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

Un jour viendra où il n’y aura plus de pétrole. Ce jour-là, si nous avons sous la main des panneaux solaires performants et pas trop chers, il faudra peut-être dire merci à Dongling Ma, professeure au Centre Énergie Matériaux Télécommunications de l’INRS (Québec). Dans son laboratoire, elle fabrique des nanomatériaux qui pourraient rendre l’énergie solaire accessible à tous.

Les panneaux solaires actuels, faits de silicium, sont onéreux. En plus, ils ont un gros défaut : ils ne transforment en électricité que la lumière visible du Soleil, pas les rayons infrarouges. Or, ces rayons chauds et invisibles représentent près de la moitié de l’énergie solaire qui atteint la Terre. Quel gaspillage ! Des scientifiques de partout dans le monde tentent donc de créer des panneaux capables d’absorber les infrarouges. Dongling Ma vient de surmonter le défi grâce à des nanomatériaux créés de toutes pièces dans son laboratoire !

Les nanomatériaux sont construits avec des «briques » infiniment petites, qui leur donnent des propriétés fabuleuses. Dongling Ma est tombée sous leur charme pendant son doctorat aux États-Unis : «Ces matériaux sont tellement fascinants ! Ils permettent de faire des choses incroyables ! ». À partir de sulfure de plomb — un minerai très abondant — la chercheure a fabriqué de minuscules cristaux qui ne renferment que quelques centaines d’atomes. À cette échelle, on entre dans un nouveau monde qui ne répond plus aux lois de la physique classique. Ici, c’est la physique quantique qui règne en maître.

Mais pour comprendre comment ce monde diffère de celui qu’on connaît, il faut d’abord rappeler le principe de base de l’énergie solaire. En gros, lorsqu’une particule de lumière ou photon frappe le matériau, elle arrache un électron à un atome. C’est ce flux d’électrons qui crée un courant électrique.

Des boîtes qui changent de couleur

Dans notre monde, pour le sulfure de plomb par exemple, ce phénomène n’est possible que pour la lumière d’une certaine « couleur ». Mais à l’échelle nanométrique, le sulfure de plomb devient changeant. Plus on rapetisse la taille du cristal — qu’on appelle «boîte quantique»— plus la lumière qu’il absorbe tire vers le bleu. Au contraire, plus le cristal grossit, plus il « boit » de la lumière rouge. Attention : les rayons ne sont vraiment ni rouges ni bleus puisque nous sommes dans l’infrarouge et non le visible. Mais le principe est le même… Dongling Ma a créé un nanocristal capable d’absorber des rayons solaires de différentes fréquences simplement en changeant sa taille. Comme si le cristal était le bouton d’un poste de radio permettant de syntoniser différentes fréquences !

Dans son laboratoire, Dongling Ma montre la «boîte à gants» dans laquelle elle fabrique ses petites merveilles. Cet instrument très populaire chez les chimistes est une enceinte vitrée percée de deux trous dans lesquels passent deux longs gants caoutchoutés. Les scientifiques manipulent avec ces gants des cristaux d’une pureté extrême. Pour éviter toute contamination, l’air de l’enceinte a été remplacé par un gaz inerte : l’azote ! Dongling Ma explique qu’en empilant des boîtes quantiques de différentes tailles les unes sur les autres, on obtient un matériau capable d’absorber toute une gamme de rayons infrarouges. Fini le gaspillage !

Des spaghettis nanométriques

Mais quelques nanocristaux ne suffisent pas pour avoir une cellule solaire. Il reste encore à acheminer les électrons arrachés jusqu’à une électrode… Pour y arriver, Dongling a collé ses cristaux sur des nanotubes de carbone, les structures-vedettes de la nanotechnologie. Ces longs spaghettis vides à l’intérieur agissent ici comme des mini fils électriques qui aspirent les électrons libérés et les envoient vers une des électrodes de la cellule solaire, créant ainsi le courant électrique tant recherché.

