C'est un endroit où vous avez probablement l'habitude de voir des cellules solaires, mais ils apparaîtront de plus en plus au fil des années. Voir plus de renouvellement des images de la grille. Martin Barraud / Getty Images Vous avez probablement déjà vu des calculatrices avec des cellules solaires - des appareils qui n'ont jamais besoin de piles et, dans certains cas, Je n'ai même pas de bouton d'arrêt. Tant qu'il y a assez de lumière, ils semblent fonctionner pour toujours. Vous avez peut-être aussi vu des panneaux solaires plus grands, peut-être sur les panneaux de signalisation d'urgence, boîtes d'appel, bouées et même dans les parkings pour alimenter les lumières.
Bien que ces panneaux plus grands ne soient pas aussi courants que les calculatrices à énergie solaire, ils sont là-bas et pas si difficiles à repérer si vous savez où chercher. En réalité, photovoltaïque -- qui étaient autrefois utilisés presque exclusivement dans l'espace, alimentant les systèmes électriques des satellites dès 1958 - sont de plus en plus utilisés de manière moins exotique. La technologie continue d'apparaître dans de nouveaux appareils tout le temps, des lunettes de soleil aux bornes de recharge pour véhicules électriques.
L'espoir d'une "révolution solaire" flotte depuis des décennies - l'idée qu'un jour nous utiliserons tous l'électricité gratuite du soleil. C'est une promesse séduisante, parce que sur un brillant, journée ensoleillée, les rayons du soleil émettent environ 1, 000 watts d'énergie par mètre carré de surface de la planète. Si nous pouvions collecter toute cette énergie, nous pourrions facilement alimenter gratuitement nos maisons et nos bureaux.
Dans cet article, nous examinerons les cellules solaires pour apprendre comment elles convertissent directement l'énergie du soleil en électricité. Dans le processus, vous apprendrez pourquoi nous nous rapprochons de l'utilisation de l'énergie solaire au quotidien, et pourquoi nous avons encore plus de recherche à faire avant que le processus ne devienne rentable.
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Les cellules solaires que vous voyez sur les calculatrices et les satellites sont également appelées cellules photovoltaïques (PV), qui comme son nom l'indique (photo signifiant "lumière" et voltaïque signifiant "électricité"), convertir la lumière du soleil directement en électricité. Un module est un groupe de cellules connectées électriquement et conditionnées dans un cadre (plus communément appelé panneau solaire), qui peuvent ensuite être regroupés en panneaux solaires plus grands, comme celui qui opère à la base aérienne de Nellis dans le Nevada.
Les cellules photovoltaïques sont constituées de matériaux spéciaux appelés semi-conducteurs tels que le silicium, qui est actuellement le plus couramment utilisé. Essentiellement, quand la lumière frappe la cellule, une certaine partie est absorbée dans le matériau semi-conducteur. Cela signifie que l'énergie de la lumière absorbée est transférée au semi-conducteur. L'énergie libère des électrons, leur permettant de circuler librement.
Les cellules photovoltaïques ont également toutes un ou plusieurs champs électriques qui agissent pour forcer les électrons libérés par l'absorption de la lumière à circuler dans une certaine direction. Ce flux d'électrons est un courant, et en plaçant des contacts métalliques en haut et en bas de la cellule PV, nous pouvons prélever ce courant pour un usage externe, dire, pour alimenter une calculatrice. Ce courant, avec la tension de la cellule (qui est le résultat de son ou de ses champs électriques intégrés), définit la puissance (ou la puissance) que la cellule solaire peut produire.
C'est le processus de base, mais il y a vraiment beaucoup plus que ça. Sur la page suivante, examinons de plus près un exemple de cellule photovoltaïque :la cellule de silicium monocristallin.
Vers le solaire, Passer au vertL'ajout de panneaux solaires à une maison existante peut coûter cher, mais il existe de nombreuses autres façons de rendre votre maison plus verte. Apprenez-en plus sur ce que vous pouvez faire pour protéger l'environnement sur Planet Green de Discovery Channel.
le président Barack Obama, Le chef de la majorité au Sénat Harry Reid du Nevada, et le colonel Howard Belote, vérifié les panneaux solaires de la base aérienne de Nellis dans le Nevada en mai 2009. AP Photo/Charles Dharapak Le silicium a des propriétés chimiques particulières, surtout sous sa forme cristalline. Un atome de silicium a 14 électrons, disposés dans trois coquilles différentes. Les deux premières couches - qui contiennent respectivement deux et huit électrons - sont complètement pleines. L'enveloppe extérieure, cependant, n'est qu'à moitié plein avec seulement quatre électrons. Un atome de silicium cherchera toujours des moyens de remplir sa dernière coquille, et pour ce faire, il partagera des électrons avec quatre atomes voisins. C'est comme si chaque atome tenait la main de ses voisins, sauf que dans ce cas, chaque atome a quatre mains jointes à quatre voisins. C'est ce qui forme le structure cristalline , et cette structure s'avère être importante pour ce type de cellule photovoltaïque.
