Energies Renouvelables - SSES
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Energies
Renouvelables
Nº 3 juin 2016
Une publication de la SSES en collaboration avec Swissolar
12 MONTAGE 20 INTERSOLAR 22 RECHERCHE
Systèmes de montage 25 édition du grand show de
e
Derrière chaque innovation
des modules discrets mais l’innovation solaire se cachent des années de
essentiels recherche
CELLULES PV : LE DEGRÉ
D’EFFICACITÉ CONTINUE
D’AUGMENTER PAGE 8
ÉDITORIAL SOMMAIRE
JOURNÉES DU SOLEIL – JOURNÉES DES Actuel 4
EXPÉRIENCES INOUBLIABLES Point fort
Degré d’efficacité : Les modules solaires
L’utilisation de l’énergie solaire fonctionne, est écolo-
livrent toujours plus de courant 8
giquement cohérente, nous rend indépendants, est
sûre et abordable : nous pouvons et devons donc y
Soleil
avoir recours ! Les Journées du Soleil offrent chaque
année des expériences sensationnelles. Tant de choses
Montage : Les systèmes qui permettent
ont déjà été faites : manger un délicieux risotto mijoté
de fixer les modules aux toits ou aux
au solaire, chauffer de l’eau à l’aide de capteurs, se
façades sont de petites œuvres d’art 12
déplacer en véhicules électriques, voir de ses propres
yeux des modules solaires aux technologies les plus Le pionnier Toni Fritsche : L’agriculteur
récentes, s’émerveiller de ses expériences solaires, produit non seulement des légumes bio
Antonio Bauen nouer des contacts et savourer ces journées, voilà ce mais aussi des énergies renouvelables
Président SSES qui peut rendre une expérience inoubliable ! L’utilisa- de plusieurs manières 14
tion de l’énergie solaire convient à de multiples appli-
Jenni Energietechnik : L’entreprise fête
cations. Les installations solaires sont aujourd’hui
ses 40 ans 16
techniquement éprouvées et très fiables : nous pou-
vons les utiliser en toute confiance. Et il y a toujours
Énergies renouvelables
de nouveaux progrès techniques. Les degrés d’effica-
cité des différents types de modules sont sans cesse
Ökozentrum Langenbruck : La première
améliorés et un record mondial en chasse un autre
éolienne de Suisse fournit du courant
(cf. page 8). Le soleil est un partenaire fiable sur la
depuis 30 ans 18
voie d’un monde approvisionné exclusivement par les
énergies renouvelables.
Politique et économie
Un immense merci à toutes les organisatrices et tous
Intersolar : Les dernières tendances
les organisateurs des Journées du Soleil pour les expé-
présentées depuis 25 ans à Munich la
riences riches et inoubliables qu’ils ont partagées.
plus grande foire du solaire 20
Antonio Bauen
Recherche
Président SSES
Recherche en énergie : Elle ne doit pas
rester dans sa tour d’ivoire mais conduire
à des réalisations concrètes et utiles 22
Flash 26
SSES-News
VESE-News
Energidiot
Cartoon
Agenda 28
Chers membres,
Registre professionnel 29
Vous trouverez la version électronique d’Energies Renouvelables sur notre site
internet www.sses.ch. Pour cette édition, merci d’utiliser :
Impressum 31
nom d’utilisateur : ee/er_abo, mot de passe : 2Y!C_6yK
Couverture : Solarstromforschung (D)
Energies Renouvelables Nº 3 juin 2016 3
ACTUEL
PRIX DES GRANULÉS LES COMMUNES
Mai 2015 à mai 2016 VEULENT ALLER
Prix des granulés en CHF/t (TVA et livraison incl.)
PLUS VITE
En avril, plus de 130 personnes se sont ren-
dues à Fribourg à l’occasion du Congrès
national de l’énergie éolienne organisé par
Suisse Eole, l’association pour la promotion
CHF/tonnes
Graphique: www.pelletpreis.ch
de l’énergie éolienne en Suisse. « L’énergie
éolienne et l’agriculture sont compatibles à
100%», a déclaré David Fattebert, syndic
du Châtelard. La commune prévoit de
construire trois à huit éoliennes sur ses
propres terres. «L’énergie éolienne contri-
bue aussi à diversifier les recettes des agri-
L’indice est un prix moyen composé des indications de prix des fournisseurs de granulés. culteurs.» Le congrès a relevé un autre
© www.prixpellets.ch, chaque mois les prix actuels des granulés atout de l’énergie éolienne: il s’agit du tou-
risme qui augmenterait l’attrait de la com-
« C’EST UNE BELLE SATISFACTION» mune. (CP)
Ma compagne et moi avons l’immense privilège de posséder un chalet à Chaumont sur les
hauteurs de Neuchâtel. Chaumont est aux Neuchâtelois ce que le Salève est aux Genevois
PLUS DE VENT
ou le Gurten aux Bernois: une montagne toute proche de la ville où les citadins aiment ve- POUR ZURICH
nir se ressourcer et chercher le soleil lorsque le Plateau est plongé dans le brouillard. Suite à
des travaux entrepris l’année dernière, nous profitons désormais doublement du soleil : la La production annuelle d’électricité éo-
toiture de notre chalet ayant besoin d’une sérieuse rénovation, il nous est en effet apparu lienne d’ewz a augmenté de 118 % par
évident de profiter de remplacer les tuiles traditionnelles par des panneaux solaires photo- rapport à l’année précédente. La mise en
voltaïques. La production des quelque 35 mètres carrés d’un pan de toit suffit désormais à service du parc éolien de Butendiek vor Sylt
couvrir la consommation d’électricité du chalet lui-même (y compris la production de l’eau (D) – le premier parc éolien offshore avec
chaude sanitaire assurée par un boiler électrique) ainsi que celle de notre appartement en une participation d’ewz – et l’achat du por-
ville de Neuchâtel, qui est du même ordre de grandeur, cela grâce à une chasse intensive au tefeuille de parcs éoliens Atlandic en Suède
gaspillage et malgré le fait que nous ne nous privions d’aucun des avantages du confort y ont largement contribué. ewz a égale-
moderne. Nous avons même pu nous offrir le luxe de remplacer notre vieille voiture à es- ment augmenté sa production d’électricité
sence par un véhicule électrique qui sert en quelque sorte d’accumulateur pour le surplus verte d’origine hydraulique avec la certifi-
d’énergie produit sur la toiture de notre chalet ! C’est une belle satisfaction que de se dire cation naturemade star au val Bregaglia
que notre mobilité est elle aussi assurée par le soleil. Et lorsqu’il pleut, on se console autour (GR): la centrale de Castasegna répond
d’un feu de bois (évidemment local lui aussi !) en songeant au fait que notre citerne est en maintenant à des critères écologiques très
train de se remplir… D. Pedrizat élevés. (CP)
DE LA PUBLICITÉ
DÉLOYALE
L’association faîtière Energie-bois Suisse a
déposé une plainte devant la Commission
Suisse pour la Loyauté (CSL) contre l’Union
Pétrolière (UP) afin de faire vérifier deux af-
firmations sur la sécurité de l’approvision-
nement et l’avantage du prix du mazout de
chauffage par l’institution indépendante.
