Les innovations s’accélèrent dans l’industrie photovoltaïque

L’Union européenne, qui s’est fixé pour objectif d’atteindre la neutralité carbone en 2050, explore un certain nombre de solutions pour décarboner l’économie. Pour soutenir et accélérer la transition énergétique des pays membres, certains acteurs travaillent déjà sur des innovations en matière d’énergie solaire, un marché évalué à 10,69 milliards de dollars en 2020^[1]. Porté par les investissements massifs de l’Amérique du Nord, de l’Europe, de l’Asie-Pacifique, de l’Amérique du Sud, du Moyen-Orient et de l’Afrique, il devrait atteindre 17,6 milliards de dollars d’ici fin 2026. Voici un tour d’horizon des innovations dans l’industrie photovoltaïque.

Multiplier les sources et les supports d’énergie

La recherche et développement menée par l’Union européenne et les Etats-Unis conduit à une réflexion nouvelle autour du support qui permettra au panneau photovoltaïque de déployer toutes ses capacités. Une entreprise américaine a d’ailleurs relevé le défi de faire de nos fenêtres des sources d’énergies à part entière^[2]. Grâce à un revêtement liquide séché à basse température formant un film transparent, les surfaces en verre peuvent produire 50 fois plus d’énergie que les panneaux traditionnellement disposés sur les toits. La répétition de ce processus permet d’obtenir un véritable générateur d’électricité. Imaginée à l’origine pour les gratte-ciels, cette innovation, réalisée à base de carbone, d’hydrogène, d’azote et d’oxygène, pourrait toutefois avoir sa place dans n’importe quelle structure : petites habitations, vitres et toitures de véhicules, voire rétroviseurs

Mais les fenêtres et les toits ne sont pas les seuls supports efficaces pour produire de l’énergie. La recherche sur la possibilité d’alimenter en énergie n’importe quelle région depuis l’espace se poursuit. Des chercheurs américains du Pentagone ont testé l’installation de panneaux solaires dans l’espace capables de renvoyer l’électricité sur Terre^[3]. Une prouesse qui repose notamment sur un “module d’antenne radiofréquence photovoltaïque” et qui, en captant la lumière bleue de l’espace, se transforme en électricité terrestre. Si pour l’heure, la technologie ne peut produire que 10 watts d’énergie, soit une recharge de smartphone, elle ouvre une voie nouvelle pour les énergies renouvelables et en particulier pour le solaire.

Une innovation lumineuse par temps pluvieux

Utilisés majoritairement dans des régions chaudes et ensoleillées, les panneaux photovoltaïques représentent une solution courante pour produire de l’électricité solaire. Pour contrer les variations climatiques et permettre aux régions pluvieuses de bénéficier de cette technologie prometteuse, des chercheurs de l’université de l’Océan et de l’université Normale de Yunnan en Chine, spécialisés dans les énergies renouvelables, se sont penchés sur des panneaux solaires recouverts de graphène^[4]. Issu du carbone, ce matériau permet en effet au dispositif de fonctionner par temps pluvieux.

Par un processus de captation des gouttes de pluie, en particulier des sels présents dans les impuretés de l’eau, le graphène est capable de produire un courant électrique à même de répondre à la crise énergétique, selon ses concepteurs. Une innovation qui multiplie donc le potentiel des panneaux photovoltaïques et qui pourrait changer la donne en matière d’énergies renouvelables dans de nombreux pays où la pluie s’abat régulièrement sur les toits. C’est notamment le cas au Royaume-Uni où il pleut plus de 40 % de l’année. Malgré ses performances énergétiques indéniables, le coût de production du graphène reste un frein majeur à son déploiement à grande échelle.

Réaliser des économies financières et énergétiques

Au-delà d’avoir un intérêt majeur pour la préservation des ressources naturelles, la recherche et développement dans l’industrie photovoltaïque offre également des pistes intéressantes pour réaliser des économies sur la facture énergétique des ménages ou des collectivités. A titre d’exemple, la Bretagne a vu naître un projet, cofinancé par l’Europe, visant à réduire sa consommation d’énergies grâce au solaire. La commune de Locminé a ainsi déployé des panneaux photovoltaïques équipés d’un module innovant, l’Energy Management System (ou Système de Management de l’Énergie), pour améliorer la performance énergétique et gérer l’énergie de ses infrastructures et services. Équipé d’un boîtier de routage informatique, ce module a la capacité d’utiliser l’énergie la moins onéreuse au moment adéquat. L’énergie produite par les panneaux est ainsi amenée à être consommée en l’état ou bien stockée dans une batterie. Le module décidera de façon intelligente de puiser dans la batterie, de solliciter l’énergie produite en direct ou de s’approvisionner par le réseau.

Ainsi, l’ensemble de ces innovations permettent d’optimiser l’exploitation de l’énergie solaire, de la rendre plus efficiente, et donc de progressivement démocratiser son usage, en fonction des besoins et des particularités locales. En témoigne la très forte progression de l’énergie photovoltaïque depuis quelques années, avec notamment plus de 12 % de croissance dans le monde en 2019 par rapport à 2018^[5] et près de 115 GW de panneaux photovoltaïques installés. Même si l’Asie reste le premier producteur d’électricité solaire (41 % de la production mondiale), l’Europe figure à la seconde place du classement avec 24 % en 2018. Avec des solutions novatrices, la part des énergies renouvelables est amenée à bondir ces prochaines années, encouragée par les plans de relance américains et européens. Des aides bienvenues qui pourraient très certainement répondre aux besoins énergétiques des entreprises et favoriser le progrès énergétique.

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^[1] http://www.justfamous.fr/2021/03/11/toit-solaire-photovoltaique-pv-taille-du-marche-2021-analyse-perspectives-regionales-les-strategies-concurrentielles-et-previsions-jusqua-2026/

^[2] https://www.parismatch.com/Actu/Environnement/Une-fenetre-solaire-pour-gratte-ciel-SolarWindow-816183

^[3] https://edition.cnn.com/2021/02/23/americas/space-solar-energy-pentagon-science-scn-intl/index.html

^[4] https://sciencepost.fr/grace-graphene-panneaux-solaires-génèrent-courant-pluie/

^[5] https://www.edf.fr/groupe-edf/espaces-dedies/l-energie-de-a-a-z/tout-sur-l-energie/produire-de-l-electricite/le-solaire-photovoltaique-en-chiffres