Solaire
Solaire photovoltaique
Ces panneaux solaires utilisent l'effet photovoltaïque de matériaux semi-conducteurs (en général à base de silicium).
Les cellules sont assemblées en modules aux bornes desquels se crée une différence de potentiel. Le courant produit est donc continu. Il est ensuite transformé en courant alternatif par un onduleur pour être utilisé ou, plus généralement, injecté dans le réseau.
Les premiers panneaux solaires ont été utilisés dans des applications spatiales.
Leur coût élevé de production n'a pas permis leur développement pour des applications terrestres jusqu'à une époque récente, favorisé par les poussées de fièvre du prix du pétrole.
Les plus gros producteurs de cellules se trouvent en Allemagne (Q Cells, Solar World), au Japon (Sharp, Kyocera, Sanyo) et en Chine (Suntech Power) aux USA (First Solar). D'autres producteurs de cellules se sont installés en Europe (Isofoto en Espagne, Photovoltech en Belgique, filiale de Total et Gdf Suez). On compte au total environ 70 producteurs de wafers et cellules dans le monde, aucune société française dans les 15 leaders (Photowatt à Bourgoin-Jallieu)
Les producteurs de panneaux solaires photovoltaïques sont de plus en plus nombreux profitant d'un marché en pleine expansion dans de nombreux pays (Suntech Power, Mitsubishi, Kyocera, Showa Shell Solar, BP Solar, Motech, SolarWorld...). En France la société Tenesol (filiale Total et EDF) est leader sur ce marché.
Les technologies de semi conducteurs ayant évolué, le prix de revient des cellules a fortement baissé ces dernières années. Les programmes nationaux dans plusieurs pays (dont l'Allemagne et la France en Europe) garantissant le rachat de l'électricité produite à des conditions financièrement intéressantes, les puissances cumulées installées croissent rapidement.
Monde
La puissance installée dans le monde fin 2007 était de 12400 MW, dont 4700 MW en Europe. L'Allemagne et l'Espagne sont les pays disposant de la plus grande puissance installée en Europe.
D'ici fin 2009, la Floride va mettre en service une centrale de 25 MW (90000 panneaux orientables sur 73ha), première centrale solaire d'un programme de la société FPL qui en compte trois.
France
En France, fin 2008, la puissance totale installée et raccordée était inférieure à 100 MW, constituée à 80% de panneaux installés chez des particuliers.
Les installations de plus grande importance installées sur les bâtiments commerciaux et industriels ont commencé à voir le jour en 2008 (exemple : entrepôt de stockage AXE OUEST à Orly (94) - puissance électrique de 242 kWc, Stade Geoffroy Guichard à St Etienne - 2600 m2 - 216 kWc ...)
A fin juin 2009, 135 MW étaient raccordés.
Exemple de La Réunion
On peut noter l'initiative du conseil régional de la Réunion qui a entrepris de faire installer des panneaux photovoltaïques sur 38 sites (dont 36 collèges) pour une production annuelle de près de 6 GWh. Des fermes solaires y seront également construites en particulier le long de la nouvelle route des Tamarins (à l'ouest de l'île). Le programme prévoit un rythme d'installation annuel de 10 à 20 MW.
De tels programme sont mieux amortis à La Réunion du fait d'une part de l'ensoleillement important et d'autre part du prix de rachat du kWh par EDF qui est plus élevé qu'en métropole (0.40 € contre 0.30 € en moyenne).
Début 2010, le plus grand parc solaire photovoltaïque français verra le jour dans le Gers.Il s'agit d'une centrale d'une puissance de 8.9 MWc réalisée par la société Solarezo (Lyon).
Les puissances installées en France sont variables suivant les régions (voir carte ci dessous).
Le grenelle de l'environnement a fixé pour objectif que la puissance installée en France en 2020 soit de 5400 MW.
Application innovante
On peut noter également une application innovante du photovoltaïque dans l'automobile. En effet, Toyota Prius 2 propose en option un toit équipé de panneaux solaires. Ceux-ci alimentent un système de ventilation de l'habitacle afin de réduire la température et moins solliciter la climatisation (une option à 1000 € tout de même !)
Cas des centrales autonomes, l'hydrogène au secours des sites isolés
Dans le cas des centrales autonomes, c'est à dire non reliées au réseau (environ 1% de la production en Europe), la difficulté consiste à stocker le courant produit le jour pour l'utiliser lorsqu'il est nécessaire, la nuit par exemple.
Un certain nombre de petits systèmes autonomes sont exploités (stations de relevés météorologiques ou sismiques isolées, relais téléphoniques, bornes d'appel d'urgence). Cependant, dès lors que la puissance est plus importante, il se pose le problème de l'efficacité des batteries. Une solution consite à produire de l'hydrogène in situ par électrolyse, le stocker et l'utiliser lorsqu'on a besoin de puissance grâce à une pile à combustible. Exemple de couplage EnR/H2 : plate-forme technologique solaire de Vignola (MYRTE) - Corse-du-Sud, centrale photovoltaique de 600 kWc et PAC 200 kW (Helion) - 32 millions d'€ investis entre 2007 et 2013 - voir aussi hydrogène.