La décision qui vient d’être rendue par la
CSL donne raison à Energie-bois Suisse et
confirme que les déclarations commerciales
de l’UP ne sont pas comparables et donc
pas recevables. L’objet du délit est un pros-
pectus intitulé «Restez indépendant et gar-
Photo : D.Pedrizat
dez le contrôle de vos dépenses de chauf-
fage !» distribué fin 2015 dans toute la
Suisse aux clients des fournisseurs de ma-
zout de chauffage. (CP)
4 Energies Renouvelables Nº 3 juin 2016
ACTUEL
PLUS DE VENT EN SUISSE – OPTIMASOLAR EN PLEIN
NOUVEL ATLAS DES VENTS CROISSANCE
L’Atlas des vents, publié par l’Office fédéral de l’énergie OFEN,
montre que les conditions de vent sont bien meilleures qu’on l’ad-
mettait jusqu’ici, en particulier sur le Plateau et au nord-est de la
Suisse et que les éoliennes en projet sont situées aux bons emplace-
ments. Selon les perspectives énergétiques 2050, l’énergie éolienne
pourrait couvrir 7 à 10 % de la consommation suisse d’électricité
d’ici à 2050. Or, les récentes données présentées par www.atlasdes-
Photo: optimasolar
vents.ch montrent que les conditions de vent en Suisse sont bien
meilleures que celles figurant sur les cartes des vents éditées jusqu’à
ce jour: «Les nombreuses simulations effectuées donnent des vi-
tesses du vent beaucoup plus élevées que ce qui apparaissait
jusqu’ici, en particulier sur le Plateau et au nord-est de la Suisse », Lucia Grüter et Rolf Thallinger de l’OptimaSolar
précise Reto Rigassi, directeur de Suisse Eole. La coopérative OptimaSolar Solothurn a augmenté sa propre produc-
Les simulations des vents de www.atlasdesvents.ch sont basées sur tion de courant solaire de plus de 50 % en 2015. L’an passé, elle a mis
de données climatiques à long terme et de mesurages locaux du en exploitation trois nouvelles installations photovoltaïques. En 2016,
vent. Le quadrillage est de 100×100 mètres. Cette carte ne rem- elle réalisera une autre grande installation en toiture. Le bénéfice an-
place toutefois pas le mesurage local du vent lors de projets de nou- nuel de la coopérative est passé à CHF 71 410.–, un plus de 20,5 %
velles éoliennes. Elle constitue seulement une base. Pour pouvoir par rapport à l’année précédente. Ses installations photovoltaïques
évaluer des projets d’énergie éolienne avec une sécurité suffisante, produisent 2 GWh de courant solaire, 51,5 % de plus qu’en 2014. La
un mesurage sur le terrain est absolument nécessaire. (CP) coopérative possède 21 installations sur de grandes surfaces en toi-
www.windatlas.ch ture dans la région de Soleure et dans les cantons limitrophes. (CP)
LES ÉNERGIES FOSSILES DÉCOUVRENT LES RENOUVELABLES
D’après l’association de l’industrie solaire eu- parer à un avenir avec plus d’électromobilité
ropéenne SolarPower Europe, au deuxième et d’énergies renouvelables. Saft développe
trimestre 2016, l’Europe devrait dépasser la et produit des éléments de batteries au nic-
barre des 16 GW de puissance PV installée. kel et au lithium. En 2011 déjà, Total avait
La puissance cumulée aura ainsi triplé en acheté une participation majoritaire à
seulement dix ans. Le fabricant allemand SunPower, un des plus gros fabricants de
d’onduleurs SMA Solar a démarré avec suc- cellules solaires des Etats-Unis. Et pour ter-
cès la nouvelle année. Son chiffre d’affaires a miner, Statoil a lancé, au premier trimestre
affiché au premier trimestre une progression 2016, un fonds de capital-risque qui sera in-
Dr Matthias Fawer Balazs Magyar
de 12,2 % par rapport au premier trimestre vesti jusqu’à concurrence de 200 mio de
2015. La part de l’étranger dans le chiffre dollars dans de nouvelles entreprises actives être suspendues. Cela devrait permettre
d’affaires représente en moyenne plus de dans les énergies alternatives. Le nouveau d’éviter certains goulets d’étranglement
90 % et traduit un bon réseau international. CEO Eldar Saetre donne ainsi des signaux dans le réseau électrique et permettre à tous
SMA, avec une part de marché inchangée de clairs après seulement trois mois de fonc- les parcs éoliens et solaires d’injecter leur
14 %, reste le producteur leader. Les deux tion. L’Arabie Saoudite a entamé un change- courant. Tous ces exemples montrent com-
fabricants chinois Huawei et Sungrow ont ment de cap, notamment en raison des bas bien l’énergie solaire et les énergies renou-
toutefois bien rattrapé leur retard car l’ac- prix du pétrole, et veut réduire sa dépen- velables sont prises au sérieux par les entre-
ceptation de leurs produits au niveau mon- dance envers l’or noir. Le royaume veut prises de production d’énergie convention-
dial a nettement augmenté. créer un fonds d’Etat d’un montant de nelle mais aussi par d’importants gouverne-
Avec Eni, Total et Statoil, trois grandes mul- 1000 milliards de dollars avec une introduc- ments. Nous considérons particulièrement
tinationales européennes du pétrole s’en- tion en bourse partielle de l’entreprise pétro- révélateur le tournant de l’Arabie Saoudite,
gagent dans le domaine du photovoltaïque, lière étatique Aramco et avec ses réserves de même si les déclencheurs ne sont pas vérita-
du stockage d’énergie et des énergies re- devises étrangères. Dans un premier temps, blement des raisons idéologiques mais plu-
nouvelables. Eni veut intégrer davantage une augmentation de puissance PV et éo- tôt des aspects économiques. Le message
d’énergies renouvelables dans son activité lienne de 9,5 GW est prévue d’ici 2030. reste le même : le pétrole n’a pas d’avenir et
traditionnelle. Elle a en effet planifié trois Pour ce faire, le gouvernement veut renfor- les alternatives sont de plus en plus deman-
grands projets PV en Italie (200 MW), en cer la fabrication locale et la recherche et le dées.
