Le blog sur l’energie solaire, la location de toitures en panneaux photovoltaiques, l’investissement solaire

Après avoir réalisé une puce électronique, une mémoire flash et un capteur photographique, des chercheurs de l’EPFL démontrent une nouvelle fois le potentiel électronique de la molybdénite (MoS2) en créant des diodes émettant de la lumière ou l’absorbant pour produire de l’électricité.

La molybdénite réserve encore des surprises. Après l’avoir utilisée pour réaliser une puce électronique, une mémoire flash et un capteur photographique, l’équipe d’Andras Kis, au Laboratoire d’électronique et structure à l’échelle nanométrique (LANES), poursuit l’étude de ce semi-conducteur aux propriétés très prometteuses. Elle vient de démontrer la possibilité de créer des diodes émettant de la lumière et des cellules solaires. La recherche est publiée aujourd’hui dans la revue ACS Nano.

Les chercheurs ont réalisé plusieurs prototypes de diodes – composants électroniques ne laissant passer le courant électrique que dans un sens – composés d’une couche de molybdénite et d’une couche de silicium superposées. A leur jonction, chaque électron émis par le MoS2 se combine avec un «trou» – espace laissé vacant par un électron – du silicium. Les deux éléments perdent leurs énergies respectives, qui se transforment alors en photons. «Cette production de lumière est due aux spécificités de la molybdénite, et notamment au fait qu’elle est dotée d’un « gap » direct, explique Andras Kis. D’autres semi-conducteurs transformeraient cette énergie plutôt en chaleur.»

Plus fort encore, en inversant le dispositif, il produit de l’électricitéà partir de lumière. Le principe est le même : en atteignant la molybdénite, le photon éjecte alors un électron, créant ainsi un « trou » et générant un courant électrique. «La diode fonctionne comme une cellule solaire, décrit Andras Kis. Nos tests ont démontré une efficacité typique de plus de 4%. La molybdénite et le silicium agisse là véritablement en tandem. La première est plus efficace dans les longueurs d’ondes lumineuses visibles, tandis que le silicium agit plutôt dans le registre des infra-rouges, couvrant ainsi à eux deux le plus large spectre possible. »

Les chercheurs vont étudier la possibilité de réaliser des leds et ampoules. Cette découverte pourrait surtout, dans un premier temps, permettre de réduire la dissipation d’énergie de certains dispositifs électroniques tels que les microprocesseurs, en remplaçant les fils de cuivre utilisés pour transmettre les données par des émetteurs de lumière.

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La Commission européenne vient d’assigner la Belgique et la Finlande devant la Cour de justice, pour transposition incomplète des règles de l’UE, en matière de performance énergétique des bâtiments.

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Un projet de recherche financé par l’UE baptisé SOLAR-JET a permis de produire, à partir d’eau et de dioxyde de carbone (CO2), le premier carburéacteur « solaire » au monde.

Les chercheurs sont parvenus pour la première fois à réaliser la totalité de la chaîne de production du kérosène renouvelable, en utilisant de la lumière concentrée comme source d’énergie à haute température. Le projet en est encore au stade expérimental, l’équivalent d’un verre de carburant ayant pu être produit en laboratoire par simulation du rayonnement solaire. Ces résultats laissent cependant espérer que l’on pourra un jour produire n’importe quel hydrocarbure liquide à partir de CO2, d’eau et de soleil.

«Grâce à cette technologie, nous pourrons peut-être un jour produire en abondance un carburant plus propre pour les avions, les voitures et les autres moyens de transport. La sécuritéénergétique pourrait s’en trouver grandement améliorée et l’un des principaux gaz à effet de serre responsables du réchauffement climatique pourrait ainsi être transformé en une ressource utile » a déclaré Máire Geoghegan-Quinn, commissaire européenne à la recherche, à l’innovation et à la science.

Le procédé

Dans un premier temps, on a utilisé de la lumière concentrée (simulant le rayonnement solaire) pour transformer du dioxyde de carbone et de l’eau en gaz de synthèse (syngas) dans un réacteur solaire à haute température (voir illustration ci-contre) contenant des matériaux à base d’oxyde de métaux mis au point à l’école polytechnique fédérale de Zurich (ETH Zürich). Le syngas (mélange d’hydrogène et de monoxyde de carbone) a ensuite été transformé en kérosène par Shell selon le procédé« Fischer-Tropsch ».