Le seul problème est que le silicium cristallin pur est un mauvais conducteur d'électricité car aucun de ses électrons n'est libre de se déplacer, contrairement aux électrons dans des conducteurs plus optimaux comme le cuivre. Pour régler ce problème, le silicium dans une cellule solaire a impuretés -- d'autres atomes délibérément mélangés avec les atomes de silicium -- ce qui change un peu la façon dont les choses fonctionnent. Nous pensons généralement aux impuretés comme quelque chose d'indésirable, mais dans ce cas, notre cellule ne fonctionnerait pas sans eux. Considérons le silicium avec un atome de phosphore ici et là, peut-être un pour chaque million d'atomes de silicium. Le phosphore a cinq électrons dans sa couche externe, pas quatre. Il se lie toujours avec ses atomes voisins de silicium, mais dans un sens, le phosphore a un électron qui n'a personne avec qui tenir la main. Il ne fait pas partie d'un lien, mais il y a un proton positif dans le noyau de phosphore qui le maintient en place.
Lorsque de l'énergie est ajoutée au silicium pur, sous forme de chaleur par exemple, il peut amener quelques électrons à se libérer de leurs liaisons et à quitter leurs atomes. Un trou est laissé dans chaque cas. Ces électrons, appelé transporteurs gratuits , puis errez au hasard autour du réseau cristallin à la recherche d'un autre trou dans lequel tomber et transportant un courant électrique. Cependant, il y en a si peu en silicium pur, qu'ils ne sont pas très utiles.
Mais notre silicium impur avec des atomes de phosphore mélangés est une autre histoire. Il faut beaucoup moins d'énergie pour détacher l'un de nos électrons de phosphore « supplémentaires », car ils ne sont pas liés par une liaison avec les atomes voisins. Par conséquent, la plupart de ces électrons se libèrent, et nous avons beaucoup plus de porteurs libres que nous n'en aurions dans le silicium pur. Le processus d'ajout volontaire d'impuretés est appelé se doper , et lorsqu'il est dopé au phosphore, le silicium résultant est appelé type N ("n" pour négatif) en raison de la prévalence des électrons libres. Le silicium dopé de type N est un bien meilleur conducteur que le silicium pur.
L'autre partie d'une cellule solaire typique est dopée avec l'élément bore, qui n'a que trois électrons dans sa couche externe au lieu de quatre, pour devenir du silicium de type P. Au lieu d'avoir des électrons libres, type P ("p" pour positif) a des ouvertures libres et porte la charge opposée (positive).
Sur la page suivante, nous allons examiner de plus près ce qui se passe lorsque ces deux substances commencent à interagir.
Avant maintenant, nos deux morceaux de silicium séparés étaient électriquement neutres; la partie intéressante commence lorsque vous les assemblez. C'est parce que sans un champ électrique , la cellule ne fonctionnerait pas; le champ se forme lorsque les silicium de type N et de type P entrent en contact. Soudainement, les électrons libres du côté N voient toutes les ouvertures du côté P, et il y a une course folle pour les remplir. Est-ce que tous les électrons libres remplissent tous les trous libres ? Non. S'ils l'ont fait, alors tout l'arrangement ne serait pas très utile. Cependant, juste au jonction , ils se mélangent et forment une sorte de barrière, ce qui rend de plus en plus difficile pour les électrons du côté N de passer du côté P. Finalement, l'équilibre est atteint, et nous avons un champ électrique séparant les deux côtés.
Ce champ électrique agit comme un diode , permettant (et même poussant) les électrons de circuler du côté P vers le côté N, mais pas l'inverse. C'est comme une colline - les électrons peuvent facilement descendre de la colline (du côté N), mais impossible de l'escalader (côté P).
Quand la lumière, sous forme de photons, frappe notre cellule solaire, son énergie brise les paires électron-trou. Chaque photon avec suffisamment d'énergie libérera normalement exactement un électron, résultant en un trou libre ainsi. Si cela se produit suffisamment près du champ électrique, ou si l'électron libre et le trou libre errent dans sa plage d'influence, le champ enverra l'électron du côté N et le trou du côté P. Cela provoque une perturbation supplémentaire de la neutralité électrique, et si nous fournissons un chemin de courant externe, les électrons traverseront le chemin vers le côté P pour s'unir aux trous que le champ électrique y a envoyés, travailler pour nous en cours de route. Le flux d'électrons fournit la courant , et le champ électrique de la cellule provoque une Tension . En courant et en tension, on a Puissance , qui est le produit des deux.