Egypte (150 MW) et au Pakistan (50 MW). développement des énergies renouvelables
Total a quant à elle racheté le spécialiste dans le pays. Selon le World Resources Insti-
français des batteries Saft Groupe pour tute (WRI), des centrales à charbon prévues Dr Matthias Fawer et Balazs Magyar,
950 mio d’euros, car elle veut mieux se pré- dans certaines provinces de Chine devraient recherche en durabilité, Vescore AG
Energies Renouvelables Nº 3 juin 2016 5
ACTUEL
RAYONNEMENT GLOBAL (W/m2) ANOMALIE (W/m 2)
Mai 2016 Mai 2016
Grafiken: MeteoSchweiz
ROUTE SOLAIRE WATTWAY: CELLULES
1000 KM DE PHOTOVOLTAÏQUE SOLAIRES
Récolter l’électricité sur les routes? Cela pourrait devenir réalité si le projet révolutionnaire TRANSPARENTES
de route solaire voit le jour. Dans cinq ans à peine, 1000 kilomètres de routes françaises de-
vraient être couvertes de cellules photovoltaïques. Telles sont en tous cas les intentions de Les modules solaires ne sont pas toujours
la ministre de l’énergie et de l’environnement Ségolène Royal. Ces modules solaires antidé- un plaisir pour les yeux. Raison pour la-
rapants et robustes se nomment Wattway. L’entreprise française Colas fabrique ce revête- quelle les physiciens de l’Université de
ment spécial pour le projet-pilote. Des tests sont encore prévus ce printemps mais la mi- Leipzig ont développé une cellule solaire
nistre de l’énergie est optimiste: le projet ne devrait pas se limiter à quelques kilomètres transparente. Elle est composée d’oxydes
tests. Les dalles de modules mesurent 7 millimètres d’épaisseur et 15 centimètres de côté et de zinc et de nickel qui sont des métaux
sont composées de silicium polycristallin. D’après les données de l’entreprise Colas, bon marché et facilement disponibles, elle
20 mètres carrés suffisent à approvisionner en courant une maison individuelle. Avant de peut absorber les ondes ultraviolettes et est
poser les premiers mètres de Wattway, un test de résistance a été effectué : les dalles ré-
sistent même aux pneus des camions. Les modules sont directement posés sur la route.
Pour financer le projet, le gouvernement prévoit une hausse de la taxe sur l’essence. (nhp)
Photo: Universität Leipzig
adaptée à une application sur des surfaces
étendues, notamment le verre. Elle a été
développée suite à un travail de recherche
de trois ans des physiciens Marius Grund-
mann et Robert Karsthof. « Il n’existait
jusqu’ici pas de diodes transparentes adap-
tées aux cellules solaires», relève le physi-
cien qui a déjà développé par le passé des
displays et transistors transparents avec le
même matériel. Les chercheurs ont récem-
ment publié les résultats de leurs travaux
dans le journal spécialisé Physica Status So-
lidi. «Il s’agit d’un pas de géant », s’en-
thousiasme Marius Grundmann dont le
Photo : Colas
projet de recherche «Cellules photovol-
taïques transparentes » a été soutenu par la
Sächsischen Aufbaubank. (MM)
6 Energies Renouvelables Nº 3 juin 2016
ACTUEL
DES SYSTÈMES DE STOCKAGE : RAPPORT DE L’UE SUR LE
FORTE CROISSANCE PROGRAMME NUCLÉAIRE
EuPD Research prévoit dans une analyse que le marché des systèmes La commission européenne a présenté un rapport attendu depuis long-
de stockage de courant photovoltaïque fasse plus que quadrupler en temps sur le programme nucléaire de l’UE. Il aurait dû paraître l’année
Europe d’ici 2020 avec une croissance de presque 900 millions d’eu- passée déjà, il est le premier rapport de ce type depuis la catastrophe
ros. L’entreprise d’étude de marchés prévoit une croissance du vo- de Fukushima sur la politique nucléaire de l’UE. 129 réacteurs sont à ce
lume des installations de systèmes de stockage privés d’ici 2020 de jour en activité dans 14 Etats membres. La part de l’électricité nucléaire
500 %, dont la plus grande partie devrait avoir lieu d’ici 2017 en Al- dans le bouquet électrique, qui est aujourd’hui de 27 %, devrait passer
lemagne. Dès 2018, d’autres pays comme l’Italie, la Grande-Bre- à 20 % d’ici 2025. Aujourd’hui, les coûts de construction d’une cen-
tagne et la France devraient rattraper leur retard. Les marchés de trale nucléaire seraient 47 % plus
systèmes de stockage les plus intéressants d’après le World Energy élevés qu’en 2008, d’après les
Storage Markets Report 2015 se trouvent dans les pays où l’auto- chiffres publiés dans le dernier
consommation de courant vaut la peine en raison de la parité du ré- «Programme indicatif nucléaire
seau ou d’autres conditions-cadres comme en Allemagne ou en Ca- pour la Communauté». Les rai-
lifornie. Dans de nombreux autres marchés, des petites modifica- sons de cette hausse sont l’aug-
tions des tarifs d’injection et des prix du courant promettent de mentation des prix par unité ato-
nettes améliorations de la rentabilité économique. Les prix du stoc- mique et les prix plus élevés de
kage domestique ont chuté de 25 % depuis 2014. (SoPr.) démantèlement des centrales.
