Le photovoltaïque peut-il rester l’un des vecteurs majeurs d’énergie verte ?
Les records s’accumulent, que ce soit les températures, la sécheresse ou les pénuries d’eau, sans oublier les hectares de forêts brûlées. Le changement climatique est indéniable. La transition énergétique est alors indispensable, avec notamment le recours à l’énergie solaire pour décarboner nos activités. Mais ce climat plus chaud, malgré un ensoleillement optimal, a-t-il des conséquences sur cette technologie verte ?
Alors que l’été est loin d’être fini, le mois de juillet a déjà battu des records en France et en Europe occidentale. D’ailleurs, une cellule interministérielle de crise a été activée vendredi en France, face à la pénurie d’eau : 93 départements font l’objet de restrictions d’eau dont 62 sont considérés « en crise », le niveau d’alerte le plus élevé.
Les conséquences du changement climatique se font ressentir de manière intense, impactant tous les niveaux des écosystèmes. Pour atteindre la neutralité carbone en 2050, l’accélération des dynamiques actuelles de sobriété, d’efficacité énergétique, de développement des énergies renouvelables et d’électrification des usages énergétiques (transport, chauffage, industrie) est indispensable. L’énergie solaire motive le développement de technologies d’avenir, toujours plus performantes et palliant les défauts avec succès, comme le stockage de l’énergie non utilisée ou l’arrêt de production lorsque l’ensoleillement n’est pas optimal — par temps couvert ou la nuit.
La production individuelle d’énergie peut représenter une manière pour tout un chacun de contribuer à la lutte contre le réchauffement climatique, comme le propose ENGIE My Power. En effet, une installation photovoltaïque utilise l’énergie solaire afin de produire une électricité verte et de source renouvelable. Elle ne met donc pas en péril la sécurité de l’approvisionnement énergétique, contrairement aux énergies fossiles dont les stocks diminuent. De plus, la production photovoltaïque n’émet pas de gaz à effet de serre. Elle ne génère pas de pollution comparable à celle des modes de production conventionnels.
L’autosuffisance énergétique
Consommer l’électricité que l’on a soi-même produite, c’est possible. Mais revenons d’abord sur l’effet photovoltaïque, découvert par Becquerel en 1839, et mis en application dans les cellules photovoltaïques, petits composants électroniques des panneaux solaires.
Les photons de la lumière issue du Soleil transfèrent leur énergie aux électrons du matériau semi-conducteur (le silicium le plus souvent). Ceux-ci se mettent en mouvement et créent un courant électrique collecté par une grille métallique très fine. Assemblées en série et en parallèle, puis protégées par différentes couches de matériaux afin de former un module photovoltaïque, ces cellules fournissent une tension et un courant électrique. En fonction des technologies photovoltaïques présentes sur le marché, entre 8 et 22% de l’énergie solaire peut être convertie en électricité par un module photovoltaïque, selon l’ADEME.
Ensuite, il faut savoir que l’autoconsommation individuelle consiste à consommer tout ou partie de sa production. L’installation photovoltaïque est ainsi raccordée directement sur l’installation électrique intérieure. Ce modèle existe en France depuis le développement du photovoltaïque. Initialement limité aux installations en site isolé, il s’est ensuite appliqué aux installations raccordées au réseau dans les années 90. En 2000, le surplus d’énergie produite peut être revendu et réinjecté dans le réseau.
Ainsi, sur ce principe, ENGIE My Power propose une installation solaire clé en main en autoconsommation individuelle pour la maison ou l’entreprise. Elle permet de consommer l’électricité verte, produite par les panneaux solaires pour les besoins de l’utilisateur (chauffage, éclairage, électroménager, eau chaude…), avec des projets adaptés aux habitations, via l’installation de panneaux solaires (voir la page « Schéma installation panneau solaire » pour en savoir plus). Seules 3 conditions sont déterminantes pour l’éligibilité à ENGIE My Power : la localisation du logement, hors zone bâtiment de France et à plus de 500 mètres des monuments ; les caractéristiques du toit — inclinaison, orientation et surface — ; et l’absence d’ombrage sur la surface d’emplacement des panneaux solaires.
Déséquilibre entre la chaleur et la lumière lors des canicules
De manière instinctive, des records de températures et donc d’ensoleillement font croire à un record de production d’énergie solaire, un avantage écologique à ces phénomènes extrêmes liés au changement climatique. Mais il n’en est rien.
En effet, pour la production d’énergie solaire, la quantité d’ensoleillement – également appelée irradiance – est plus importante que la quantité de chaleur. Jamie Taylor, de l’Université de Sheffield, explique à la BBC : « C’est à cause de cet équilibre entre l’irradiance et la température que le record de production de pointe sur une demi-heure est toujours en avril ou en mai, car c’est à ce moment-là que nous avons un temps ensoleillé mais relativement frais ».
De manière concrète, les panneaux solaires sont testés à une température de 25 degrés Celsius. Au-dessus de cette température, quelle que soit la luminosité du soleil, l’efficacité commence à décliner. La chaleur provoque l’excitation d’un nombre excessif d’électrons du panneau – ceux responsables de la conversion de l’énergie du soleil en électricité -, ce qui finit par réduire la tension générée par le panneau et son efficacité. L’impact n’est pas minime. Des températures élevées peuvent réduire l’efficacité des panneaux solaires de 10 à 25%, selon CED Greentech, l’un des principaux fournisseurs d’équipements de panneaux solaires aux États-Unis, alors même que la demande énergétique est en forte hausse notamment avec les climatisations. Le parc solaire devra donc s’accroitre pour répondre aux besoins du réseau, et sortir des énergies fossiles et des centrales nucléaires impactées bien plus par les hausses de températures.