Il reste encore quelques composants avant que nous puissions vraiment utiliser notre cellule. Le silicium est un matériau très brillant, qui peut envoyer des photons rebondir avant qu'ils n'aient fait leur travail, donc
un revêtement anti-réfléchissant est appliqué pour réduire ces pertes. La dernière étape consiste à installer quelque chose qui protégera la cellule des éléments - souvent un plaque de protection en verre . Les modules PV sont généralement fabriqués en connectant plusieurs cellules individuelles ensemble pour atteindre des niveaux utiles de tension et de courant, et les mettre dans un cadre solide avec des bornes positives et négatives.
Quelle quantité d'énergie solaire notre cellule photovoltaïque absorbe-t-elle ? Malheureusement, probablement pas beaucoup. En 2006, par exemple, la plupart des panneaux solaires n'atteignaient que des niveaux d'efficacité d'environ 12 à 18 pour cent. Le système de panneaux solaires le plus avant-gardiste cette année-là a finalement réussi à franchir la barrière de longue date de 40 % de l'industrie en matière d'efficacité solaire, atteignant 40,7 % [source :Département américain de l'Énergie]. Alors pourquoi est-ce un tel défi de profiter au maximum d'une journée ensoleillée ?
La vue familière d'un arc-en-ciel ne représente qu'un fragment du plus grand spectre électromagnétique. ©iStockphoto.com/nataq La lumière visible n'est qu'une partie du spectre électromagnétique. Le rayonnement électromagnétique n'est pas monochromatique - il est composé d'une gamme de différentes longueurs d'onde, et donc des niveaux d'énergie. (Voir Comment fonctionne la lumière pour une bonne discussion sur le spectre électromagnétique.)
La lumière peut être séparée en différentes longueurs d'onde, que nous pouvons voir sous la forme d'un arc-en-ciel. Puisque la lumière qui frappe notre cellule a des photons d'une large gamme d'énergies, il s'avère que certains d'entre eux n'auront pas assez d'énergie pour altérer une paire électron-trou. Ils traverseront simplement la cellule comme si elle était transparente. D'autres photons ont encore trop d'énergie. Seulement une certaine quantité d'énergie, mesuré en électron-volt (eV) et défini par notre matériau de cellule (environ 1,1 eV pour le silicium cristallin), est nécessaire pour libérer un électron. Nous appelons cela le énergie de bande interdite d'un matériau. Si un photon a plus d'énergie que la quantité requise, alors l'énergie supplémentaire est perdue. (C'est-à-dire, à moins qu'un photon ait deux fois l'énergie requise, et peut créer plus d'une paire électron-trou, mais cet effet n'est pas significatif.) Ces deux effets à eux seuls peuvent expliquer la perte d'environ 70 pour cent de l'énergie de rayonnement incidente sur notre cellule.
Pourquoi ne pouvons-nous pas choisir un matériau avec une bande interdite vraiment faible, afin que nous puissions utiliser plus de photons? Malheureusement, notre bande interdite détermine également la force (tension) de notre champ électrique, et si c'est trop bas, puis ce que nous réalisons en extra-courant (en absorbant plus de photons), nous perdons en ayant une petite tension. Rappelez-vous que la puissance est la tension multipliée par le courant. La bande interdite optimale, équilibrer ces deux effets, est d'environ 1,4 eV pour une cellule faite d'un seul matériau.
Nous avons aussi d'autres pertes. Nos électrons doivent circuler d'un côté de la cellule à l'autre à travers un circuit externe. On peut recouvrir le fond d'un métal, permettant une bonne conduction, mais si nous couvrons complètement le dessus, alors les photons ne peuvent pas traverser le conducteur opaque et nous perdons tout notre courant (dans certaines cellules, des conducteurs transparents sont utilisés sur la surface supérieure, mais pas du tout). Si nous mettons nos contacts uniquement sur les côtés de notre cellule, alors les électrons doivent parcourir une distance extrêmement longue pour atteindre les contacts. Rappelles toi, le silicium est un semi-conducteur -- ce n'est pas aussi bon qu'un métal pour transporter le courant. Sa résistance interne (appelée résistance série ) est assez élevé, et une résistance élevée signifie des pertes élevées. Pour minimiser ces pertes, les cellules sont généralement recouvertes d'une grille de contact métallique qui raccourcit la distance que les électrons doivent parcourir tout en ne couvrant qu'une petite partie de la surface de la cellule. Toutefois, certains photons sont bloqués par la grille, qui ne peut pas être trop petit, sinon sa propre résistance sera trop élevée.
Maintenant que nous savons comment fonctionne une cellule solaire, Voyons ce qu'il faut pour alimenter une maison avec la technologie.
