Électricité produite à partir d'énergie solaire

Si des modules solaires étaient installés sur les toits et les façades helvétiques les plus ensoleillés, cela permettrait de couvrir plus d'un tiers des besoins annuels du pays en électricité. En fait, ce sont les propriétaires de maisons qui apportent jusqu'ici une forte contribution à la croissance actuelle.

La demande en cellules photovoltaïques a considérablement progressé aux cours des dernières années.
La demande en cellules photovoltaïques a considérablement progressé aux cours des dernières années.

(knü) Les plaques carrées sont noires ou bleu foncé. On les trouve sur les calculatrices de poche, les radios, les sacoches ou les toitures de maisons. Elles mesurent au maximum 200 cm2 et produisent du courant électrique. La demande en cellules photovoltaïques a considérablement progressé aux cours des dernières années. Ce phénomène se reflète à travers la diversité croissante des utilisations et l'augmentation du nombre d'installations photovoltaïques raccordées au réseau électrique. Fin 2016, on recensait 59 000 installations générant 1,6 milliard de kWh, soit 20 % de plus que fin 2015. La surface modulaire correspondante se chiffre à 11 millions de m2. Ces installations permettent d’alimenter 400 000 ménages en électricité (pour une consommation de 4 000 kWh par ménage). Les propriétaires de maisons contribuent beaucoup à cet essor. Près des deux tiers des systèmes solaires installés se trouvent sur les toits de maisons individuelles et aux logements collectifs.

Flux d'électrons dans le cristal de silicium

En laboratoire, les cellules solaires atteignent des taux de rendement de 40, voire même 46 %. Le rendement est plus modeste en conditions réelles : entre 16 et 24 % du rayonnement solaire peuvent être transformés en électricité. Les cellules solaires les plus souvent utilisées sont à base de cristaux de silicium. Lorsqu'une cellule solaire capte la lumière, des électrons sont libérés et circulent à travers le champ électrique chargé. Ce « courant » génère une tension que l'on désigne sous le terme d'effet photovoltaïque. Pour améliorer l'absorption de lumière, on appose une couche extérieure bleuâtre. Les surfaces luisant de manière uniforme signalent des cellules solaires monocristallines plus performantes tandis que les cellules solaires polycristallines sont reconnaissables à leur structure marbrée. Des processus de fabrication plus avantageux ont d'ores et déjà été testés, par exemple à travers l'évaporation des cristaux en présence de cellules à couche mince. Leur rendement est cependant encore trop faible pour être intéressant dans le cadre d'une utilisation à large échelle. 

20 m2 suffisent

Dans un panneau solaire compact, 60 à 96 cellules semi-conductrices sont réunies et recouvertes de verre. Ces modules ne doivent pas être confondus avec des capteurs solaires munis de surfaces transparentes derrière lesquelles sont installées des boucles avec un fluide caloporteur en mesure de transporter la chaleur des absorbeurs vers l'accumulateur thermique. Des installations photovoltaïques peuvent couvrir environ deux tiers des besoins en électricité (sans chauffage, eau chaude et e-mobile) d'une maison individuelle avec des pointes de rendement de 2 à 3 kilowatts (kW). Pour ce faire, les surfaces doivent être de 16 à 24 m2 (puissance nominale de 2'500 – 4'800Wp).  Les prix indicatifs par KWp oscillent entre fr. 2 000 et 5 000. Une toiture un peu inclinée  et orientée plein sud s'avère optimale. De plus en plus d'installations orientées vers l'est - l'ouest sont aussi construites, la perte de rendement n'étant que de 10 à 15 %.

Avec ou sans raccordement au réseau

Il faut s'attendre à une production d'électricité variable. En été, elle représente jusqu'à trois quarts de la production annuelle; en hiver, proportionnellement moins. Dans des maisons de vacances isolées, une batterie peut emmagasiner les éventuels excédents. Ailleurs, il est recommandé de se raccorder au réseau : les fluctuations saisonnières et journalières entre production et consommation sont compensées par le fournisseur d'énergie local. Pour le tarif du rachat voltaïque, outre l'onduleur, seul un compteur de courant devra être installé afin de déterminer la quantité d'électricité injectée dans le réseau. Afin de solliciter d'éventuelles contributions d'encouragement ou des indemnisations de production, il est cependant obligatoire d'être raccordé au réseau. De nombreux services communaux, des fournisseurs d'énergie régionaux ou des services cantonaux de l'énergie prennent note des demandes d'aide à l'investissement, d'intégration à des bourses solaires, respectivement de rétributions uniques. Pour l'encouragement par la société de réseau nationale Swissgrid, on utilise deux modèles différents : la rétribution à prix coûtant du courant injecté (RPC) et la rétribution unique. Dorénavant, l'Office fédéral de l'énergie (OFEN) ne rétribue plus que des installations d'une puissance maximale de plus de 100 kW  au prix coûtant du courant injecté. L'OFEN recommande aux propriétaires immobiliers et aux investisseurs de demander une rétribution unique pour de petites installations. Celle-ci permet de couvrir entre 20 à 30 % des coûts d'investissements. 

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