Le soleil est la plus grande source d’énergie de notre système solaire, et depuis des milliers d’années, les êtres humains exploitent son énergie pour chauffer leurs maisons, cuisiner leurs repas et produire de l’eau chaude.
Le début du solaire
Dans les temps anciens, lorsque le chauffage d’une maison n’était pas aussi simple que de mettre en marche la climatisation centrale, des civilisations telles que les Égyptiens et les Grecs devaient planifier des mois, voire des années à l’avance, pour rendre leurs maisons habitables pendant l’hiver.
Forts de leur connaissance de la position saisonnière du soleil dans le ciel, de nombreuses maisons étaient construites de manière stratégique pour capter le plus possible les rayons chauffants du soleil pendant la journée afin de rester relativement chaudes pendant la nuit.
Bien des années plus tard, à la fin du 19e siècle, nous exploitions encore l’énergie du soleil avec de simples chauffe-eau solaires passifs. Bien que ces chauffe-eau ne soient rien de plus qu’un simple tonneau peint en noir, ils étaient néanmoins capables de stocker de l’eau chaude pendant de longues périodes en absorbant la chaleur du soleil pendant la journée.
Cependant, ce n’est qu’en 1954 que le monde a vu son premier panneau solaire en silicium. Créée par les Bell Labs, cette technologie a représenté une avancée considérable dans la capacité de l’humanité à exploiter l’énergie solaire. Depuis lors, le monde a fait d’énormes progrès dans la technologie des panneaux solaires.
En fait, des pays comme l’Allemagne reçoivent plus de la moitié de leur électricité grâce à l’énergie solaire, ce qui démontre que les énergies renouvelables comme l’énergie solaire sont tout à fait capables de supplanter les sources de carburant traditionnelles lorsqu’un effort concerté est fait.
Pour aider nos lecteurs à en savoir plus sur l’énergie solaire, cet article traite de l’état actuel du développement de l’énergie solaire, de l’avenir de la technologie de l’énergie solaire et de la façon dont Landmark Dividend aide les promoteurs de projets solaires à démarrer leurs projets.
L’état actuel de l’énergie solaire À l’heure actuelle, le monde ne tire qu’environ 1 % de ses ressources énergétiques de l’énergie solaire. Toutefois, il est tout à fait possible que, dans les 30 prochaines années, ce pourcentage grimpe en flèche pour atteindre 27 %.
Bien que cela puisse sembler farfelu, les experts en énergie de l’Agence internationale de l’énergie (AIE) estiment qu’une augmentation aussi spectaculaire n’est pas hors du domaine du possible, surtout si la technologie solaire actuelle arrive à maturité.
À 27 %, les systèmes d’énergie solaire tels que les fermes solaires et les centrales solaires à concentration (CSP) deviendraient la ressource énergétique la plus précieuse au monde, produisant plus d’énergie que les combustibles fossiles, l’énergie éolienne ou les systèmes hydroélectriques, tout en réduisant les émissions de carbone de 6 milliards de tonnes par an.
L’avenir de l’énergie solaire
L’énergie solaire aux États-Unis En 2017, les États-Unis comptaient environ 1,3 million d’installations photovoltaïques (PV), ce qui représente 40 gigawatts (GW) de capacité solaire installée, soit près du double de la quantité installée il y a seulement un an.
Pourquoi la croissance du solaire est-elle si rapide aux États-Unis ? Pour commencer, des programmes gouvernementaux tels que le crédit d’impôt à l’investissement (Investment Tax Credit, ITC) ont contribué à encourager les projets de développement solaire dans tout le pays, et comme les coûts de développement solaire baissent en moyenne de 4,4 % par an dans le monde entier, le développement solaire ne montre aucun signe de ralentissement.
Grâce à cette croissance, plus de 260 000 Américains travaillent dans l’industrie solaire, et de nouveaux emplois sont créés chaque année. En fait, l’année dernière, plus d’Américains étaient employés dans le secteur de l’énergie solaire que dans ceux du charbon, du gaz et du pétrole réunis.