Si la production de syngas au moyen du rayonnement solaire concentré en est encore à un stade peu avancé de développement, la filière de transformation du syngas en kérosène est déjà en train d’être déployée à l’échelle mondiale par des entreprises, dont Shell. La combinaison de ces deux filières pourrait permettre un approvisionnement sûr, durable et évolutif en carburant d’aviation ainsi qu’en diesel et en essence, voire en matières plastiques. Les carburants obtenus par le procédé Fischer-Tropsch sont déjà certifiés et peuvent être utilisés par les véhicules et avions actuels sans qu’il soit nécessaire de modifier le moteur de ces derniers ou leur infrastructure de ravitaillement.

Le projet quadriennal SOLAR-JET lancé en juin 2011 est financéà hauteur de 2,2 millions d’euros par l’UE au titre du septième programme-cadre de recherche et de développement technologique. Il rassemble des organismes de recherche du monde universitaire et de l’industrie (ETH Zürich, Bauhaus Luftfahrt, Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR), Shell Global Solutions et le partenaire de gestion ARTTIC).

Au cours de la prochaine phase du projet, les partenaires entendent optimiser le réacteur solaire et déterminer si cette technologie peut fonctionner à une plus grande échelle et à un coût concurrentiel.

La recherche de nouvelles sources durables d’énergie demeure une priorité dans le cadre du programme Horizon 2020, programme septennal de recherche et d’innovation de l’Union lancé le 1er janvier 2014. Dans l’appel à propositions pour une énergie «bas carbone» compétitive, publié le 11 décembre dernier, la Commission a proposé d’investir 732 millions d’euros sur deux ans dans ce domaine.

L’appel comprend une rubrique sur le développement de la prochaine génération de technologies pour les biocarburants et les carburants de remplacement durables.

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Boralex a annoncé que sa filiale européenne avait signé le financement à long terme des sites éoliens ‘Fortel-Bonnières’ et ‘Saint-François’ situés dans le Pas de Calais.

D’une puissance installée totalisant 46 MW, les deux parcs éoliens sont dotés de 16 turbines d’une puissance unitaire de 2,85 MW. La construction des deux sites a débuté et leur mise en service devrait se concrétiser d’ici la fin de 2014 pour une première tranche de 23 MW et au début 2015 pour la seconde tranche de 23 MW.

Le montant du financement qui s’élève à près de 65 millions d’euros, soit environ 82 % de l’investissement total, sera assuré entièrement par la banque KfW IPEX-Bank.

La Société québecoise a indiqué opérer une base d’actifs totalisant une puissance installée de plus de 650 MW au Canada, en France et dans le nord-est des États-Unis. Par ailleurs, elle reste engagée, seule ou avec des partenaires canadiens et européen, dans des projets énergétiques en développement représentant environ 250 MW additionnels qui seront mis en service d’ici la fin 2015.

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Des chercheurs ont découvert un autre moyen d’exploiter le soleil non seulement comme seule source d’énergie, mais aussi pour fabriquer directement des matériaux solaires.

Cette percée réalisée par des ingénieurs chimistes de l’Université de l’Oregon pourrait bien entraîner une réduction de coût dans l’énergie solaire, une vitesse accrue dans le processus de production, une utilisation de matériaux plus respectueux de l’environnement, et surtout faire que le soleil soit en mesure de produire à la fois des matériaux pour des dispositifs solaires et de l’énergie pour les alimenter.

Les résultats ont été publiés dans la revue de la Royal Society of Chemistry (RSC), dont le travail est soutenu par la National Science Foundation.

“Cette approche devrait fonctionner et s’avérer être respectueuse de l’environnement“, a déclaré Chih-Hung Chang, professeur de génie chimique à l’université de l’Oregon et auteur principal de l’étude.

“Plusieurs aspects du système devraient contribuer à réduire le coût de l’énergie solaire, et – quand ils seront largement utilisés -, notre empreinte carbone“, a ajouté le Pr Chang. “Le dispositif pourrait fabriquer des matériaux solaires partout où il y a une ressource lumineuse disponible. De plus, dans le processus de fabrication des produits chimiques, il n’y aurait aucun impact sur l’énergie.“

Ce travail est basé sur l’utilisation d’un micro-réacteur “à flux constant” qui génère des encres à nanoparticules afin de constituer des cellules solaires par impression. Les approches existantes qui sont basées principalement sur des opérations par lots sont beaucoup plus longues et coûteuses.

Dans ce procédé, les rayons du soleil sont focalisés sur le micro-réacteur solaire afin d’être chauffés rapidement, tout en permettant un contrôle précis de la température. Même si la lumière dans ce type d’expérience était émise artificiellement, ce processus pourrait être réalisé avec la lumière directe du soleil. “Notre système peut synthétiser des matériaux solaires en quelques minutes par rapport à d’autres processus qui peuvent prendre 30 minutes à deux heures“, a affirmé le Pr. Chang. “Ce gain de vitesse de fonctionnement permet de réduire le coût.”

