Solaire

Qu’est-ce que l’énergie solaire ?

L’énergie solaire est une forme d’énergie renouvelable qui exploite le rayonnement du soleil pour produire de l’électricité, de la chaleur ou même du froid. Il s’agit de l’une des ressources énergétiques les plus abondantes sur Terre, et elle peut être utilisée à travers plusieurs technologies pour répondre à divers besoins énergétiques.

Comment ça marche ?

Les panneaux solaires sont composés de cellules de semi-conducteurs. Sous le rayonnement, les électrons présents sur la couche supérieure des semi-conducteurs sont déplacés vers la couche inférieure et induisent une différence de potentiel qui est alors exploitée comme celle d’une pile pour débiter un courant électrique. Le panneau est connecté à un onduleur qui reçoit un signal continu et variable qu’il va traduire en courant alternatif. Ce courant est ensuite injecté sur le réseau ou directement dans des batteries s’il n’y a pas de connexion au réseau possible.

Les avantages de l’énergie solaire :

  • Renouvelable et abondante : Le soleil fournit une source d’énergie pratiquement inépuisable, avec un potentiel bien au-delà de nos besoins mondiaux. Chaque heure, la Terre reçoit suffisamment de rayonnement solaire pour couvrir la demande énergétique mondiale pour une année entière.
  • Réduction des émissions de CO2 : Contrairement aux énergies fossiles, l’énergie solaire n’émet pas de gaz à effet de serre pendant son utilisation. Cela en fait une solution clé dans la lutte contre le changement climatique.
  • Indépendance énergétique : En utilisant l’énergie solaire, les consommateurs peuvent réduire leur dépendance aux réseaux d’électricité traditionnels et aux énergies fossiles, en particulier dans les zones où l’accès à l’électricité est limité.

Les applications solaires :

  • Installations résidentielles : Les panneaux photovoltaïques peuvent être installés sur les toits pour produire de l’électricité pour les maisons. Cela permet de réduire la facture d’électricité tout en utilisant une énergie propre.
  • Centrales solaires à grande échelle : Les fermes solaires, avec des milliers de panneaux, permettent de produire de l’électricité à grande échelle et de l’injecter dans le réseau national. Elles sont souvent implantées dans des zones où l’ensoleillement est fort et constant.
  • Autoconsommation et stockage : Couplée à des systèmes de batteries, l’énergie solaire permet aujourd’hui de stocker l’électricité produite pour une utilisation ultérieure, notamment la nuit ou lors des journées nuageuses. Cela renforce l’autonomie énergétique des utilisateurs.

 

Les panneaux solaires en silicium cristallin, les plus répandus, ne nécessitent pas de métaux rares. Le silicium, qui constitue l'essentiel du panneau, est le deuxième élément le plus abondant dans la croûte terrestre. Cependant, les panneaux à couche mince, comme ceux utilisant du tellurure de cadmium ou de l'indium-gallium, contiennent des matériaux plus rares. Ces panneaux ne représentent que 5 % du marché.

Les panneaux solaires sont recyclables à plus de 90 %. Le verre, qui constitue une grande partie du panneau, ainsi que les métaux comme l'aluminium (cadre), sont facilement recyclables. Le silicium des cellules peut également être réutilisé dans la fabrication de nouveaux panneaux. En Europe, des filières spécifiques de recyclage se sont mises en place, notamment sous l’impulsion de la directive européenne DEEE (Déchets d’Équipements Électriques et Électroniques), qui impose le recyclage des panneaux en fin de vie.

Oui, les panneaux solaires continuent de produire de l'électricité par temps nuageux ou en hiver, mais leur rendement est moindre. En effet, les panneaux photovoltaïques captent la lumière du soleil (et non la chaleur), donc tant qu'il y a de la luminosité, ils fonctionnent. Cependant, en hiver, les jours sont plus courts et l'ensoleillement moins intense, ce qui peut réduire la production de 30 à 50 % par rapport à une journée ensoleillée d'été.

L'impact environnemental des panneaux solaires est principalement lié à leur fabrication, en particulier à la production des cellules photovoltaïques, qui nécessite de l'énergie et des ressources. Cependant, sur l'ensemble de leur cycle de vie (production, utilisation, recyclage), les panneaux solaires émettent entre 20 et 40 g de CO2 par kWh produit, contre plus de 400 g pour les centrales à charbon. Après environ 2 à 3 ans d'utilisation, un panneau solaire a déjà compensé l’énergie nécessaire à sa fabrication.

En général, les panneaux solaires, qu'ils soient installés sur des toits ou en centrales au sol, ont un impact limité sur la biodiversité. Les centrales solaires au sol peuvent toutefois affecter l'écosystème local si elles sont mal placées (zones naturelles sensibles). Afin de limiter cet impact, des études d'impact environnemental sont réalisées avant chaque projet, et des mesures comme l'installation de haies ou la plantation de végétation spécifique peuvent être mises en œuvre. De plus, certaines centrales solaires permettent le pâturage d'animaux comme les moutons entre les rangées de panneaux.

Après 25 à 30 ans d’exploitation, une centrale solaire peut être partiellement ou totalement renouvelée en fonction de l’état des équipements. Les panneaux, onduleurs et autres composants peuvent être recyclés ou remplacés par des équipements plus performants (repowering). Le site doit ensuite être remis en état, ce qui inclut le démontage des structures et la réhabilitation des terrains, souvent à des fins agricoles ou pour un autre usage.

Alors qu'elle représente 18 % % de la population mondiale, l’Afrique représente à peine 3 % de la consommation mondiale d’électricité. Le taux d’électrification moyen du continent atteint 40 % de la population africaine mais à peine 23% en zone rurale.

Le continent africain bénéficie d'un ensoleillement exceptionnel, de l'ordre de 2 000 à 3 500  heures de soleil par an selon les régions. A titre de comparaison, la France bénéficie d'un ensoleillement de l'ordre de 1 500 à 2 500 heures selon les régions également.

Compte tenu du besoin en électricité des populations et de l'ensoleillement, il nous paraissait beaucoup plus logique de proposer cette technologie en Afrique.