La Chine est le plus grand producteur mondial de technologie solaire.
Produire de l'électricité à partir de la lumière du soleil qui rebondit sur le sol, travailler la nuit, même aider à faire pousser des fraises :la technologie des panneaux solaires évolue rapidement alors que les coûts chutent pour un segment clé de la transition énergétique mondiale.
L'Agence internationale de l'énergie indique que l'énergie solaire devra augmenter considérablement cette décennie pour atteindre l'objectif climatique de Paris de limiter la hausse des températures à 1,5 °C au-dessus des niveaux préindustriels.
La bonne nouvelle est que les coûts ont chuté de façon spectaculaire.
Dans un rapport sur les solutions plus tôt cette année, le Groupe d'experts intergouvernemental sur l'évolution du climat a déclaré que les coûts unitaires solaires avaient chuté de 85 % entre 2010 et 2019, tandis que le vent avait chuté de 55 %.
"Certains prétendent que c'est le moyen le moins cher que les humains aient jamais pu produire de l'électricité à grande échelle", a déclaré Gregory Nemet, professeur à l'Université du Wisconsin-Madison et auteur principal de ce rapport.
Les experts espèrent que les prix élevés des combustibles fossiles et les craintes concernant la sécurité énergétique causées par l'invasion de l'Ukraine par la Russie accéléreront l'adoption des énergies renouvelables.
La dynamique s'est accélérée dimanche avec l'ambitieux projet de loi américain sur le climat, qui prévoit 370 milliards de dollars pour réduire les émissions de gaz à effet de serre de 40 % d'ici 2030.
Une analyse réalisée par des experts de l'Université de Princeton estime que la facture pourrait voir cinq fois le taux d'ajouts solaires en 2025 par rapport à 2020.
Nemet a déclaré que l'énergie solaire à elle seule pourrait vraisemblablement constituer la moitié du système électrique mondial d'ici le milieu du siècle, bien qu'il ait mis en garde contre la recherche de "solutions miracles".
"Je pense qu'il y a vraiment un gros potentiel", a-t-il déclaré à l'AFP.
Graphiques montrant la baisse des prix des panneaux solaires aux États-Unis au cours de la décennie jusqu'en 2020 et la production mondiale de panneaux solaires par pays.
Changements rapides
L'"effet photovoltaïque", le processus par lequel les cellules solaires convertissent la lumière du soleil en énergie électrique, a été découvert pour la première fois en 1839 par le physicien français Edmond Becquerel.
Après des décennies d'innovations, les cellules solaires à base de silicium ont commencé à être développées aux États-Unis dans les années 1950, avec le lancement du premier satellite solaire au monde en 1958.
Le GIEC a déclaré que de toutes les technologies énergétiques, celles à petite échelle comme l'énergie solaire et les batteries se sont jusqu'à présent avérées plus rapides à améliorer et à adopter que les options plus volumineuses comme le nucléaire.
Aujourd'hui, presque tous les panneaux qui scintillent sur les toits et s'étendent sur de vastes champs sont fabriqués en Chine à l'aide de semi-conducteurs au silicium.
Mais la technologie évolue rapidement.
Dans un rapport récent, l'AIE a déclaré que ces nouvelles cellules solaires se sont avérées un cinquième plus efficaces pour convertir la lumière en énergie que les modules standard installés il y a à peine quatre ou cinq ans.
Il existe également une foule de nouveaux matériaux et de cellules hybrides qui, selon les experts, pourraient augmenter l'efficacité.
Il s'agit notamment de technologies de "couche mince" bon marché, efficaces et légères, comme celles utilisant des pérovskites qui peuvent être imprimées à partir d'encres.
Les experts disent qu'ils soulèvent la perspective d'une expansion spectaculaire des endroits où l'énergie solaire peut être récoltée, s'ils peuvent être rendus suffisamment durables pour résister à deux décennies d'utilisation.
Des recherches récentes ont fait naître l'espoir que cela pourrait être possible.
Des panneaux solaires sur les toits des abris en ciment pour les familles syriennes déplacées par le conflit dans le village de Niyarah.
Dans une étude publiée dans la revue Science en avril, les scientifiques ont ajouté des matériaux contenant du métal aux cellules de pérovskite, les rendant plus stables avec une efficacité proche des modèles de silicium traditionnels.
D'autres recherches mélangent des matériaux à des fins différentes.
Une étude dans Nature utilisaient des modèles "tandem", avec des semi-conducteurs pérovskites pour absorber la lumière proche infrarouge sur le spectre solaire, tandis qu'un matériau organique à base de carbone absorbait les parties ultraviolettes et visibles de la lumière.
Et que se passe-t-il après le coucher du soleil ?
Des chercheurs de Stanford ont déclaré cette année qu'ils avaient produit une cellule solaire capable de récolter de l'énergie pendant la nuit, en utilisant la chaleur s'échappant de la Terre vers l'espace.
"Je pense qu'il y a beaucoup de créativité dans cette industrie", a déclaré Ron Schoff, qui dirige la recherche sur les énergies renouvelables et les technologies habilitantes de flotte de l'Electric Power Research Institute.
Emplacement, emplacement
Produire plus d'énergie à partir de chaque panneau deviendra de plus en plus crucial à mesure que l'énergie solaire sera déployée à plus grande échelle, ce qui soulève des inquiétudes quant à l'utilisation des terres et aux dommages causés aux écosystèmes.
Schoff a déclaré qu'une conception améliorant l'efficacité qui devient de plus en plus populaire pour les projets à grande échelle est l'énergie solaire "bifaciale".
Ces unités à double face absorbent l'énergie non seulement directement des rayons du soleil, mais également de la lumière réfléchie par le sol en dessous.
D'autres solutions consistent à utiliser le même espace à des fins multiples, comme des panneaux solaires semi-transparents utilisés comme toit de protection pour les fraisiers ou d'autres cultures.
Graphique sur les technologies des cellules solaires.
L'Inde a été la première à utiliser des panneaux solaires sur les canaux il y a dix ans, réduisant ainsi l'évaporation lors de la production d'électricité.
Des scientifiques californiens ont déclaré que si cet État américain sujet à la sécheresse ombrageait ses canaux, il pourrait économiser environ 63 milliards de gallons.
La construction d'un projet pilote doit commencer cette année.
Toutes formes, tailles
Les experts affirment que l'énergie solaire fera partie d'un éventail d'options énergétiques, avec différentes technologies plus adaptées à différents endroits.
Schoff a déclaré qu'en fin de compte, ces réseaux énergétiques avec plus de 25 % d'énergie solaire et éolienne ont besoin de moyens pour stocker l'énergie, avec des batteries ou des installations à grande échelle utilisant des éléments tels que l'eau pompée ou l'air comprimé.
Les consommateurs peuvent également jouer leur rôle, a déclaré Nemet, en déplaçant une plus grande partie de leur consommation d'énergie vers les périodes diurnes, ou même en hébergeant leurs propres réseaux solaires dans une approche de type Airbnb.
Il a déclaré que la nature modulaire de l'énergie solaire signifie qu'elle peut être déployée dans les pays en développement ayant un accès limité aux réseaux traditionnels.
"Vous pourriez avoir du solaire sur quelque chose d'aussi petit qu'une montre et quelque chose d'aussi gros que les plus grandes centrales électriques du monde", a-t-il déclaré.
"Je pense que c'est ce qui rend les gens excités à ce sujet."
© 2022AFP Un nouveau record pourrait inaugurer une nouvelle ère pour l'énergie solaire
