La stratégie du CEA : l’énergie solaire photovoltaïque
Le CEA-Liten aborde les questions des nouvelles technologies de l’énergie pour le bâtiment en association avec l’Institut national de l’énergie solaire (INES) afin de développer toutes les facettes de l’énergie solaire.
Créé en 2005 avec le soutien de la Région Rhône-Alpes et du Département de la Savoie, l’INES regroupe les principaux acteurs français de la recherche et de l’industrie de la filière énergétique solaire, sur les systèmes solaires photovoltaïques comme thermiques. Les équipes du CEA, via son institut Liten, représentent plus de 80% de l’effectif de l’INES.
Sur le solaire photovoltaïque, l’INES développe de la recherche allant de la cellule jusqu’au système :
• matériaux et composants (silicium pour cellules haut rendement, matériaux organiques) ;
• modules ;
• stockage électrochimique (batteries plomb, lithium) ;
• optimisation énergétique des systèmes PV (modélisation, retour d’expérience, intégration au réseau, sécurité).
Dans le domaine du solaire thermique, l’INES travaille sur des capteurs multifonctionnels (thermiques et PV), sur le stockage de la chaleur, la production de froid à partir d’énergie solaire, ainsi que sur les technologies de solaire à concentration pour la production d’électricitéà l’échelle industrielle (CSP).
Les recherches du CEA s’organisent autour des installations de l’INES, où il pousse à la mise en place de plateformes technologiques visant à favoriser les transferts à l’industrie.
Une stratégie de plates-formes dédiées
Fin 2008, la France possédait un parc photovoltaïque installé de 175 MW, pour une part effective de 0,1% dans la production d’électricité (source : EDF). Cette part est petite, mais en très forte progression d’une année sur l’autre.
Une politique très volontariste a été mise en place :
• le Grenelle de l’environnement fixe un objectif de 5 400 MW installés en 2020 ;
• des tarifs de rachat très avantageux ont été fixés réglementairement.
Pour que l’énergie solaire photovoltaïque devienne réellement intéressante économiquement, on considère que le prix du watt photovoltaïque doit encore être divisé par deux à trois. L’objectif ultime est d’atteindre un coût inférieur à 1 euro/watt à l’échelle du module photovoltaïque, et de 2 euros/watt installé (prix d’investissement du système PV).
Avec ses partenaires, le CEA développe une filière photovoltaïque silicium cristallin complète, c’est-à-dire du matériau au système photovoltaïque en passant par les lingots, le sciage ou encore la cellule et le module photovoltaïque.
Au niveau des matériaux, le procédéPHOTOSIL basé sur le silicium métallurgique a permis d’obtenir des cellules solaires à partir de silicium métallurgique à plus de 16% de rendement, résultat qui le situe au meilleur niveau mondial.
Pour pérenniser en France la filière industrielle sur le photovoltaïque silicium multi cristallin, la sociétéPV-Alliance a été créée en novembre 2007 par PHOTOWATT, EDF-EN et la filiale d’investissement du CEA.
Une nouvelle plate-forme technologique d’étude des cellules Silicium, Restaure 2, a été installée à l’INES et a permis de réaliser rapidement deux transferts technologiques sur la ligne industrielle existante de PHOTOWATT. Ces transferts ont permis de gagner plus de 1% sur le rendement des cellules PV.
En parallèle, une technologie de cellules PV à haut rendement, dite à hétérojonction, réalisé sur une machine de technologie coréenne écran plat a récemment permis d’atteindre un rendement de 20%,. En plus de ces travaux de recherches, une nouvelle société impliquant également le CSTB1 et le LNE2 a été créée sur le site de l’INES pour certifier les produits photovoltaïques et éviter ainsi aux industriels français de dépendre uniquement de centres de certification étrangers peu enclins à soutenir les industriels français.
[ Credit Photo / Chassis de test de cellules photovoltaïques - (c) C.Dupont/CEA ]
1 Centre Scientifique et Technique du Bâtiment.
2 Laboratoire national de métrologie et d’essais.
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