Ainsi, pour rentabiliser une cen-
LA BAVIÈRE ENCOURAGE LES trale, les durées d’exploitation
devraient être augmentées de 64 %, donc prolongées d’au moins 10
Photo : Greenpeace
SYSTÈMES DE STOCKAGE ou 20 ans. La commission estime entre 350 et 450 milliards d’euros les
investissements nécessaires au cours des 35 prochaines années dans la
En Bavière (D), les exploitants privés de systèmes de batteries de construction de nouvelles centrales nucléaires destinées à remplacer les
stockage utiles au réseau peuvent compter sur une aide globale de centrales actuelles, afin de pouvoir garantir une capacité de production
plus de 5000 euros de la part du Land et de l’état allemand pour comprise entre 95 et 105 GW jusqu’en 2050. Le groupe Verts-ALE a
l’assainissement de leur bâtiment. Le programme bavarois demandé une contre-expertise. Michèle Rivasi, vice-présidente du
10 000 maisons se combine avec les programmes d’aide de l’Etat al- groupe Verts-ALE, critique ce rapport de la commission européenne:
lemand, en particulier le programme KfW qui permet le finance- « Plus qu’un rapport scientifique, ce document mixte une pensée pre-
ment à taux d’intérêts favorables d’investissements dans le domaine nant ses désirs pour des réalités et de la pure propagande. Il est parti-
des énergies renouvelables. Les propriétaires peuvent profiter, en culièrement inquiétant que la commission considère l’avenir du secteur
plus des incitations au stockage avec un remboursement de la part nucléaire comme prometteur grâce à la prolongation de la durée de vie
de l’Etat fédéral pouvant atteindre 25 % des coûts, de l’aide «Ener- de certains réacteurs pouvant aller jusqu’à 60 ans. (...)» (MM)
giebonus Bayern» lors de l’installation d’un système de stockage de
courant photovoltaïque comprenant un système de management
énergétique. Avec une injection de courant dans le réseau de maxi-
PAS D’INDEMNISATION POUR
mum 50 % de la puissance photovoltaïque installée, ils peuvent LA FERMETURE EXIGÉE
également profiter des avantages de prix du courant auto-
consommé. La condition pour obtenir l’aide : l’assainissement tech- Plusieurs opérateurs de centrales nucléaires ont demandé des indemni-
nique et énergétique de la maison doit se faire sur la base de la pro- tés pour la fermeture exigée de plusieurs centrales nucléaires suite à la
motion KfW pour les maisons à énergie positive. (SoPr.) catastrophe nucléaire de Fukushima. L’entreprise ENBW a subi une dé-
faite suite à sa plainte contre le gouvernement et le Land Baden-Würt-
LE COURANT SOLAIRE EN
PLEIN ESSOR
D’après le dernier rapport de l’Agence internationale de l’énergie
(IAE), la puissance des installations photovoltaïques installées dans
le monde l’an passé s’élève à 50 GW. Cela correspond à une crois-
sance de 25 % en une année seulement. C’est plus que jamais.
L’énergie solaire s’est particulièrement développée en Chine (15,1
Photo : màd
GW) et au Japon (11 GW). En Europe, la Grande-Bretagne a surtout
investi (3,5 GW). D’autres pays européens ont communiqué que
leurs marchés du solaire sont soit en déclin, soit stagnants. En temberg. Le Tribunal de Bonn a en effet rejeté la plainte début avril.
Suisse, selon une extrapolation, le marché aurait crû de 300 MW en ENBW demandait au gouvernement et au Land Baden-Württemberg
2015. En comparaison, la centrale nucléaire de Beznau possède une indemnité de 261 millions d’euros pour compenser la fermeture
deux réacteurs de chacun 265 MW. Dans le monde, le courant so- exigée de deux centrales après la catastrophe nucléaire de 2011. Le tri-
laire couvre 1,3 % des besoins en électricité, en Europe 4 %. bunal a motivé sa décision sur le fait que les exploitants n’ont pas im-
(Bauwelt) médiatement fait recours contre l’arrêt des centrales. (MM)
Energies Renouvelables Nº 3 juin 2016 7
POINT FORT
MODULES PV
GAINS D’EFFICACITÉ
TOUS LES FRONTS
TEXTE : SASCHA RENTZING de gains d’efficacité des cellules solaires et des modules.
Le degré d’efficacité est un critère décisif pour la compé-
titivité d’une installation solaire. D’après la branche,
Lorsque, il y a dix ans, le courant solaire provenant de pour chaque pourcent d’efficacité gagné, les coûts
grandes installations au sol coûtait encore environ chutent de 5 % car les besoins en matériaux diminuent.
40 centimes d’euro le kWh en Allemagne, personne ne La crise des ventes ayant été surmontée, la course au
comptait sur le photovoltaïque. Cela a bien changé : ac- degré d’efficacité a repris. Car, avec le boom actuel en
tuellement, les grandes centrales solaires produisent le Asie et aux Etats-Unis, les entreprises gagnent de nou-
kWh pour à peine 7 centimes. Cette énergie est ainsi veau davantage d’argent, ce qui leur permet d’investir
juste un peu plus coûteuse que l’énergie renouvelable la dans le développement de leurs produits.
meilleur marché, à savoir l’énergie éolienne. Celle-ci, En particulier dans le photovoltaïque à base de silicium,
lorsque les sites sont bien choisis, peut être produite pour le nombre de projets de recherche et développement aug-
5 à 6 centimes. Et la fin de la courbe de progression du mente. Les cellules standards cristallines atteignent au-
solaire n’est de loin pas encore atteinte. Les experts jourd’hui un degré moyen d’efficacité de 20 % alors que
partent du principe que les coûts de production du pho- leur limite pratique a été évaluée à 26 %. Les déve-
tovoltaïque pourraient descendre de 4 à 6 centimes d’ici loppeurs cherchent à atteindre ces valeurs avec des nou-
2025. velles structures de cellules. Les cellules dites à hétéro-
La raison principale de ces prévisions optimistes est le jonctions ainsi que les cellules à contacts arrière s’ap-
fait que les experts voient encore un très grand potentiel prochent du seuil de 26 % même si la fabrication des ces
8 Energies Renouvelables Nº 3 juin 2016
POINT FORT
AUJOURD’HUI, APRÈS AVOIR SURMONTÉ LA CRISE,
LES ENTREPRISES SOLAIRES GAGNENT DE NOUVEAU
DE L’ARGENT ET LA RECHERCHE ET LE
DÉVELOPPEMENT SE RENFORCENT. LA COURSE À
L’EFFICACITÉ DU PHOTOVOLTAÏQUE FRANCHIT UNE
NOUVELLE ÉTAPE.