Pour réaliser ces expériences, les matériaux utilisés comprenaient du diséléniure de cuivre-indium. Toutefois, pour obtenir un coût moins élevé en matériaux, il serait aussi possible de considérer d’autres composants comme le sulfure d’étain zinc cuivre** a dit le Pr. Chang. Et pour rendre le processus capable de fonctionner 24 heures par jour, le soleil aurait aussi pour mission de produire des sels fondus. Ce dernier pourrait être utilisé plus tard comme source d’énergie dans le process de fabrication. Cette étape fournirait un contrôle plus précis dans la température de traitement nécessaire pour créer les matériaux solaires.

Les cellules solaires en couche mince à base de films en chalcogénure ont déjà atteint un rendement solaire assez élevé de conversion d’énergie d’environ 20% en laboratoire ont annoncé les chercheurs, tout en étant plus économique que la technologie du silicium. D’autres améliorations sur l’efficacité devraient être également possibles.

Un autre avantage de cette approche de l’énergie solaire en couche mince reste que les couches solaires absorbantes sont, en fait, très minces – environ 1-2 microns, au lieu de 50-100 microns des cellules classiques de silicium. Cela pourrait faciliter l’intégration de l’énergie solaire dans certaines infrastructures, en recouvrant de couches minces des fenêtres, des toitures ou des façades par exemples.

** Copper zinc tin sulfide (CZTS)

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Le parti conservateur du Premier Ministre britannique David Cameron souhaite mettre fin aux subventions pour l’énergie éolienne terrestre dès l’an prochain s’il gagne les élections nationales.

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La Commission de régulation de l’énergie (CRE) vient de publier son rapport d’analyse sur les coûts et la rentabilité des énergies renouvelables en France métropolitaine ; Le rapport dresse un bilan des filières de l’éolien terrestre, du solaire photovoltaïque, de la biomasse et de la cogénération.

L’analyse de la CRE examine la rentabilité de ces installations de production d’électricitéà partir d’énergie renouvelable afin de s’assurer que le soutien public, financé par les consommateurs finals d’électricité sur la part CSPE de leur facture, ne donne pas lieu à« des profits excessifs » et de vérifier que les tarifs d’obligation d’achat sont adaptés aux réalités économiques, technologiques et industrielles des filières.

Sur le fondement de son analyse, la CRE a formulé un certain nombre de recommandations visant à améliorer le fonctionnement des dispositifs de soutien aux énergies renouvelables.

Recommandations de la CRE

“Il convient d’adapter la durée du soutien à la durée de vie des parcs éoliens à terre, dans la mesure où la quasi-totalité des producteurs prévoit d’exploiter leurs installations pendant au moins 20 ans. Cette hypothèse paraît réaliste, même si le retour d’expérience disponible à ce jour est encore faible. Le tarif dont bénéficient ces installations doit donc être ajusté sur la même durée, de manière à pouvoir le dimensionner précisément en fonction des coûts de ces installations et de la rentabilité attendue.“

“Par ailleurs, la dégressivité introduite dans le tarif pour les 5 dernières années du contrat d’achat est manifestement insuffisante, puisque les parcs disposant des meilleures conditions de vent présentent des rentabilités excessives. Étant donné l’effet de l’actualisation, qui tend à donner un poids prépondérant aux premières années d’exploitation, il est tout particulièrement nécessaire de modifier la structure du tarif. La décroissance du tarif pourrait ainsi prendre place plus tôt, afin de modérer la rentabilité dégagée par les projets bénéficiant des meilleures conditions de vent. Une autre piste intéressante pourrait consister à moduler le tarif chaque année, en introduisant des paliers de rémunération décroissants en fonction du productible atteint au cours de l’année. Enfin, une révision régulière du tarif doit être mise en place, afin d’adapter celui-ci à l’évolution des coûts.“

Concernant plus spécifiquement l’éolien, France Energie Eolienne s’étonne des conclusions de cette étude.

D’après l’étude de la CRE, 60% des parcs ont une rentabilité en dessous du niveau-cible de 5% (donc faible par rapport à d’autres filière) ; pourtant la CRE se base sur les quelques parcs les plus rentables (6% des parcs ont une rentabilité supérieure à 10%) pour proposer de remplacer l’architecture du tarif actuel par un système d’appel d’offres.

