

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Parmi les énergies renouvelables qui ont vues le jour dans le cadre du développement durable, et qui sont parties pour faire long feu et se répondre très rapidement dans la sphère terrestre, on distingue sans surprise le photovoltaïque.

Toutes cellules ou micro-organisme vivant sur la terre a besoin d’une énergie pour naitre croitre et se maintenir en vie, celle-ci depuis la nuit des temps a été fournie par le soleil. Le premier maillon de production de cet oxygène si cher à la vie est la photosynthèse.

Mais c’est quoi au juste le photovoltaïque ?

L’énergie solaire photovoltaïque, fait référence à l’énergie récupéré et transformée directement en électricité à partir des rayons du soleil, par des panneaux photovoltaïques, c’est le résultat d’une conversion directe dans un semi-conducteur d’un photon en électron. La cellule photovoltaïque est une composante électronique, qui fonctionne sur le principe de l’effet photoélectrique. Cette cellule reliée est reliée à plusieurs de ses semblables, génère un courant continu, et peut être alors utilisé soit pour la distribution ou pour un usage particulier. C’est au français Alexandre-Edmond Becquerel que l’on doit cette découverte de la photovoltaïque en 1839.

Comment est-ce que le panneau photovoltaïque fonctionne ?

C’est un panneau qui est constitué d’une série de cellules photovoltaïques, formé d’un matériau semi-conducteur en deux couches, l’un est dopée positivement (P) et l’autre est négative (N), c’est une jonction positive/négative, et lorsque l’on arrache un électron on a à sa place (un trou) une charge positive, ce qui pousse la cellule à produire un courant continu.

Les technologies de fabrication des modules.

Il existe différents type de cellules et plusieurs procédés de fabrication, le semi-conducteur de fabrication le plus utilisé est le silicium, en suite viennent les technologies des couches minces.

1. Les technologies cristallines :

elles utilisent des cellules plates extrêmement fines (0,15 à 0,2 mm), découpées dans un lingot obtenu par fusion et moulage, puis elles seront connectées entre elles et collées sous le verre de protection du module, leur matière première c’est le silicium qui le matériau de base de près de 95% de la production mondiale de module. On utilise pour la fabrication de ces modules ces quatre qualités de silicium : le silicium multi cristallin, Le silicium monocristallin, Le silicium en ruban, le silicium amorphe.

2. Les technologies couches minces :

elles consistent à déposer sous vide sur un substrat (métal, plastique, verre, etc.), une fine couche uniforme composée d’un à plusieurs matériaux réduits en poudre. Outre le silicium amorphe qui fait le lien entre les deux grandes catégories de matériaux semi-conducteur, les chercheurs ont aboutis à l’apparition d’une diversité de technologies utilisant des complexes de matériaux en couches minces, dont les plus utilisés actuellement sont : le Tellurure de Cadmium (CdTe), le Cuivre/Indium/Sélénium (CIS)/ (CIGS)/ (CIGSS), l’Arséniure de Gallium (Ga-As).

Le photovoltaïque est la seule alternative connue à ce jour pour la production d’électricité sans avoir recourt à la force mécanique, outre cette qualité à ne pas avoir besoin de maintenance et ne tombe aucunement en panne puisqu’aucun mécanisme n’est mis à l’action, il est aussi la seule source d’énergie à n’occasionner aucun impact ou nuisance immédiat sur l’environnement.

Chauffe eau solaire

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Chauffe eau solaire, une exploitation photovoltaïque optimale

A l’ère des technologies par excellence, il n’est pas étonnant de voir mis en œuvres de plus en plus d’appareils et d’outils faisant appel aux énergies nouvelles. A cet égard, le soleil peut aisément être considéré comme une des sources d’énergie ayant le plus de potentiel imaginable. En effet, quoi de mieux qu’une immense boule en fusion pour nous fournir de l’énergie en continu et sans risquer d’en tarir la source? Le chauffe eau solaire est un de ces systèmes nouveaux exploitant une énergie totalement renouvelable et ne risquant donc pas d’aggraver encore plus la situation de notre belle planète.