SUR
Photo: Bundesverband Solarwirtschaft
Des étudiants se font une idée de la recherche de pointe.
A Fribourg, ils ont l’occasion de regarder les processus
de recherche de tout près.
cellules est complexe et nécessite encore des étapes sup- d’appliquer un contact sur toute la surface arrière sans
plémentaires. Le concept de cellules à contacts arrière structuration grâce au développement d’un nouveau
développé par l’entreprise américaine précurseur type de surface arrière », explique Martin Hermle, scien-
Sunpower se base sur une surface avant sans projection tifique de l’ISE. L’avantage de ce concept réside dans une
d’ombre, la lumière du soleil pouvant ainsi pénétrer li- simplification du procédé de fabrication tout en amélio-
brement jusqu’au semi-conducteur. Par conséquent, tous rant l’efficacité de conversion des cellules solaires. Le
les contacts sont posés sur la surface arrière et néces- contact arrière en technologie TOPCon (Tunnel Oxide
sitent des structures spéciales, ce qui engendre des coûts Passivated Contact) a été conçu par les chercheurs avec
supplémentaires. L’objectif est donc de développer des une couche de passivation permettant de réduire les
cellules hautement efficaces qui ne nécessitent pas de pertes de courant. Martin Hermle estime que les cellules
processus coûteux. TOPCon pourraient être produites dans des proportions
commerciales d’ici deux à trois ans. Mais les procédés
PLUS DE 25 % D’EFFICACITÉ pour la production de masse nécessiteraient cinq à six
Les nouvelles cellules dites « TOPCon » de l’institut Fraun- ans supplémentaires de développement.
hofer ISE offrent des perspectives avec un degré d’effica- Les cellules solaires à couches multiples sont encore plus
cité de 25,1 %. « Jusqu’ici, l’augmentation du degré d’ef- efficaces que les cellules au silicium. Elles sont compo-
ficacité des cellules solaires était toujours liée à des sées de plusieurs couches de différents semi-conducteurs
structures complexes de cellules solaires. Le gros avan- comme le gallium, le germanium ou l’indium. Les maté-
tage de notre concept est que nous sommes en mesure riaux absorbent différents spectres du rayonnement so-
Energies Renouvelables Nº 3 juin 2016 9
POINT FORT
laire, le degré d’efficacité de ces cellules est ainsi parti- nique du concentrateur est valable pour les pays qui
culièrement élevé: le record d’efficacité atteint par l’ISE disposent d’un rayonnement solaire direct important,
est de 46 %. Mais il y un hic : comme les matériaux sont comme l’Inde. L’institut a débuté une coopération avec le
difficilement disponibles et qu’ils sont coûteux, les cel- centre de recherches indien Netra en avril dernier. «Nous
lules ne peuvent être conçues que de la taille d’un ongle. voulons en premier lieu parvenir à un transfert de
Le module dispose d’une lentille pour concentrer forte- connaissances, particulièrement dans le domaine des
ment la lumière sur la cellule. Un autre désavantage est concentrateurs photovoltaïques CPV », explique le spé-
le fait que les modules doivent suivre le soleil à l’aide cialiste de l’IFE Gerald Siefer.
d’un « tracker » pour qu’ils puissent correctement jouer Les fournisseurs de technologies en couches minces
leur rôle de cellules haute-performance. La percée de ce misent aussi sur des plus grandes parts de marché. Même
système, nettement plus coûteux que les cellules au sili- si les modules en couches minces ont été mis en avant
cium en raison de leur complexité, n’est pas encore ga- comme étant les successeurs potentiels de la technologie
rantie. Mais les chercheurs de l’ISE estiment que la tech- au silicium en raison de leur utilisation relativement
faible de matériaux, seuls les panneaux en tellurure de
cadmium de l’entreprise américaine First Solar ont nette-
LE BÂTIMENT MODULAIRE EXPÉRIMENTAL NEST ment percé le marché. Leur degré d’efficacité s’élève en
A ÉTÉ INAUGURÉ moyenne à 17 %, les modules de pointe atteignent
Une plateforme de recherche et d’innovation unique en son genre entre 18,6 %. First Solar s’impose ainsi dans des régions où
en exploitation: le 23 mai 2016, le bâtiment modulaire expérimental jusqu’ici seuls les modules en silicium étaient commer-
NEST a fêté son inauguration. Son objectif : accélérer les processus cialisés, ceci grâce à des coûts de production plus faibles.
d’innovation dans les domaines de la construction et de l’énergie en L’analyste Jeffrey Osborne a récemment déclaré à
offrant à la recherche, à l’économie et aux instances publiques la pos- l’agence Bloomberg que First Solar produisait des mo-
sibilité de développer et de tester dans des conditions réelles des tech- dules pour 0,40 dollar par watt, moins cher que les fabri-
nologies, des matériaux et des systèmes durables. cants chinois. Les modules en couches minces composés
Tout à la fois bâtiment d’habitation, immeuble de bureaux et labora- de cuivre, indium, gallium et sélénium, appelés tech-
toire d’essai : NEST est un «Living Lab » au sens littéral du terme. Celui nique CIGS pourraient entrer dans une phase décisive
qui y habite est en même temps testeur, et celui qui travaille dans NEST car, selon les données de Michael Powalla de l’institut de
fait partie de l’installation d’essai. NEST a été solennellement inauguré Stuttgart ZSW, ces cellules auraient atteint le même ni-
le 23 mai 2016, soit juste sept ans après que soit née la première idée veau de coûts que les modules en tellure de cadmium:
de ce bâtiment modulaire. NEST lance un pont entre la recherche et «Les coûts de production de la technologie CIGS s’élèvent
l’économie privée, entre les idées qui fonctionnent en laboratoire et les à seulement 0,40 dollar par watt ». Ces valeurs pourraient
être nettement améliorées en développant les capacités
Photo : Roman Keller
de production, d’après le spécialiste de ZSW.
