L’énergie solaire connaît un succès de plus en plus grand dans le monde en tant que source d’énergie alternative et renouvelable. Pas étonnant : les coûts de production des panneaux solaires diminuent d’année en année, tandis que leur rendement ne fait qu’augmenter. Cependant, alors que le reste du monde investit toujours plus dans l’énergie solaire, les panneaux photovoltaïques ont moins bonne presse en Belgique depuis quelques années. À tort. Il est donc temps de mettre à jour vos connaissances sur le sujet !

Merci à Albert Einstein…

Le principe scientifique à la base de l’énergie solaire s’appelle « l’effet photoélectrique ». Le premier à avoir expliqué ce principe n’est ni plus ni moins qu’Albert Einstein. Et bien qu’Einstein soit surtout associé à la célèbre théorie de la relativité, ce sont ses travaux sur l’effet photoélectrique qui lui ont valu le prix Nobel en 1921.

… et à la NASA

La première cellule solaire a été fabriquée dès 1883, mais c’est la NASA qui – plus de 70 ans plus tard – mit en service les premiers véritables panneaux photovoltaïques. L’organisation spatiale américaine y eut recours pour alimenter ses satellites. Grâce à la technologie de la NASA et à la crise pétrolière des années septante, le développement des panneaux solaires connut une accélération.

Au cours des décennies suivantes, le rendement des panneaux ne fit qu’augmenter, tandis que les coûts de production chutaient. Fabriquer un panneau solaire aujourd’hui coûte ainsi 150 fois moins cher que dans les années septante et les coûts continuent à diminuer d’année en année. Dans divers pays déjà, le solaire est de loin la source d’énergie la moins chère. Dans dix ans, cela devrait être le cas dans le monde entier selon les scientifiques.

Lumière « du jour » plutôt que lumière « du soleil »

Contrairement à ce que son nom laisse supposer, pas besoin de soleil radieux pour générer de l’énergie solaire. Les panneaux photovoltaïques fonctionnent plutôt à la lumière « du jour » qu’à la lumière « du soleil ». C’est pourquoi ils constituent également une excellente source d’énergie en Belgique et même dans les pays situés plus au nord. Notre pays bénéficie en moyenne de 1 600 à 1 700 heures d’ensoleillement par an. C’est largement suffisant pour rentabiliser des panneaux solaires. Ce n’est que lorsque les journées sont très sombres que leur rendement est beaucoup plus faible.

Une trop forte exposition au soleil peut même avoir un impact négatif sur les panneaux. Quand ils sont trop chauds, leur rendement diminue en effet. Un panneau solaire génère ainsi plus d’énergie lors d’une journée froide mais claire en Belgique que lors d’un jour de canicule en Espagne. Tout dépend du type de panneau utilisé. Certains captent mieux la lumière diffuse et offrent donc un rendement optimal dans des conditions moins ensoleillées, d’autres ont un « coefficient de température » très bas qui les rend moins sensibles aux variations de température.

Le monde entier à l’énergie solaire ?

Chaque jour, la Terre reçoit 970 trillions de kWh – soit 970 000 TWh – d’énergie solaire. Un ménage belge moyen consomme 3 500 kWh d’électricité sur base annuelle. Cela signifie qu’avec l’énergie du soleil, on pourrait en théorie alimenter pas moins de 290 milliards de ménages en électricité. À titre d’illustration : la population mondiale compte 7,5 milliards d’individus.

Bien entendu il ne s’agit que d’un calcul théorique, le principal problème étant que le soleil ne brille nulle part pendant toute une journée. C’est pourquoi les scientifiques et les entreprises technologiques travaillent d’arrache-pied pour mettre au point des capacités de stockage abordables : des batteries capables de conserver l’énergie solaire générée et de la réinjecter dans le réseau au moment voulu.

Tout le monde veut avoir le plus grand

L’énergie solaire a le vent en poupe. Pendant longtemps, elle a surtout été considérée comme une source d’énergie alternative intéressante en Europe et aux États-Unis, mais ces dernières années, des économies à forte croissance comme la Chine et l’Inde ont pris le train en marche. Les besoins énergétiques de ces pays ont fortement augmenté et leur gouvernement désire investir massivement dans les énergies renouvelables afin de limiter l’impact négatif de leur croissance sur l’environnement. Qui plus est, ils disposent d’un savoir-faire technologique suffisant pour produire des panneaux solaires au prix le plus bas.

Cela donne également lieu à une lutte de prestige permanente visant à créer le plus grand parc solaire au monde. Située dans le désert de Mojave aux États-Unis, la centrale solaire Ivanpah a été mise en service en 2014, notamment grâce à un investissement de 168 millions de dollars de Google. Ce parc génère assez d’énergie pour fournir de l’électricité à 140 000 ménages. Mais ces dernières années, la Chine et l’Inde ont inauguré des parcs solaires qui auraient une capacité encore plus élevée. Le Maroc construit quant à lui une centrale solaire en trois phases baptisée « Noor », qui devrait être entièrement opérationnelle en 2018 et alimenter plus d’un million de ménages marocains en électricité.

Une grande Silicon Valley ?

La source de l’énergie solaire – le soleil – n’est pas la seule à être inépuisable : le principal composant des panneaux solaires est également disponible en quantité suffisante. Les cellules photovoltaïques sont en effet fabriquées à partir de… sable. Plus précisément du sable de silice, qui est aussi la matière première des puces électroniques et qui a donné son nom au hub technologique le plus important au monde : la Silicon Valley.

Nous vous épargnerons les explications techniques, mais par le biais de toutes sortes de procédés compliqués, le sable est transformé en cristaux de silicium, qui servent de base aux cellules solaires et donnent aux panneaux leur couleur bleu foncé caractéristique.

Durable ou pas ?

Les adversaires de l’énergie solaire avancent souvent que la production de panneaux solaires demande plus d’énergie que ceux-ci n’en génèrent, et que, par conséquent, ils ne sont vraiment pas très durables. Cela était vrai pour les tout premiers panneaux, qui avaient une durée de vie limitée et un rendement minime. Les modèles modernes ont cependant une durée de vie garantie de 25 ans et leur rendement (exprimé en kW_p) est aujourd’hui si élevé qu’il s’agit d’un non-argument.

Des recherches ont en outre révélé qu’environ 90 % des panneaux solaires actuels – qui sont encore loin d’être en fin de vie – sont recyclables et que le coût en énergie pour fabriquer de nouveaux panneaux à partir de matériaux recyclés est 70 % moins élevé !

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