Croissance de l’industrie solaire

La dernière décennie a vu l’industrie solaire parcourir un long chemin. Le marché mondial était petit en 2010 et fortement dépendant des subventions de pays tels que l’Allemagne, l’Italie et le Royaume-Uni. Au cours des dernières années, le déploiement à grande échelle de l’énergie solaire s’est heurté à toute une série de difficultés.

Les objectifs de prix ambitieux plaçant la barre très haut, des avancées technologiques rapides étaient nécessaires pour répondre à ces attentes. Malgré cela, l’industrie solaire a excellé et les installations solaires devaient atteindre un niveau record en 2020.

Selon l’Agence internationale pour les énergies renouvelables, la capacité solaire mondiale connectée au réseau a atteint 580,1 GW à la fin de 2019, ainsi que 3,4 GW de PV hors réseau. Fin 2019, les États-Unis à eux seuls avaient déployé plus de 2 millions de systèmes solaires photovoltaïques, totalisant environ 71 300 MW de capacité solaire et produisant plus de 100 TWh d’électricité.

Une étude prévoyait que l’industrie mondiale de l’énergie solaire enregistrerait une croissance de 14 % en 2020 par rapport à la capacité solaire totale installée en 2019, et que 142 GW supplémentaires seraient installés au cours de l’année, soit sept fois plus que la capacité solaire totale installée en 2010.

Bien sûr, en janvier dernier, lorsque le rapport a été publié, aucun d’entre nous ne savait que le monde entier serait touché par une pandémie. Bien qu’une évaluation récente ait montré que la crise Covid-19 nuit à la croissance mondiale des énergies renouvelables, elle ne l’arrête pas. Aux États-Unis, les installations sur les toits ont été touchées, mais le marché de l’énergie solaire a été remarquablement résistant et devrait encore atteindre des installations record en 2020.

Le coût du solaire

Le coût de l’énergie solaire a définitivement baissé au cours de la dernière décennie. Alors que les nouvelles améliorations technologiques promettent d’accroître l’efficacité, l’énergie solaire continue à devenir moins chère, en particulier dans les régions les plus ensoleillées où elle est déjà devenue la forme de production d’électricité la moins coûteuse.

Étant donné que l’énergie solaire est facilement disponible et renouvelable, il est possible que d’ici 2030, elle devienne la source d’énergie la plus importante pour la production d’électricité dans une grande partie du monde. À ce rythme, l’industrie solaire se développe ; il ne faudra pas longtemps pour que l’énergie solaire soit imbattable par rapport aux combustibles fossiles, ce qui aura un impact positif sur l’environnement et le changement climatique.

L’énergie solaire est facile et rapide à installer et est également très flexible, ce qui lui donne la possibilité d’alimenter un objet aussi petit qu’une montre ou aussi grand qu’une ville. L’adaptabilité du solaire signifie qu’il n’y a aucune raison pour que l’industrie solaire ne continue pas à se développer dans les dix prochaines années.

L’industrie solaire a mis en place des plans très clairs de réduction des coûts qui devraient permettre de réduire de moitié les coûts de l’énergie solaire d’ici 2030.

On prévoit que les cellules solaires en silicium continueront à diminuer en coût et seront installées en grand nombre. Aux États-Unis, ces réductions de coûts devraient permettre d’augmenter l’énergie solaire produite d’au moins 700 % d’ici 2050 ! En attendant, la recherche sur les différents modèles de cellules solaires plus efficaces et moins coûteuses se poursuivra.

L’avenir des cellules solaires

Des modules à haut rendement sont déjà en cours de développement aujourd’hui pour permettre la production d’une puissance 1,5 fois supérieure à celle des modules existants de taille similaire, grâce à une technologie appelée cellules de silicium en tandem.