ESPOIR POUR LA COUCHE MINCE?
Le degré d’efficacité des cellules CIGS a aussi régulière-
ment augmenté ces dernières années. ZSW a atteint en
février une efficacité de 22 % avec ces cellules en couches
minces grâce à un procédé de fabrication optimisé, alors
que l’entreprise japonaise Solar Frontier a atteint 22,3 %
en laboratoire. Michael Powalla estime, qu’avec ce type
de cellules, le degré d’efficacité des modules peut passer
en moyenne de 14 à 18 %. L’entreprise de l’est de l’Alle-
magne Avancis travaille déjà avec des absorbeurs CIGS à
haute efficacité. Un module de 30 cm par 30 cm, monté
sur un absorbeur CIGS produit en série, aurait un degré
d’efficacité de 17,9 % selon un communiqué publié en
mai par Avancis. « Nos produits affichent ainsi des ni-
veaux de rendement, limités jusqu’ici aux panneaux de
la filière silicium. Ils peuvent viser de plus en plus d’ap-
produits capables de s’imposer sur le marché. Un lancement de pont plications à contrainte d’espace », relève Jörg Palm
salué de toutes parts ainsi que l’ont montré les festivités d’inauguration d’Avancis. Les investisseurs sont aussi convaincus par le
de NEST: quelque 250 représentants de partenaires de l’économie et de potentiel de la technologie CIGS. L’entreprise de
la recherche ainsi que des instances publiques ont participé aux festi- construction et la maison-mère CNBM construit actuel-
vités d’inauguration de ce projet phare. Le président de la Confédéra- lement en Chine une usine solaire d’une capacité an-
tion Johann Schneider-Ammann a aussi exprimé son contentement nuelle de 1,5 gigawatt qui devrait produire des modules
dans son allocution de bienvenue: «Le domaine de la formation, de la basés sur la technologie d’Avancis d’ici 2017.
recherche et de l’innovation suisse fait preuve de sa vitalité lorsqu’il Ce n’est pas seulement dans le domaine du photovol-
parvient à focaliser les forces des milieux privés et publics sur des taïque au silicium, en couches minces ou utilisant des
questions urgentes – comme NEST l’a réussi de manière exemplaire. » concentrateurs que cela progresse mais également à
Stephan Kälin, Empa l’autre bout de l’échelle d’efficacité avec les cellules so-
10 Energies Renouvelables Nº 3 juin 2016POINT FORT
laires organiques. Elles sont produites par de petites mo- lumière rouge et infrarouge en électricité. En combinant
lécules photoactives qui sont déposées sur du verre ou ces deux semi-conducteurs, une grande part du spectre
une feuille. Leur production est moins complexe que solaire est utilisée et le degré d’efficacité devrait at-
celle des cellules cristallines au silicium qui sont fabri- teindre plus de 25 %. Des chercheurs de Berlin et de Lau-
quées progressivement à partir d’un bloc massif de sili- sanne ont réussi à fabriquer une cellule tandem à partir
cium. De plus, ces feuilles solaires sont relativement lé- de ces deux matériaux d’une efficacité de 18 %. Mais
gères et maniables de sorte qu’elles peuvent être utilisées avant d’utiliser la pérovskite à grande échelle, il faut ré-
au niveau des façades pour des fenêtres produisant du soudre deux problèmes majeurs : la pérovskite est telle-
courant. Jusqu’à présent cependant, la commercialisa- ment sensible à l’humidité qu’il faut l’enrober et elle
tion de cette technologie a échoué en raison de son ren- contient du plomb. Si on arrive à fabriquer des cellules
dement relativement faible et de sa courte durée de vie – en pérovskite résistante à l’humidité et sans plomb, le
les molécules se désintègrent après une courte période. photovoltaïque disposera d’un nouveau semi-conducteur
L’entreprise de Dresde Heliatek, qui produit ces feuilles haute-technologie.
solaires selon un procédé « roll to roll», est porteuse d’es-
poir. En dix ans, elle a réussi à faire passer le degré d’ef-
ficacité de ses cellules organiques de 3 à 13,2 %. Mainte-
nant, d’après les données de Heliatek, l’entreprise veut
atteindre un degré d’efficacité de 15 % et développer la
production en série. L’objectif est de fabriquer, dans un
proche avenir, un gros volume de ces cellules flexibles.
Les idées des scientifiques dépassent cependant le do-
maine connu des cellules. Pour continuer d’augmenter
l’efficacité, ils combinent différentes techniques. Ils
pourraient ainsi former un nouveau duo prometteur avec
des cellules au silicium et des cellules en pérovskite. La
pérovskite est un minéral particulièrement sensible à la
lumière verte et bleue, alors que le silicium transforme la
Energies Renouvelables Nº 3 juin 2016 11SOLEIL
SYSTÈMES DE MONTAGE
AVEC LA RENTABILITÉ CROISSANTE DES CELLULES SOLAIRES, LES SYSTÈMES DE MONTAGE DES
INSTALLATIONS PHOTOVOLTAÏQUES AINSI QUE DES CAPTEURS SOLAIRES ONT ÉGALEMENT
ÉVOLUÉ. COMME, AUJOURD’HUI, L’ESTHÉTIQUE DES INSTALLATIONS JOUE UN RÔLE
QUASIMENT AUSSI IMPORTANT QUE LEUR EFFICACITÉ, EN SUS DES SYSTÈMES INSTALLÉS EN
TOITURE OU AU SOL, LES SYSTÈMES INTÉGRÉS AUX BÂTIMENTS SONT PARTICULIÈREMENT
INTÉRESSANTS. CET ARTICLE DONNE UN APERÇU DES TYPES DE SYSTÈMES DE MONTAGE DES
INSTALLATIONS PHOTOVOLTAÏQUES DISPONIBLES AUJOURD’HUI.
ÉLÉMENT PEU VISIBLE MAIS
IMPORTANT
RÉDACTION: INGRID HESS
On peut facilement faire l’inventaire des
différents types de systèmes de montage
des installations photovoltaïques. Chacun
a ses forces et ses faiblesses et convient
mieux à certaines situations qu’à d’autres
(bâtiment existant ou nouveau bâtiment)
ou est installé à des fins précises (centrale
photovoltaïque). Une chose est certaine :
une installation photovoltaïque peut être
montée pratiquement partout, reste à sa-
voir comment faire pour qu’elle soit le
plus rentable possible. L’orientation de
l’installation a évidemment une influence
Photo : David Galeuchtet
sur le rendement d’une installation photo-
voltaïque.
