Photovoltaïque

L’énergie solaire peut être utilisée sous forme photovoltaïque pour produire de l’électricité. En 1998, la filière photovoltaïque a fourni 0,04% (1,2 TWh) de la production électrique mondiale.

Historiquement développée en Amérique du Nord (0,9 TWh en 1998), elle connaît une croissance importante dans les pays en développement où elle apparaît comme la solution la mieux adaptée, du point de vue technique (simplicité de mise en oeuvre, autonomie, entretien réduit) et économique, pour répondre aux besoins électriques élémentaires des populations rurales.

Elle progresse également dans les pays industriels, essentiellement pour l’alimentation des sites trop isolés pour être raccordés au réseau mais aussi, comme au Japon et en Allemagne, dans le cadre des grands programmes de toits photovoltaïques reliés au réseau.

En France, comme dans les pays en développement, le groupe EDF participe à l’essor de ce mode de production.

Un facteur de développement

Plus de 2 milliards de personnes dans le monde n’ont pas accès à l’électricité, notamment dans les régions rurales. Dans ces zones, l’énergie solaire est un facteur de développement qui permet de répondre aux besoins élémentaires des familles et des centres de soin et d’assurer la fourniture d’eau potable ou d’irrigation (pompes solaires).

Dans le cadre de ses accords avec l’ADEME, le groupe EDF a participé, au sein d’un groupement d’industriels, à une opération pilote pour l’électrification de trois villages au Burkina Faso. L’électricité ainsi produite sert à pomper l’eau, éclairer un local communal et alimenter un téléphone rural, une télévision ainsi qu’un réfrigérateur pour les médicaments et les vaccins.

Ce groupement étend ses actions au Bénin et au Tchad ainsi qu’au Mali où deux projets sont en cours : l’un pour équiper 4 villages (ce qui permettra de remplacer les lampes à pétrole et d’économiser 600 tonnes de CO2 par an), l’autre pour vingt villages, soit environ 80 000 habitants (8 000 tonnes de CO2 économisées par an).

En 2000, EDF a signé un protocole avec le gouvernement de l’Etat de Bahia au Brésil pour équiper 15 000 foyers en systèmes photovoltaïques. Objectif : permettre à 50 000 personnes environ de brancher des lampes, des petits appareils électroménagers ainsi qu’une radio ou une télévision. Ce programme, l’un des plus importants qui sera réalisé au monde, permettra une économie de 16 000 tonnes de CO2 par an. Il est conduit par un consortium français réunissant EDF, TotalFinaElf et TotalEnergie, premier ensemblier photovoltaïque mondial, qui associe depuis 1997 EDF et Total dans de nombreuses réalisations en Indonésie, au Vietnam.

Ces trois partenaires ont également un projet pour 20 000 foyers au Maroc dans des régions rurales à l’habitat dispersé.

Une solution pertinente pour les sites isolés

En France, le photovoltaïque permet d’alimenter les sites trop isolés pour être raccordés au réseau dans des conditions économiques satisfaisantes. 3 000 habitations sont concernées en métropole et plus de 7 000 dans les DOM.

EDF et l’ADEME apportent leur soutien financier et technique à l’équipement d’environ 1 000 sites par an, principalement dans les DOM, pour une puissance de 1 MW crête (le Watt crête correspond à la puissance maximale des modules photovoltaïque). Fin 2000, près de 4 000 habitations, bergeries et refuges non raccordés au réseau avaient ainsi été électrifiés.

Dans le cadre de la convention signée en 1999 avec le Club Alpin Français pour trois ans, EDF apporte son soutien technique et financier pour installer, étendre ou améliorer les équipements photovoltaïques de plus d’une centaine de refuges du CAF et à en assurer la maintenance. En 2000, le refuge de Platé a été équipé d’une installation (28 modules photovoltaïques, un parc de batteries et un régulateur électronique de fonctionnement) assurant, hiver comme été, l’autonomie énergétique (éclairage, froid, pompage d’eau, petit électroménager). Autres réalisations de l’année : les refuges du Couvercle, du Requin et Albert 1er.

L’énergie de la lumière

La lumière du soleil arrive sous forme de particules, les photons, sur des panneaux constitués de "modules", petits carrés de matériaux semi-conducteurs, généralement du silicium. Ces photons délogent des électrons dans ce matériau produisant ainsi un courant électrique. Sans lumière il ne peut donc y avoir de courant. Il faut donc stocker l’électricité produite pendant la journée dans des batteries. Enfin si une ampoule fonctionne directement avec le courant continu produit par le soleil, ce n’est pas le cas de nombreux appareils (machines à laver, sèche-cheveux…) qui nécessitent du courant alternatif. On branche donc à la sortie du panneau ou de la batterie, un onduleur qui se charge de la conversion.

Quelle énergie pour quelle surface ?

Le courant électrique généré par des cellules photovoltaïques est proportionnel à la surface éclairée et à l’intensité lumineuse reçue et le watt-crête (Wc) est l’unité caractérisant la puissance photovoltaïque. En ordre de grandeur, un panneau de 0,5 m² d’une puissance de 50Wc produira 50 Wh s’il reçoit un éclairement plein soleil de midi pendant une heure.

Des applications plus larges et plus pointues

Surtout utilisé pour l’électrification rurale et le pompage de l’eau potable (à 50%), le photovoltaïque voit son champ d’applications s’étendre au rythme des progrès technologiques : feux clignotants signalant les travaux sur les autoroutes, bornes de secours d’urgence, systèmes de télécommunications, signalisation maritime (comme pour 90 bouées dans l’estuaire de la Gironde) et même alimentation des installations de chloration dans les châteaux d’eau (par exemple dans six communes corses).

Quant au Japon et à l’Allemagne, ils ont engagé de grands programmes pour installer des panneaux photovoltaïques sur les toits des bâtiments existants ou les intégrer en façades dans les constructions neuves. Ces systèmes étant raccordés au réseau électrique, les locaux correspondants sont alimentés par celui-ci dès que leurs besoins dépassent la production fournie par les panneaux photovoltaïques : les jours de faible ensoleillement, la nuit évidemment, l’hiver…