Afin de surpasser les cellules solaires actuelles, une nouvelle conception doit pouvoir capturer plus de lumière, transformer l’énergie lumineuse en électricité plus efficacement et être moins coûteuse à construire que les conceptions actuelles. Il ne fait aucun doute que l’adoption de l’énergie solaire par les producteurs et les consommateurs d’énergie augmentera si l’énergie qu’elle produit est égale ou moins chère que d’autres formes d’électricité non renouvelables.

Une option qui permet aux cellules solaires de capter plus de lumière est d’installer des dispositifs électroniques avec la cellule solaire qui permettent à celle-ci de suivre le soleil lorsqu’il se déplace dans le ciel de jour. Si la cellule solaire est toujours dirigée vers le soleil, elle sera frappée par beaucoup plus de photons que si elle n’était dirigée vers le soleil que vers midi.

Actuellement, le coût de la conception d’appareils électroniques capables de faire cela de manière précise et constante pendant plusieurs décennies est prohibitif et représente un défi permanent. Une alternative au déplacement de la cellule solaire elle-même consiste à utiliser des miroirs pour concentrer la lumière sur une cellule solaire plus petite et donc moins chère.

Une autre façon d’améliorer le fonctionnement des cellules solaires est de cibler leur efficacité afin qu’elles convertissent mieux l’énergie de la lumière du soleil en électricité. Il a été prouvé que les cellules solaires comportant plus d’une couche de matériau de capture de la lumière peuvent capturer plus de photons que les cellules solaires ne comportant qu’une seule couche.

Actuellement, ces cellules sont pour la plupart trop chères et difficiles à fabriquer pour un usage commercial, mais les recherches en cours pourraient permettre de mettre en place un jour ces cellules super efficaces.

Des innovations en matière de production sont en cours de réalisation, qui permettront de réduire la quantité de matériaux coûteux, tels que l’argent et le silicium, utilisés dans la fabrication des cellules solaires. Il est probable que si nous pouvions nous tourner vers l’avenir, nous verrions apparaître des alternatives au silicium sur nos fermes et nos toits solaires, ce qui contribuerait à fournir des sources d’énergie propres et renouvelables.

Une alternative à l’amélioration de l’efficacité des cellules solaires consiste simplement à réduire leur coût. Bien que le traitement du silicium soit devenu moins coûteux au fil des ans, il augmente encore considérablement le coût d’installation des cellules solaires. Si l’on utilise des cellules solaires plus fines, le coût des matériaux est moindre.

Ces « cellules solaires à couche mince » utilisent une couche de matériau pour récolter l’énergie lumineuse qui n’est que de 2 à 8 micromètres d’épaisseur, soit environ 1 % seulement de ce qui est utilisé pour fabriquer une cellule solaire traditionnelle. Cependant, comme les cellules à couches multiples, ces cellules à couche mince sont un peu difficiles à fabriquer, ce qui limite leur application, mais la recherche est en cours.

Parmi les autres innovations, citons le développement de modules bifaciaux qui permettent aux panneaux de capter l’énergie solaire des deux côtés. De plus, les ingénieurs continuent à chercher des moyens de mieux intégrer l’énergie solaire dans nos maisons, nos entreprises et nos systèmes d’alimentation. Pour ce faire, il faut améliorer l’électronique de puissance et utiliser davantage les technologies numériques à faible coût.

Le soleil se couche sur les combustibles fossiles

La transformation de l’approvisionnement énergétique mondial, qui s’éloigne des sources polluantes telles que le charbon, le pétrole et le gaz, est favorisée par un certain nombre de facteurs différents. L’un des facteurs à l’origine de ce changement est politique, car conformément à l’accord de Paris de 2015, le monde intensifie ses efforts pour limiter la hausse des températures à moins de 2 degrés Celsius.

Un autre facteur important est d’ordre économique, car le coût de production des énergies renouvelables a considérablement baissé ; il est désormais compétitif par rapport aux autres sources d’énergie. Une troisième force derrière ces changements est la demande des consommateurs, les nouvelles technologies, telles que le panneau photovoltaïque solaire et les voitures électriques, étant de plus en plus adoptées.

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