Que vous soyez un amoureux de la nature, une personne sensibilisée aux dégâts environnementaux ou simplement quelqu’un ayant envie de se tourner vers de nouveaux horizons, le chauffe eau solaire est assurément une technique pour vous. La plupart du temps, ces systèmes sont utilisés pour compléter un système de chauffage de l’eau fonctionnant grâce à des énergies conventionnelles telles que l’électricité ou le gaz. Cependant, il arrive que l’on puisse s’occuper de chauffer toute l’eau sanitaire d’une maison par ce seul mécanisme de chauffe eau solaire et c’est alors que l’on peut apprécier pleinement la satisfaction d’avoir installé un tel système.

Une première grande chose à savoir est que l’exploitation de cette énergie et des mécanismes la mettant en œuvre sont très encouragés par la plupart des pays qui y voient un moyen de limiter leurs émissions de gaz à effet de serre et d’ainsi participer à l’effort mondial en ce sens. Pour mettre en pratique cette incitation à la consommation d’énergies renouvelables, la plupart des états mettent en place des systèmes de primes ainsi que des politiques fiscales intéressantes pour quiconque se lancera dans l’aventure.

De manière générale, il existe différents systèmes ayant chacun leur particularité et l’on peut observer de plus en plus de firmes se lançant dans ce domaine en pleine expansion. Il serait trop complexe ici d’exposer les détails techniques de ces systèmes mais l’on peut néanmoins relever certains éléments que l’on retrouvera de manière commune dans chacun d’entre eux.

Le ou les panneaux solaires, selon la quantité d’énergie à produire, sont bien entendu le produit principal. S’occupant de capter et de retenir l’énergie du soleil, ces panneaux ont pour mission de chauffer un fluide qui servira ultérieurement au réchauffement de l’eau. Le deuxième élément d’importance est bien sûr le réservoir d’eau, dont la taille peut varier du tout au tout selon les besoins et les envies. Le fluide chauffé précédemment grâce à l’énergie accumulée du soleil servira ici de système de réchauffement pour l’eau emprisonnée dans le réservoir.
A côté de ces deux éléments principaux peuvent être adjoints une série d’autres dispositifs, notamment pour servir de système d’appoint lorsque l’énergie solaire ne suffit pas.

Comme dit précédemment, il faudra porter une attention toute particulière lors de l’installation et notamment prendre en compte les périodes de faible ensoleillement. C’est dans cette optique qu’il est souvent nécessaire de recourir à un second système, secondaire aux panneaux solaires, pour servir de solution lorsque le soleil ne daigne pas être suffisant pour alimenter les capteurs solaires.

En ce qui concerne la réglementation urbanistique et fiscale, il est important de se procurer les autorisations et documents nécessaires à sa mise en marche ainsi que ceux qui vous serviront à obtenir certaines réductions fiscales. De plus, comme dit précédemment, les régimes juridiques concernant l’énergie solaire sont très intéressants et constituent sans aucun doute une raison de son attrait de plus en plus important. Il faudra cependant faire attention au fait que la réglementation correspondante peut varier considérablement d’une région, voire même d’un pays, à l’autre. Le point commun étant cependant cet élan mondial général vers la consommation d’énergies renouvelables. L’impact du réchauffement global se faisant de plus en plus sentir, on ressent parallèlement une incitation grandissante à l’investissement solaire de la part de beaucoup de pays.

Pour finir, nous pouvons mentionner que, beaucoup d’entreprises se tournant vers ce domaine, il devient de moins en moins difficile de recourir à ces techniques et les installations se font de manière simple et efficace. Chaque société dispose en effet d’experts qui auront pour tâche d’analyser l’ensemble des données pertinentes et de vous informer au mieux sur les systèmes les plus adéquats à mettre en place. Ne vous inquiétez donc pas de n’être que peu informé sur le sujet. Ce domaine étant en pleine expansion, ses connaisseurs sauront vous aiguiller de la meilleure façon possible pour ainsi vous permettre de prendre une décision en parfaite connaissance de cause.

