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Journée I-tésé du 3 Juin 2010 1 Efficacité et solaire photovoltaïque Sophie Avril, Christine Mansilla et Françoise Thais © INES.

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1 Journée I-tésé du 3 Juin Efficacité et solaire photovoltaïque Sophie Avril, Christine Mansilla et Françoise Thais © INES

2 Journée I-tésé du 3 Juin Efficacité technique : le rendement a-t-il un sens pour une énergie renouvelable ? © SOLAR IMPULSE

3 Journée I-tésé du 3 Juin Le rendement, un critère important, parmi dautres… Le rendement : un enjeu dans les laboratoires de recherche L. L. Kazmerski / Journal of Electron Spectroscopy and Related Phenomena Des filières aux caractéristiques technico-économiques différentes silicium cristallin vs. couches minces Rendement Dégradation Prix

4 Journée I-tésé du 3 Juin Performances des cellules Le rendement ne traduit pas la performance globale : –meilleur rendement pour le c-Si mais moindre production par kWc –impact majeur de la dégradation Production en kWh/kWc Si cristallin Si amorphe Nice Paris Source : I-tésé Si amorphe Si cristallin

5 Journée I-tésé du 3 Juin Du prix de la cellule au prix de linstallation … Un prix du module plus faible peut rapidement être compensé par des coûts de structure élevés adapter la technologie à lapplication centrale au soltoiture Source : I-tésé

6 Journée I-tésé du 3 Juin … jusquau prix du système Cas dun site isolé insulaire avec production électrique photovoltaïque et stockage dénergie par batteries au plomb les contraintes de surface requièrent des rendements élevés Source : I-tésé

7 Journée I-tésé du 3 Juin Efficacité environnementale et durabilité : quel impact du solaire photovoltaïque ?

8 Journée I-tésé du 3 Juin Les impacts environnementaux de la filière photovoltaïque Quelques exemples Emissions de gaz à effet de serre Analyse de Cycle de Vie des panneaux Si: étape fabrication Utilisation des ressources naturelles Métaux rares utilisés dans les couches minces Toxicité des matières utilisées Cas du Cadmium parmi dautres… Occupation des sols Acidification (SO 2 ) Smog (C 2 H 4 ) Eutrophisation (PO 4 3- ) Eau Déchets

9 Journée I-tésé du 3 Juin Cycle de vie dun module PV au Silicium Cristallisation du silicium et mise en forme des plaques Raffinage du silicium Fabrication des cellules Assemblage des modules Extraction sable Transport éventuel Dépose et gestion des déchets Montage et mise en place Utilisation et entretien Installation électrique Fabrication

10 Journée I-tésé du 3 Juin Emissions de CO 2 équiv. dues au lieu de fabrication dun module PV Si Impact négligeable du transport des éléments par bateau Energie grise: verre, aluminium, autre. Source : I-tésé

11 Journée I-tésé du 3 Juin Indium pour le PV : une offre suffisante ? Une offre contrainte –métal rare : production limitée –difficultés pour trouver des gisements –opacité des filières dapprovisionnement –quotas à lexport fixés par le plus gros producteur (Chine) Une forte croissance de la demande 1GW avec des cellules CIGS PV : 15t Cu, 22t In, 4t Ga et 55t Se C. Hocquard (BRGM)

12 Journée I-tésé du 3 Juin Vers une crise ? Crise risque de montée des cours risque de pénurie produits de substitution: le graphène (cristal de carbone, matériau nano-technologique) recyclage sécurisation dapprovisionnements (diversification, achat long terme, stockage)

13 Journée I-tésé du 3 Juin Rejets de cadmium sur le cycle de vie pour différentes technologies Elément hautement toxique sous toutes ses formes Dangerosité: –contact avec les aliments –inhalation PV Les couches minces CdTe sont les moins émettrices de cadmium Environnemental Science and Technology 2008

14 Journée I-tésé du 3 Juin Efficacité des aides au développement de la filière : illustration du cas français Parc photovoltaïque raccordé au réseau fin 2008 (Source : SER-SOLER, d'après ERDF, EDF-SEI) Carte d'ensoleillement de la France

15 Journée I-tésé du 3 Juin Quels moyens pour le développement PV en France ? é dé consommation Tarifs dachat, Crédits dimpôt, TVA réduite, aides régionales,… Politique à moyen et long terme Décision de lEtat Demande Subvention R&D Soutien aux industriels Objectifs de déploiement Offre Technologies

16 Journée I-tésé du 3 Juin Historique du développement du PV en France Tarifs dachat Subventions off-grid on-grid Jusquà 95% pour les résidences principales Crédits dimpôt | 2010 Métropole : 15 c/kWh Corse et DOM TOM : 30c/kWh Métropole : 30c/kWh +25c/kWh pour lintégré au bâti Corse, DOM TOM : 40c/kWh +15c/kWh pour lintégré au bâti 50 ou 58 c/kWh pour les systèmes intégrés au bâti 42 c/kWh pour les systèmes avec installation simplifiée au bâti entre 31,4 et 37,7 c/kWh pour les centrales au sol 30 à 80%35% 30% 40%50% du matériel jusquen 2012 R&D Financement de la R&D sur le solaire PV

17 Journée I-tésé du 3 Juin Coût de la politique française Les crédits dimpôt représentent aujourdhui la plus grande part des dépenses Source : I-tésé

18 Journée I-tésé du 3 Juin Estimation du coût annuel des tarifs dachat Un coût important dans les années 2020 de lordre de 10 fois le coût de 2009 mais pour une production en MWh 30 fois supérieure Source : I-tésé

19 Journée I-tésé du 3 Juin Conclusions La ressource solaire nest pas rationnée et son efficacité se pose en termes particuliers (coûts, surfaces au sol, productivité) Le recours au solaire PV est promu du fait de son impact positif sur les émissions de GES, mais des nuances sont à apporter selon le lieu de fabrication des cellules (importance du mix électrique) Sil est vrai que la ressource énergétique est abondante, il faut néanmoins être vigilant vis-à-vis de la durabilité des matériaux utilisés (métaux rares/recyclage) Les moyens pour promouvoir le développement de la filière PV en France se sont portés majoritairement sur les aides en faveur de la demande (subventions, crédits dimpôts et tarifs dachat). A lavenir, une aide plus importante sur loffre pourrait être envisagée.

20 Journée I-tésé du 3 Juin Merci de votre attention


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