Dongling Ma est bien fière de ses cellules solaires qui absorbent les rayons infrarouges. Pour l’instant, il ne s’agit que d’un prototype dont les performances ne sont pas encore optimisées. Mais quand elles le seront, ses cellules solaires pourraient devenir une alternative intéressante aux panneaux de silicium. Bien qu’elles ne convertiront pas autant d’énergie solaire en électricité que ces derniers — qui sont difficiles à battre avec leur taux de conversion de 15 à 20 % — leur bas prix jouerait en leur faveur. Autre avantage : alors que les panneaux de silicium sont rigides, ceux faits de ces nanomatériaux seraient flexibles. On pourrait donc les utiliser sur toutes sortes de surfaces : carrosserie de voiture, vêtements, lampadaires, toiture, etc.

Chimie verte et virus

Mais les nanomatériaux de la chercheure venue de Chine ont bien d’autres tours dans leur sac. Ils lui ont aussi permis de faire avancer un nouveau domaine : celui de la chimie verte —une nouvelle façon de faire de la chimie qui utilise moins d’énergie et génère moins de polluants. Son équipe a conçu un nouveau catalyseur, c’est-à-dire une solution qui accélère la réaction entre deux substances. Traditionnellement, on utilise pour ce faire des métaux lourds, des polluants difficiles à récupérer à la fin de la réaction. Mais les nanoparticules de l’INRS sont magnétisées ; elles attirent les substances près d’elles, ce qui augmente les chances d’interaction, mais elles peuvent aussi être récupérées à la fin avec un simple aimant ! Ce nouveau catalyseur peut donc être réutilisé autant de fois qu’on le veut ! Plus de pertes, ni de déchets toxiques !

Ses nanocristaux pourraient aussi s’avérer utiles dans le domaine biomédical ; par exemple, pour suivre le mouvement d’un virus dans une cellule. «Ça pourrait nous aider à comprendre comment les virus nous infectent », dit-elle. Donc peut-être à les stopper avant que la maladie ne s’installe…

Chose certaine : les nanomatériaux livrent leurs promesses. Et l’émerveillement de Dongling Ma à leur égard n’en est que plus grand, de jour en jour… ?

(c) Institut national de la recherche scientifique, 2012 / Tous droits réservés / Photos (c) Christian Fleury

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Aérowatt a été désigné pour la construction de 3 des 9 projets, à l’issue de l’appel d’offres lancé par le Gouvernement français en 2010 pour le développement de l’éolien terrestre dans les départements d’outre-mer et en Corse.

Les centrales développées par Aérowatt, situées en Guadeloupe (Dadoud et Petite Place) et en Martinique (Dehaumont), représentent une puissance cumulée totale d’environ 20 MW.

Selon l’industriel français, la construction devrait débuter d’ici à la fin de l’année, une fois obtenus les autorisations administratives (permis de construire, dossier ICPE) et les financements nécessaires (agrément fiscal et crédit bancaire), pour une livraison et une mise en service dans un délai maximum de 24 mois.

Par ailleurs, on apprend qu’Aérowatt mettra en oeuvre sur ces centrales ses technologies de stockage d’énergie (le procédé par batterie a été retenu) ainsi que la prévision de production (logiciel développé avec METNEXT, filiale de Météo France et de la Caisse des Dépôts). En effet, ces deux dispositifs étaient inscrits dans le cahier des charges de l’appel d’offres dans l’objectif de faciliter l’augmentation progressive de la part des énergies renouvelables dans le réseau électrique sans en remettre en cause la stabilité.

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Le premier projet de recherche et développement (R&D), nommé MICROSOL, auquel participe Exosun vient d’être validé par l’ADEME dans le cadre de l’Appel à Manifestation d’Intérêt (AMI) pour le solaire thermodynamique.

Le projet MICST / MICROSOL, porté par le groupe français Schneider-Electric, a démarré en Janvier 2010. Ce dernier a réuni un consortium d’industriels français capable d’apporter une solution solaire thermodynamique pour la production d’électricité locale de faible puissance (10 kW).

Cette démarche semble particulièrement adaptée à la cible envisagée : “typiquement un village rural dans un pays en voie de développement.“

La première phase du projet, appelée MICST et terminée fin 2011, a permis à EXOSUN de modéliser et de concevoir un champ de concentrateurs cylindro-paraboliques. La seconde phase, appelée MICROSOL, a été présentée à l’AMI solaire 2011 puis validée par l’ADEME. Elle permettra la réalisation courant 2012 d’un prototype à Cadarache sur le site du CEA (le LETH/CEA est le partenaire scientifique sur ce projet) et d’une unité en fonctionnement réelle au Burkina Faso.