A noter que tous les modules solaires ne
sont pas compatibles avec n’importe
quelle sous-structure. Il existe des fabri-
cants qui proposent des systèmes de mon- L’Arène blanche Laax: les 240 panneaux solaires CIS de Manz (75 W) ont été fixés à la façade par des
tage spéciaux pour les modules qu’ils pro- rails encastrés.
duisent. Certains systèmes de montage tallations photovoltaïques représente une cadre de montage. Plusieurs fabricants
pour installations photovoltaïques ne sont charge supplémentaire pour le toit, en par- proposent maintenant d’autres solutions.
prévus que pour les modules en couche ticulier si l’installation est lestée. Les don- Les sous-structures pour modules photo-
mince, alors que d’autres sont compatibles nées des fabricants de systèmes de mon- voltaïques sont souvent lestées par du bé-
avec presque tous les modules. Les listes tage, qui sont importantes dans ce cas, sont ton ou par un autre matériau. D’autres
de validation des fabricants confirment la la charge surfacique par m² ou la charge systèmes de montage pour installations
compatibilité des modules avec les cadres linéaire par mètre. Les conditions locales photovoltaïques misent sur les effets aéro-
de montage. comme la charge due à la neige ou au vent dynamiques qui permettent au cadre
sont aussi importantes si le bâtiment a un d’être maintenu sur le toit. Sur les toits
MONTAGE EN TOITURE toit plat sur lequel une sous-structure sera plats, on monte de plus en plus souvent
Les installations photovoltaïques peuvent installée. des installations orientées est-ouest plutôt
être montées de quatre manières diffé- que des installations orientées au sud.
rentes. La plus connue et le plus utilisée est TOITS PLATS Cela permet d’équiper une plus grande
le montage en toiture. Les modules sont Pour les toits plats, l’évacuation aisée de surface du toit en modules qui bénéficie-
montés sur la couverture du toit existant à l’eau est importante. Cela joue aussi un ront de surcroît d’une répartition de la
l’aide de différents systèmes de montage. rôle positif sur la durée de vie du toit. Il production plus grande, avec une absence
pour toit plat, toit incliné, en intégration faut aussi veiller à ce que le montage se du pic de production de midi remplacé
ou non et pour différentes types de couver- fasse sans percer l’enveloppe du toit, sous avantageusement par deux pics.
ture du toit (tôles trapézoïdales, tuiles, eter- peine d’infiltration d’humidité. Il n’est pas Généralement esthétiquement plus inté-
nit, etc. Le système de montage pour ins- toujours nécessaire de visser sur le toit le ressant que le montage en toiture, le mon-
12 Energies Renouvelables Nº 3 juin 2016SOLEIL
tage intégré à la toiture est le système le verses couleurs de la carte des couleurs Tout ce qui doit normalement être vissé
plus élégant pour les installations photo- RAL. Une meilleure intégration optique avec peine sur le toit est effectué aupa-
voltaïques. Les modules sont directement est ainsi garantie. Längle Glas travaille ravant en atelier. Cela raccourcit évi-
intégrés au toit et remplacent la couver- avec Solarwatt. demment considérablement le temps de
ture habituelle du toit par les tuiles ou montage de l’installation.
autres matériaux. Ce type de montage est MONTAGE AU SOL ■ Montavent fabrique des systèmes de
naturellement surtout utilisé pour les Le montage au sol est le quatrième type de montage pour toits plats, inclinés et
nouveaux objets, ce qui permet d’écono- montage pour installations photovol- installations au sol. Il les vend dans le
miser sur les matériaux de couverture et taïques. Contrairement aux pays voisins, monde entier. Le système Montavent
ne génère pas véritablement de travail la Suisse a jusqu’ici peu utilisé ce système. MACH1 SÜD et MACH1 FASTWEST est
supplémentaire. Il peut évidemment aussi Ce type de montage peut être très simple. relativement léger. Le système de mon-
être utilisé dans le cadre de travaux d’iso- Les modules sont montés sur un socle à tage pour toits plats est composé de
lation d’un bâtiment existant. une certaine distance du sol. Cela permet rails courts faisant office de profils de
d’utiliser également la surface de terrain support. Ils permettent d’éviter des
INTÉGRATION À LA FAÇADE pour la pâture. En Suisse, comme le ter- dommages de tension et d’étanchéité au
Avec le développement de types de mo- rain est très cher et que des surfaces niveau du toit.
dules très diversifiés constitués de maté- construites pas encore équipées d’installa- ■ AluStand est un autre fabricant suisse
riaux innovants, de couleurs et d’aspect tions solaires existent en grande quantité, de systèmes de montage pour installa-
variés, les possibilités d’utilisation des il n’est pas raisonnable de consommer du tions photovoltaïques éprouvés. Son
modules photovoltaïques augmentent : les terrain pour y placer des installations so- système se caractérise notamment par le
modules photovoltaïques intégrés en fa- laires. fait qu’il n’y a pas besoin d’outils pour
çade génèrent normalement encore 70 % l’installer.
de la puissance d’une installation en toi- FOURNISSEURS ET FABRICANTS ■ Jurchen Technology a développé un toit
ture. Ils sont donc de plus en plus appré- DE SYSTÈMES DE MONTAGE en tôle qui sert en même temps de
ciés par les maîtres d’ouvrage et sont sou- ■ Ernst Schweizer Metallbau propose structure pour fixer une installation so-
vent économiquement intéressants. toute une série de systèmes de montage. laire. Ce toit en tôle nommé Integra per-
En ayant repris au 1er avril les systèmes met aussi de monter dans un deuxième
DEUX TYPES D’INTÉGRATION de montage pour installations photo- temps une installation solaire sans per-
Comme pour les toits, il existe deux types voltaïques de Bussard, Ernst Schweizer forer la toiture.