Chauffe Eau Solaire

Le Chauffage Solaire, une réponse rentable aux énergies fossiles

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Le Chauffage Solaire

Depuis quelques années, il est largement admis que les énergies fossiles sont en voie de disparition. De ce fait, le pétrole et le gaz connaissent des flambées de leurs prix. Ainsi, sur les familles, cela a pour conséquence une hausse des factures de chauffage, lorsque celui-ci se fait grâce à une chaudière au fuel ou au gaz de ville. L’autre type de chauffage couramment utilisé est évidemment le chauffage électrique. Celui-ci, comme pour le gaz et le pétrole, a vu son prix augmenter. Le chauffage électrique est d’ailleurs le moyen de se chauffer le plus coûteux et les récentes volontés des entreprises d’augmenter leurs prix ne vont pas dans le sens d’une réduction des dépenses de chauffage.

Face à cela, une des solutions les plus innovantes, économiques et respectueuses de l’environnement est sans conteste le chauffage solaire. Depuis une vingtaine d’années, l’utilisation de l’énergie solaire et du photovoltaïque connait un essor sans précédent. Il est en effet admis que seule cette solution est désormais rentable en seulement quelques années en ce qui concerne le chauffage et que l’utilisation de l’énergie solaire pour se chauffer sera l’une des seules solutions viables à longs terme. Il y a encore quelques années, des problèmes d’usure pouvaient avoir lieu au bout de quelques années sur les panneaux photovoltaïques. De nos jours, il convient d’être conscient que ce type de problèmes a été résolu. Les frais d’entretien sont assez limités et ne remettent pas en cause la rentabilité de ce système de chauffage.

Les principes de fonctionnement de l’énergie solaire

Une fois ces principes dictés, il convient de regarder au plus près le fonctionnement de l’énergie solaire. Sachez tout d’abord qu’il existe trois systèmes d’installation de chauffage solaire. Ces différents systèmes peuvent être privilégiés selon les travaux que vous souhaitez réaliser et évidemment les moyens financiers mis en oeuvre pour mettre en place un système de chauffage solaire. Pour les trois systèmes, il faut dans un premier temps avoir une installation de panneaux photovoltaïques ou des capteurs solaires sur le toit ou simplement dans une partie du jardin. Comme vous le savez sans doute déjà, ces panneaux, grâce à la chaleur du soleil, chaufferont de l’eau. C’est à ce moment là que trois possibilités s’offrent à chaque propriétaire:

Dans un premier temps, il est possible d’envoyer directement l’eau chauffée par le soleil dans un ballon d’eau chaude de grande taille. Ainsi, l’eau ira dans les radiateurs et servira d’eau chaude pour la douche et les différents robinets. Une chaudière, qui peut être la même qu’avant la mise en place du chauffage solaire, envoie l’eau dans les différents coins de la maison et sert de thermostat. Enfin, dans cette situation, une résistance électrique permet de chauffer l’eau en cas de manque de soleil. Le grand avantage de ce type d’organisation est qu’il n’y a pas besoin de changer les radiateurs ou la chaudière si vous aviez auparavant une installation au gaz de ville voire au fuel. Le coût est donc limité mais l’avantage financier est tout de même présent.

Une seconde installation plus sophistiquée peut être privilégiée. Assez avantageuse financièrement, elle ne vous oblige pas à changer votre installation existante. De plus, vous gardez votre système de chauffage central. Dans cette situation, votre ballon d’eau chaude est mis en série avec votre chaudière. Ainsi, l’énergie solaire chauffe votre eau en partie. Celle-ci finit d’être chauffée par la chaudière classique. Enfin, l’eau chaude obtenue est répartie à la fois dans vos radiateurs classiques mais également dans un système de planchers solaires. Ces derniers sont obtenus par des travaux au sol, dans lesquels des tuyaux d’eau chaude sont placés, entourés de béton. Ce dernier est donc chauffé et permet d’obtenir la même température dans toute la maison.