** Exosun conçoit des systèmes de suivi et de concentration solaire, et réalise des parcs photovoltaïques au sol équipés de trackers (suiveurs solaires) développés et brevetés par la société. Elle maîtrise tout le processus de mise en oeuvre des parcs : conception, construction et maintenance. L’objectif d’Exosun : réduire le coût du kWh solaire par une forte valeur ajoutée technologique.

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Les architectes Ortner + Ortner Baukunst ont construit un pavillon photovoltaïque équipé de modules solaires sur mesure sur le campus de l’Université de Sciences appliquées de Potsdam, en allemagne.

Un espace social doté d’un revêtement externe solaire, conçu par les architectes Ortner + Ortner Baukunst, a étéérigé sur le campus de l’Université de Sciences appliquées de Postdam. Conçu comme une «galerie de vie», ce pavillon photovoltaïque est équipé de modules solaires incassables, d’une hauteur de 4 mètres, fabriqués par Odersun AG.

Le pavillon photovoltaïque long de 35 mètres ajoute la touche finale au campus universitaire de l’Université de Sciences appliquées de Potsdam, et sera dédié aux événements sociaux, aux initiatives créatives et aux présentations. Les modules solaires d’Odersun, mesurant près de 4 mètres de haut et 1 mètre de large, recouvrent l’intégralité du bâtiment. Réalisés en verre de sécurité incassable de 25 mm d’épaisseur, les modules photovoltaïques forment les éléments de la façade et ont été spécialement conçus et fabriqués pour ce projet.

L’idée d’intégrer un concept de bâtiment écologique à la rénovation du campus forme partie intégrante du projet depuis le début. Les architectes Ortner + Ortner de Berlin ont développé cette idée en collaboration avec les étudiants de l’Université de Sciences appliquées et le fabricant de modules Odersun, spécialiste de l’architecture solaire. Le résultat est une symbiose d’architecture durable, de fonctionnalités et d’efficacité– en résumé, une façade solaire qui produit de l’électricité, mais est également esthétique.

«Outre les critères de conception stricts concernant les modules solaires, le projet nécessitait essentiellement une immense flexibilité au regard des dimensions, de la conception et de la construction de la solution photovoltaïque,» a déclaré Manfred Ortner d’Ortner + Ortner, expliquant la nature complexe du projet. « Odersun propose un immense assortiment de modules, mais a également démontré sa capacité d’adaptation durant ce projet, qui s’est caractérisé par des exigences continuellement changeantes, » a t-il ajouté.

Odersun a fabriqué les modules spécifiques au projet, mais a également fourni une assistance durant les phases de conception électrique et de planification de la construction. La technologie CiSCuT à film mince d’Odersun offre aux architectes une liberté de conception semblable à celle du verre, tout en leur permettant de satisfaire aux exigences de construction durable.

«Nous sommes ravis d’avoir eu l’opportunité de déployer un projet aussi unique aux côtés d’un partenaire aussi réputé, » a déclaré le Docteur Hein van der Zeeuw, directeur général d’Odersun AG. «Cela nous a permis de démontrer la flexibilité qu’offre désormais le secteur de la construction solaire, ainsi que les tailles de modules inhabituelles pouvant être fabriquées sans compromis en termes de design et de fonctionnalité, » a t-il expliqué.

Les modules solaires à film mince sont particulièrement adaptés à une utilisation dans les composants photovoltaïques intégrés (BiPV), car ils offrent de bons rendements, même à l’ombre et à des températures élevées, quand bien même leur alignement par rapport au soleil n’est pas optimal.

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95 MW de projets éoliens terrestres dans les départements d’outre-mer et en Corse, viennent d’être sélectionnés par Nathalie KOSCIUSKO-MORIZET, ministre de l’Écologie, du Développement durable, des Transports et du Logement, et Éric BESSON, ministre chargé de l’Industrie, de l’Énergie et de l’Économie numérique.

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Après avoir attiré l’attention des candidats à l’élection présidentielle, le groupement des particuliers producteurs d’électricité photovoltaïque (GPPEP), souhaite interpeller les élus – par l’intermédiaire de ses 1.300 adhérents – sur les retards de facturation d’EDF-Obligation d’Achat. Ainsi, plus de 600 producteurs seraient touchés.