France Energie Eolienne s’étonne de ces conclusions, d’autant que la CRE rappelle que sur le seul appel d’offres éolien terrestre lancé en France, 10% de la capacité prévue a dans les faits été effectivement installée.

FEE souligne en outre que l’analyse de la CRE n’est pas vraiment représentative des conditions actuelles – seuls 30% des projets ont été construits ces trois dernières années alors que les coûts de raccordement et les taxes ont considérablement augmenté dernièrement, les régions à venir réputées moins ventées sont peu représentées, les durées d’amortissement sont augmentées à 20 ans sans accroissement des coûts annuels de maintenance, et elle ne prend pas en compte les coûts des projets échoués.

“L’appel d’offres est une belle idée sur le papier puisque c’est le producteur qui propose un prix et l’Etat n’a plus à le fixer. Cela est adapté pour l’éolien offshore, car les projets sont considérables et le prix mal connu. Pour l’éolien terrestre, c’est l’inverse : les projets sont petits, tout le monde connait le prix et des petites et moyennes entreprises peuvent se développer sur le secteur. On a tout intérêt à conserver le tarif. C’est grâce à lui qu’une filière éolienne française a pu émerger et générer 11 000 emplois. Les appels d’offres déstabiliseraient tout le système au moment même où la filière repart” a précisé Frédéric Lanoë, président de FEE.

FEE a réalisé une étude en février 2014 concernant 650 MW de parcs éoliens, donc de la même ampleur que celle de la CRE. Les analyses divergent cependant. Si l’étude met également en valeur que certains parcs – les plus ventés – sont très rentables, elle met surtout en valeur que la rentabilité dans la grande majorité des cas est bien plus faible qu’attendue et que certains producteurs perdent même de l’argent. L’étude explique même qu’à terme les projets éoliens risquent de rencontrer des difficultés de financement à cause de cette faible rentabilité.

[ Moyenne des TRI projet après impôts des parcs en fonction de leur productible ]

Pour autant, France Energie Eolienne souligne également la nécessité de faire évoluer le système tarifaire (révision de la durée d’application du tarif, modulation de ce tarif, révision périodique de son niveau).

“Pourquoi ne pas imaginer un tarif qui fonctionnerait par paliers ? Nous proposons que le prix auquel le producteur est rémunéré dépende de sa production annuelle. Plus le site est venteux, plus c’est intéressant pour le consommateur et pour le producteur. Les sites n’ont pas tous le même niveau de tarif, comme dans un appel d’offres, et en même temps, le système permet à toutes sortes d’entreprises de se développer et de renforcer l’éolien français“, a expliqué Frédéric Lanoë.

Le contrat d’achat à«guichet ouvert » donne la visibilité minimale nécessaire pour que des développeurs s’engagent dans des projets éoliens particulièrement longs à développer en France (6 à 8 ans contre 2 à 4 ailleurs). On constate dans le rapport de la CRE que l’éolien représente une part faible de la CSPE. FEE rappelle que cette part coûte 4 euros par an et par foyer.

>>> Lien – rapport CRE : ici

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Dans le but de protéger la santé publique, et conformément à un projet conclu de manière informelle avec les ministres de l’UE et adopté par le Parlement, il a été conclu que les limites sonores des voitures seront réduites.

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La nouvelle étude EY en partenariat avec le Syndicat des Energies Renouvelables (SER) et THETIS EMR sur Les énergies marines : quelles perspectives de création de valeur en France ?, a été présentée en avant-première aux premières Assises Nationales des Energies Marines Renouvelables à la Cité de la Mer de Cherbourg, le mardi 8 avril et également lors du salon THETIS EMR®.

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Theolia vient de conclure un accord de financement pour le projet éolien de la Haute Borne, situé sur le territoire des communes de Languevoisin-Quiquery, Breuil et Billancourt, dans le département de la Somme.

La compagnie précise qu’il s’agit d’un prêt à long terme basé sur les flux futurs de trésorerie qui seront générés par le parc.

Pour la réalisation de ce projet, Theolia a sélectionné des éoliennes de 3 MW de puissance unitaire, portant ainsi la capacité installée totale du futur parc à 21 MW. Selon le calendrier prévu, les travaux de construction ont débuté au cours du 1er trimestre 2014. Et la mise en service du parc de la Haute Borne est prévue pour le second semestre 2015.

Enfin, conformément à sa stratégie d’optimisation de l’utilisation de ses fonds propres, Theolia est entré en discussion pour la cession de ce parc à la société d’investissement Theolia Utilities Investment Company.

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