La dernière solution en ce qui concerne le chauffage solaire est la plus chère et celle demandant le plus de travaux. C’est également la solution la plus rentable à longs termes. Ele est privilégiée lors de la construction d’une maison ou la totale réhabilitation de celle-ci. Il faut en effet refaire tous les planchers. Dans cette situation, l’eau chauffée par les panneaux photovoltaïques arrive d’une part directement dans un plancher chauffant et de l’autre part dans un ballon pour l’eau chaude du bain. Dans ce cas là, l’énergie solaire devient la principale source de chaleur.

La part importante du chauffage solaire

Selon la solution choisie, le chauffage solaire peut apporter de 30 à 60 % des besoins de chauffage pour une famille de quatre personnes. Evidemment, ces chiffres peuvent grimper si l’année est particulièrement ensoleillée. Pour obtenir le reste de votre besoin en chauffage, il est possible d’opter pour toutes les solutions classiques, un principe de chauffage d’appoint électrique est bien souvent privilégié.

Le financement du chauffage solaire

Il est possible, pour financier des travaux de chauffage solaire, d’avoir le droit à des réductions sous forme de crédits d’impôts. Par exemple, pour l’installation d’un chauffe eau solaire, le crédit d’impôt peut atteindre 22 à 45 % du prix de l’installation. De plus, des banques proposent des éco-prêts, c’est à dire des prêts importants à des taux plus bas que la normale dans le cas de l’installation de chauffage solaire. Enfin, l’entretien du solaire se fait facilement. Il est dans l’usage de demander une fois par an à un professionnel de vérifier votre installation de chauffage solaire, tout comme cela est le cas pour du chauffage au gaz ou avec une cheminée.

Les Panneaux Solaires

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Petit à petit, les panneaux solaires couvrent les toits de nos maisons, immeubles, stations services, établissements scolaires,… L’énergie solaire a la cote! À l’heure de la flambée du prix des énergies traditionnelles, l’énergie solaire nous apparaît comme une alternative séduisante, une énergie « propre » respectueuse de l’environnement. D’après le dernier rapport de l ‘ADEME (Agence de l’Environnement et de la maîtrise de l’Énergie), 61% des Français considèrent que le développement des énergies renouvelables passe par le développement du solaire. Chauffer de l’eau et produire de l’électricité constitue les deux objectifs principaux du captage des rayons solaires. Mais le secteur est en pleine évolution et d’autres projets novateurs sont à l’étude comme le « froid solaire » ou le solaire thermodynamique.

1.Les principes de base des panneaux solaires:

à chaque seconde, la Terre reçoit du soleil la quantité d’énergie consommée par l’humanité pendant un an! Capter cette énergie pour améliorer notre confort relève donc du bon sens. Cette opération passe par l’utilisation de panneaux solaires, qui seront différents selon l’usage que l’on veut faire de cette énergie. Les panneaux solaires thermiques vont convertir le rayonnement infra-rouge en énergie calorifique. Ce sont eux que l’on trouve dans les installations de chauffages de l’eau sanitaire comme les chauffe-eaux solaires. Les panneaux solaires photovoltaïques vont, quant à eux, transformer le rayonnement solaire ultra-violet en électricité.

2.Panneaux solaires thermiques ou panneaux solaires photovoltaïques?