La technologie solaire du futur
Systèmes de stockage de l’énergieLes panneaux solaires modernes ont un rendement maximal d’environ 33 %, ce qui signifie qu’une grande partie du rayonnement solaire est perdue même dans les circonstances les plus idéales. C’est un obstacle majeur que les systèmes d’énergie solaire doivent surmonter pour atteindre une croissance exponentielle dans l’industrie de l’énergie.
En raison de cette inefficacité, l’industrie solaire investit massivement dans la recherche de nouveaux moyens d’améliorer l’efficacité des systèmes d’énergie solaire. Trois des plus grands développements concernent le stockage de l’énergie solaire, les pérovskites et les cellules à jonctions multiples. Consulter ce guide complet pour aller plus loin sur l’énergie et l’installation des panneaux photovoltaïques : https://artisansconfiance.com/installation-panneaux-solaires/
Stockage de l’énergie solaire
Le stockage de l’énergie solaire constitue un obstacle majeur à la production d’énergie solaire.
Le stockage de l’énergie solaire est crucial pour le succès des futurs systèmes énergétiques car, sans lui, l’excédent d’électricité produit pendant la journée ne pourra pas être utilisé à un moment où la lumière du soleil sera moins abondante (comme la nuit).
Le stockage de l’énergie permet aux centrales solaires de stocker l’énergie excédentaire afin qu’elle puisse être vendue et utilisée ultérieurement pour diverses raisons, notamment l’équilibrage de la charge, la préparation aux situations d’urgence et la stabilisation du réseau.
Si ces systèmes de stockage d’énergie solaire par batterie semblent être une évidence, il reste encore beaucoup à faire pour en réduire le coût, car ils sont principalement constitués de batteries lithium-ion coûteuses.
Au fur et à mesure que les coûts diminuent et que l’efficacité augmente, nous devrions voir les installations de stockage par batterie devenir plus courantes à l’avenir.
Que sont les pérovskites ?
Depuis la création des premiers panneaux solaires en 1954, le silicium est le principal matériau utilisé dans les cellules solaires. Cependant, comme les panneaux en silicium sont intrinsèquement inefficaces pour créer de l’énergie utilisable, les chercheurs se sont penchés sur des matériaux alternatifs, comme les pérovskites, pour remplacer la technologie actuelle au silicium.
La pérovskite (CaTIO3) est un minéral naturel qui présente une grande variété de propriétés utiles, dont la plus importante est la supraconductivité. Il est intéressant de noter que le terme « pérovskites » fait également référence à une famille de matériaux synthétiques créés pour imiter la structure cristalline orthorhombique que l’on trouve dans le minéral naturel. Comme les pérovskites peuvent être produites synthétiquement, elles ont le potentiel d’être à la fois moins chères à produire et plus faciles à travailler que le silicium.
Rien qu’au cours des sept dernières années, les cellules solaires créées avec des pérovskites sont passées d’un rendement de seulement 3,8 % à 20,1 %. Ce taux de progression est prometteur pour les chercheurs et les développeurs, car la réduction du coût des panneaux solaires est une étape clé pour atteindre une croissance exponentielle dans l’industrie.
Cependant, il existe certains obstacles techniques à surmonter avec les panneaux fabriqués à partir de pérovskites, car les pérovskites se décomposent beaucoup trop rapidement pour être mises en œuvre dans des applications réelles.
Si cet obstacle technique peut être résolu, et si l’efficacité des panneaux en pérovskite peut dépasser celle des panneaux en silicium, alors le marché de l’énergie solaire fera sans aucun doute la transition, ce qui entraînera encore plus de croissance et une plus grande variété dans la production d’énergie solaire.
Cellules à jonctions multiples
Alors que l’industrie attend des alternatives au silicium, les développeurs solaires recherchent d’autres méthodes pour augmenter l’efficacité des panneaux, l’une d’entre elles étant la création de cellules à jonctions multiples.
Les cellules à jonctions multiples sont essentiellement des panneaux photovoltaïques ordinaires, mais avec des couches supplémentaires pour augmenter l’efficacité.
Chaque couche d’une cellule à jonctions multiples est optimisée pour une longueur d’onde particulière, ce qui permet d’augmenter l’efficacité du panneau jusqu’à 40 %. Lorsque ces cellules à jonctions multiples sont utilisées en réseau, la quantité totale d’électricité qui peut être produite à partir d’elles (par rapport aux panneaux traditionnels) augmente de façon exponentielle.