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Devant le besoin croissant en électricité, de nombreux scientifiques tentent de trouver des manières d’en produire sans rejeter de dioxyde de carbone.

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Dans le cadre du Grenelle de l’environnement, le gouvernement a annoncé vendredi dernier avoir sélectionné 95 MW de projets éoliens terrestres dans les départements d’outre-mer et en Corse.

L’objectif de la France en matière d’énergies renouvelables est d’atteindre un taux de 23% dans le mix énergétique en métropole et de 50% dans les départements d’outre-mer à l’horizon 2020.

« Nos objectifs ne pourront être atteints sans un fort déploiement de l’éolien terrestre. Il représente plus d’un quart de notre objectif et est l’une des énergies les plus compétitives. C’est pourquoi le Gouvernement est mobilisé pour soutenir son développement», a rappelé Nathalie kosciusko-morizet, Ministre de l’écologie et future porte parole du candidat Sarkozy.

« La sélection de ces projets était importante, pour le développement des énergies renouvelables comme pour le développement de projets innovants, couplant éolien et stockage de l’électricité», a ajouté Eric Besson, Ministre de l’Industrie et de l’Energie.

Pour accompagner ce développement, le Gouvernement a lancé en 2010 un appel d’offres portant sur la construction d’ici 2013, d’installations éoliennes terrestres de production d’électricité pour une puissance totale de 95 mégawatts (MW) répartie sur les régions de Corse, Guadeloupe, Guyane, Martinique, La Réunion et les collectivités de Saint-Barthélemy et Saint-Martin.

Les installations devront être équipées de dispositifs de stockage d’énergie électrique et de prévision de production. Grâce à cette exigence novatrice, l’appel d’offres vise à faire émerger des projets qui ouvriront la voie à l’intégration accrue des énergies renouvelables dans les zones dite «non interconnectées», sans remettre en cause la stabilité de ces réseaux.

Suite à l’instruction des dossiers reçus par la Commission de régulation de l’énergie (CRE), le Gouvernement retient neuf projets lauréats, listés ci-dessous. La réalisation effective de ces projets reste subordonnée au respect des réglementations en vigueur.

** Compte tenu des particularités des départements d’outre-mer et de la Corse, dont la majorité du territoire est constitué de communes littorales, une mission a été confiée le 9 février au Conseil général de l’Environnement et du Développement durable et au Conseil général de l’Industrie, de l’Energie et des Technologies pour préciser les contraintes d’implantation des éoliennes dans ces territoires et étudier la nécessité de modifications du cadre législatif et réglementaire.

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Une lettre ouverte, écrite par huit Prix Nobel de la Paix aux chefs d’États européens et aux ministres de l’Environnement, les exhorte de s’attaquer aux sources de carburants les plus polluantes, tels que les sables bitumineux et les huiles de schiste.

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Heliotrop, l’industriel français du photovoltaïque à concentration, a annoncé le 17 février dernier avoir répondu à plus de 20 MW de part de CPV dans les projets déposés sur la sous-famille 3, le photovoltaïque à concentration.

«Nos clients, des groupes et des PME, sont motivés par les perspectives de coûts du photovoltaïque à concentration, grâce à la technologie 1024 Soleils, et par les possibilités d’export de la technologie, de nombreux développeurs solaires se tournant aujourd’hui vers des marchés hors de France continentale. Naturellement, la perspective de création d’emplois a sensibilisé les développeurs, souvent fragilisés par le contexte actuel et pour qui l’emploi en France a une valeur de bon sens. Heliotrop est le seul industriel à concevoir et fabriquer ses modules photovoltaïques à haute concentration en France», a indiqué Paul Bellavoine.

“Les appels d’offre par technologie ont suscité la curiosité, la proposition de valeur Heliotrop a remporté un vif enthousiasme.”

«Il va de soi que nous espérons des analyses rapides des appels d’offres, en particulier sur ces technologies innovantes, et nous observons que juridiquement, dans le solaire comme cela avait été le cas dans la biomasse, le gouvernement peut accepter plus de projets que ce que l’appel d’offre a proposé».

HCPV(r), acronyme d’Heliotrop Concentrated PhotoVoltaics, est une marque déposée de la société Heliotrop.

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