- Les panneaux solaires thermiques sont de plusieurs types (capteurs plans, capteurs sous vide, capteurs non vitrés). Les plus courants sont les capteurs plans. Ils sont constitués d’un caisson abritant une plaque métallique noire et un serpentin contenant un fluide caloporteur. Le tout recouvert d’une plaque de verre transparente afin de favoriser l’effet de serre. La plaque métallique va capter le rayonnement et va chauffer le fluide caloporteur, qui, à son tour, va chauffer l’eau sanitaire qui sera stockée dans un ballon.
- Les panneaux solaires photovoltaïques sont constitués d’un assemblage de cellules photovoltaïques fabriquées à partir des matériaux semi-conducteurs, principalement du silicium cristallin. Des progrès ont été faits ces dernières années et la superposition de deux couches de matière active, silicium amorphe au-dessus et silicium microcristallin en dessous, tend à supplanter la juxtaposition de « tranches » de silicium cristallin car elle permet de capter une partie plus étendue du spectre lumineux. Une cellule produit très peu d’énergie c’est pour cela qu’il est indispensable de les combiner pour former des modules (ou panneaux) photovoltaïques. Ces panneaux photovoltaïques vont transformer le rayonnement solaire en courant électrique continu. Le courant produit est alors transmis soit à un onduleur qui le transforme en courant alternatif et l’injectera dans le réseau public (on parle alors d’ »installation photovoltaïque raccordée au réseau »), soit à des batteries qui vont l’accumuler et le restituer au fil de vos besoins (« installation photovoltaïque sur site isolé »). Il est important de noter que les panneaux solaires ne produisent pas d’énergie la nuit.

3.Coût et rentabilité des panneaux solaires

- En ce qui concerne les panneaux solaires thermiques, leur efficacité n’est plus à prouver. Bien entendu, le rendement sera meilleur si le taux d’ensoleillement est élevé mais étant donné que l’eau chaude sanitaire représente 20% des dépenses d’un foyer et que le solaire thermique permet de réaliser jusqu’à 80% d’économie sur une consommation d’énergie classique, l’investissement paraît rentable. L’installation d’un chauffe-eau a un prix (comptez 3000 à 4000 € pour un ballon de 200 litres) mais des crédits d’impôts (45% de la dépense si l’installation passe des entreprises agréées) incitent à aller dans ce sens. Cependant, l’arrivée des nouveaux chauffe-eaux thermodynamiques (qui intègrent une pompe à chaleur air/eau) sur le marché du chauffage de l’eau sanitaire risque de concurrencer sérieusement le système solaire.
- Produire de l’électricité et être autonome en matière énergique est le rêve qui a hanté plusieurs générations de nos concitoyens. Avec la généralisation de panneaux photovoltaïques, le rêve semble à portée de main, mais ne nous y trompons pas. L’autonomie n’est pas encore pour demain et si elle se réalise pour certains, elle a un coût. En premier lieu, dans la majorité des cas, l’électricité qui sera produite sur votre toit ne sera pas consommée par vous-même directement mais revendue à EDF ( le prix de rachat, variable selon votre installation, est naturellement supérieure au prix de vente). Vous serez donc producteur d’électricité mais dépendant d’un distributeur pour en consommer; sauf, si vous décidez d’investir dans un moyen de stockage de l’énergie produite (batteries); mais ces accumulateurs sont encore chers actuellement, peu performants et exigent une veille permanente.
L’installation de panneaux photovoltaïques a également un coût, qui est, lui aussi, peut être réduit par l’attribution de subventions de l’ADEME et de la Région. 1 m² de panneaux solaires est nécessaire pour produire 1 kWh (kilowatt-heure). L’installation de 1 m² vous revient, après déduction des aides, à environ 400 €. La durée de vie des panneaux photovoltaïques est estimée à 25 ans.

4.Les projets du futur dans le solaire:

- le « froid » solaire. Eh oui, c’est possible! Le principe de la réfrigération solaire à « adsorption » (ne pas confondre avec absorption) fabrique du froid à partir du rayonnement solaire capté par des panneaux solaires thermiques. Des « frigos » solaires ont été testés avec succès dans les régions sahariennes.
- le solaire thermodynamique permet, par un jeu de miroirs, de concentrer la chaleur du soleil afin de porter à plusieurs centaines de degrés un fluide caloporteur. Ce fluide, porté à haute température, va générer de la vapeur et faire tourner une turbine qui produira à son tour de l’électricité. L’intérêt d’un tel procédé permet de produire l’électricité jour et nuit. Ces véritables centrales solaires pourraient remplacer à terme les centrales nucléaires.

N’attendez plus et optez pour une des energies du futur avec les panneaux solaires pour alimenter votre domicile .