Cependant, les matériaux et l’ingénierie supplémentaires nécessaires pour amener ces panneaux à leur capacité de fonctionnement signifient qu’ils sont beaucoup plus chers que les panneaux traditionnels. En raison de cette différence de prix, et en fonction de l’emplacement, les promoteurs solaires peuvent encore opter pour l’utilisation de panneaux solaires traditionnels à la place.
L’énergie solaire devient omniprésente
Que ce soit au sommet d’un parking ou le long de l’autoroute, les installations solaires deviennent de plus en plus courantes chaque jour. Les progrès réalisés dans le domaine des technologies de l’énergie solaire ont ouvert la voie à une variété de scénarios de mise en œuvre, et nous vous présentons ci-dessous quelques-uns des développements les plus intéressants que nous ayons vus jusqu’à présent.
Fermes solaires flottantes L’avenir de l’énergie solaire Si l’on vous demandait de décrire l’emplacement d’une installation solaire typique, vous décririez probablement une sorte de toit, ou peut-être un champ de maïs dans le Midwest qui a été converti en une ferme solaire moderne.
Ce qui ne vous vient probablement pas à l’esprit, c’est tout un tas de panneaux flottant dans l’océan ; pourtant, en Chine, c’est exactement ce qui se passe.
En juin 2017, la Chine a allumé la plus grande ferme solaire flottante du monde, capable de produire 40 mégawatts d’électricité et d’alimenter jusqu’à 15 000 foyers.
Bien que l’idée puisse paraître étrange, la construction d’une ferme solaire de cette manière permet aux panneaux d’être refroidis par l’eau de l’océan, tout en protégeant les écosystèmes agricoles et terrestres terrestres existants contre le redéveloppement.
Ce type d’installation solaire serait particulièrement bénéfique pour les petites nations qui ne disposent pas de terres suffisantes pour les grandes fermes solaires, car elles pourraient désormais se tourner vers la haute mer pour répondre à leurs besoins en matière de production d’énergie11.
L’avenir des panneaux solaires :
Le toit solaire Tesla Si les installations solaires sur les toits peuvent réduire la facture énergétique, elles sont aussi un peu inesthétiques pour ceux qui se soucient vraiment de l’apparence extérieure de leur maison.
Cependant, des entreprises telles que Tesla travaillent à la mise au point de futurs panneaux solaires plus esthétiques, et ont maintenant presque atteint le point où l’on ne peut même pas dire qu’il y a des panneaux solaires installés.
Le « toit solaire » de Tesla est composé de panneaux photovoltaïques qui ressemblent à n’importe quel autre panneau utilisé sur le toit d’une maison, mais qui offrent l’avantage supplémentaire de produire de l’énergie solaire.
Cette technologie, associée au stockage de l’énergie à domicile, est un parfait exemple de la façon dont l’énergie solaire devient littéralement « intégrée » et fait plus que jamais partie de notre monde.
Avec de nouvelles avancées et une réflexion créative sur les futurs projets d’énergie solaire, il ne faudra pas longtemps avant que la grande majorité de nos surfaces produisent de l’électricité.
Une opportunité pour les propriétaires fonciers et les promoteurs L’avenir de l’énergie solaireLa demande de nouvelles installations solaires ne cessant d’augmenter, les propriétaires fonciers et les promoteurs ont beaucoup plus de possibilités que jamais de générer des revenus supplémentaires.
Pour les propriétaires terriens qui possèdent un nombre considérable de terrains, il n’est pas exclu qu’un développeur solaire les contacte pour conclure une sorte de contrat de location solaire.
Un tel accord accorderait au développeur les droits nécessaires pour construire une installation solaire sur la propriété, et en échange, le propriétaire foncier recevrait un loyer mensuel.
En fonction des circonstances, ces frais de location peuvent être très importants, équivalant à des milliers, voire des centaines de milliers de dollars de loyers annuels.
En outre, en raison de l’efficacité accrue des panneaux solaires et de la baisse des prix des différentes technologies solaires, les promoteurs voient un retour sur investissement plus rapide que jamais, ce qui fait de l’énergie solaire un actif financier très lucratif.