d’intégration à la façade: la façade froide les propose maintenant en plus des sys- ■ Chez IWS Solar, les particularités des
pour l’intégration a une façade existante tèmes Indach Solrif®. Il s’agit de sys- systèmes de montage pour les installa-
et la façade chaude pour les nouveaux bâ- tèmes de montage pour toits plats et tions photovoltaïques sont aussi variées
timents. Avec les façades chaudes, les mo- inclinés dans diverses versions. Pour les que les différentes formes de toits et les
dules jouent aussi le rôle d’enveloppe du toits plats, Ernst Schweizer propose un types de modules. IWS Solar dispose de
bâtiment et sont ainsi composés de verre système de montage avec orientation systèmes et de composants adaptés à
isolant doté de propriétés d’insonorisation. est-ouest qui ne perfore pas l’enveloppe toutes les couvertures de toits, qu’il
Le système de fixation «Al-Wall » de l’en- du toit. s’agisse d’une installation sur toit plat,
treprise Längle Glas est un système pour ■ Smartvolt AG offre avec sa SmartSolar- en toiture, intégrée ou au sol, ainsi que
le design de façade utilisant des compo- Box un système de montage particulier. de solutions individuelles.
sants standards. Il peut être utilisé pour
des longueurs allant jusqu’à 20 mètres (en
fonction des prescriptions en vigueur
dans le pays en question). Les profils en
aluminium sont disponibles dans les di-
Le système de montage Smartvolt est prémonté
avant de l’installer sur le toit.
Photo : Smartvolt.
Energies Renouvelables Nº 3 juin 2016 13SOLEIL
PIONNIERS
COURANT SOLAIRE PROVENANT DU TOIT, BIOGAZ, VOITURE ET ENGINS ÉLECTRIQUES
NE PERMETTENT TOUTEFOIS PAS DE CONSOMMER SUFFISAMMENT D’ÉNERGIES PROPRES
SELON L’AGRICULTEUR TONI FRITSCHE. SES IDÉES PARAISSENT PARFOIS FOLLES, MAIS ELLES
FONCTIONNENT SOUVENT.
«MON RÊVE EST UN AUTO-
APPROVISIONNEMENT TOTAL»
TEXTE: MARTIN BRUNNER défini. L’étude sur le bruit et les mesures qu’une partie du courant produit. Le reste
du vent ont été effectuées et l’autorisation est vendu à des tiers par le biais d’un autre
«Certaines personnes me traitent de fou», de construire a été délivrée. «La puissance fournisseur de courant. Et cela peut aussi
relève Toni Fritsche en riant gaiement. On a du vent qui s’élève à 3,7 mètres par se- arriver que je doive consommer du courant
de la peine à le croire, même si cet agricul- conde en moyenne annuelle est un peu qui provient de centrales nucléaires, ce qui
teur a parfois des idées un peu saugrenues. juste. Une telle installation n’est pas très me déplaît beaucoup. »
Il les a souvent lancées avec passion et réa- rentable et coûte par conséquent cher. » Un monoaxe électrique fait partie des
lisées avec succès. Il est motivé par une Raison pour laquelle Toni Fritsche cherche idées folles de Toni Fritsche. Les pétarades
forte volonté. «Mon rêve est d’être totale- des donateurs ou des investisseurs qui typiques de cet engin se sont tues à
ment autonome en matière d’approvision- voudraient bien financer son projet. Gehrenberg. Il ronronne doucement.
nement énergétique», explique l’agriculteur. Toni Fritsche dispose déjà de deux installa- Equipé d’une barre de coupe, il peut même
«Si nous disposons des opportunités et des tions solaires. Il a installé la première pour servir de faucheuse. «Avec un câble de
technologies, c’est bien plus malin de recharger sa voiture électrique qu’il a ache- 150 mètres de long, il est possible de fau-
conserver chez nous la valeur ajoutée. » tée en 2000. «Je voulais absolument pro- cher sans problème tout le champ qui se
duire moi-même l’électricité pour ma voi- situe à côté de notre maison », se réjouit
RECHERCHE D’INVESTISSEURS ture,» explique Toni Fritsche. «J’ai donc Toni Fritsche. «Au lieu d’utiliser 6 litres
Le domaine de Toni Fritsche est situé à monté cette installation sur l’ancien bâti- d’essence, ce qui correspond à 60 ki-
Gehrenberg, sur le haut d’une colline à ment d’habitation en 2003. » La deuxième lowatts, nous n’avons besoin que de 2 ki-
proximité du village de Schlatt, dans le date de 2009, lorsque la rétribution du cou- lowatts d’électricité pour la même sur-
canton d’Appenzell Rhodes-Intérieures. Le rant injecté RPC a vu le jour. Elle a été fa- face. » La débroussailleuse électrique et
site où habite Toni Fritsche avec sa famille briquée et installée par une entreprise son accu dorsal, la tronçonneuse élec-
et ses 13 vaches est exposé au vent. Il n’est suisse. L’aide financière qu’il reçoit reste trique et même la pelleteuse hybride
donc pas étonnant qu’un projet d’éolienne donc en Suisse. Aujourd’hui, l’agriculteur Menzi Muck fonctionnent sans problème,
lui soit venu à l’idée. L’endroit prévu pour produit trois fois plus de courant qu’il n’en économes en énergie et silencieusement.
ériger l’éolienne de 30 mètres de haut est consomme. Seul bémol: «Je ne peux utiliser A cela s’ajoute le biogaz: du biogaz est
produit sur le domaine depuis 1998, l’ins-
tallation est située sous l’étable.
REPENSER L’APPROVISIONNE-
MENT ÉNERGÉTIQUE
Toni Fritsche est et reste poussé par ses
convictions, parfois au-delà de ses forces.
«Les énergies traditionnelles ne seront pas
éternellement disponibles», souligne-t-il.
«Raison pour laquelle je tiens à repenser
notre approvisionnement énergétique. Sur
la durée, un approvisionnement décentra-
lisé est beaucoup plus écologique, meil-
leur marché, plus sûr et plus efficace que
de continuer à faire venir de l’électricité
Photo : Martin Brunner
de loin et d’en perdre la moitié. » Il veut
ainsi poursuivre ses efforts. Toni Fritsche
aimerait par exemple s’équiper d’un trac-
teur muni d’un gazéificateur à bois et d’un
moteur électrique et d’un transporteur
Une autre invention de Fritsche: un monoaxe électrique ronronne doucement. Schilter électrique.
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