Tout comme les fleurs sont mieux orientées vers le soleil rayonnant, les panneaux solaires le sont aussi. ©iStockphoto.com/AndreasWeber Que faudrait-il faire pour alimenter votre maison en énergie solaire ? Bien que ce ne soit pas aussi simple que de simplement gifler quelques modules sur votre toit, ce n'est pas extrêmement difficile à faire, Soit.
Tout d'abord, tous les toits n'ont pas la bonne orientation ou angle d'inclinaison pour profiter pleinement de l'énergie du soleil. Les systèmes PV sans suivi dans l'hémisphère nord devraient idéalement pointer vers le vrai sud, bien que les orientations qui font face dans des directions plus à l'est et à l'ouest puissent aussi fonctionner, bien qu'en sacrifiant divers degrés d'efficacité. Les panneaux solaires doivent également être inclinés à un angle aussi proche que possible de la latitude de la zone pour absorber le maximum d'énergie toute l'année. Une orientation et/ou une inclinaison différentes peuvent être utilisées si vous souhaitez maximiser la production d'énergie pour le matin ou l'après-midi, et/ou l'été ou l'hiver. Bien sûr, les modules ne doivent jamais être ombragés par des arbres ou des bâtiments à proximité, peu importe l'heure de la journée ou la période de l'année. Dans un module PV, si même une seule de ses cellules est ombrée, la production d'électricité peut être considérablement réduite.
Si vous avez une maison avec un non ombragé, toit plein sud, vous devez décider de la taille du système dont vous avez besoin. Ceci est compliqué par le fait que votre production d'électricité dépend de la météo, ce qui n'est jamais complètement prévisible, et que votre demande d'électricité variera également. Heureusement, ces obstacles sont assez faciles à franchir. Les données météorologiques donnent les niveaux d'ensoleillement mensuels moyens pour différentes zones géographiques. Cela prend en compte les précipitations et les jours nuageux, ainsi que l'altitude, l'humidité et d'autres facteurs plus subtils. Vous devriez concevoir pour le pire mois, pour que vous ayez suffisamment d'électricité toute l'année. Avec ces données et la demande moyenne de votre ménage (votre facture de services publics vous permet de savoir facilement combien d'énergie vous utilisez chaque mois), il existe des méthodes simples que vous pouvez utiliser pour déterminer le nombre de modules photovoltaïques dont vous aurez besoin. Vous devrez également décider d'une tension du système, que vous pouvez contrôler en décidant du nombre de modules à câbler en série.
Vous avez peut-être déjà deviné quelques problèmes que nous devrons résoudre. D'abord, que fait-on quand le soleil ne brille pas ?
L'idée de vivre au gré du météorologue ne ravit probablement pas la plupart des gens, mais trois options principales peuvent garantir que vous avez toujours de l'électricité même si le soleil ne coopère pas. Si vous voulez vivre complètement hors réseau, mais ne faites pas confiance à vos panneaux photovoltaïques pour fournir toute l'électricité dont vous aurez besoin en un clin d'œil, vous pouvez utiliser un générateur de secours lorsque les réserves solaires sont faibles. Le deuxième système autonome implique le stockage d'énergie sous forme de batteries. Malheureusement, les batteries peuvent ajouter beaucoup de coûts et d'entretien à un système PV, mais c'est actuellement une nécessité si vous voulez être complètement indépendant.
L'alternative est de connecter votre maison au réseau électrique, du pouvoir d'achat quand vous en avez besoin et de le revendre quand vous produisez plus que vous n'en consommez. Par ici, l'utilitaire agit comme un système de stockage pratiquement infini. Gardez à l'esprit cependant, les réglementations gouvernementales varient selon l'emplacement et sont susceptibles de changer. Votre entreprise de services publics locale peut ou non être tenue de participer, et le prix de rachat peut varier considérablement. Vous aurez également probablement besoin d'un équipement spécial pour vous assurer que la puissance que vous cherchez à vendre à la société de services publics est compatible avec la leur. La sécurité est également un problème. Le service public doit s'assurer que s'il y a une panne de courant dans votre quartier, votre système PV ne continuera pas à alimenter en électricité des lignes électriques qu'un monteur de lignes pensera être mortes. C'est une situation dangereuse appelée îlotage , mais cela peut être évité avec un onduleur anti-îlotage - ce que nous aborderons à la page suivante.
Si vous décidez d'utiliser des piles à la place, gardez à l'esprit qu'ils devront être entretenus, puis remplacé après un certain nombre d'années. La plupart des panneaux solaires ont tendance à durer environ 30 ans (et l'amélioration de la longévité est certainement un objectif de recherche), mais les batteries n'ont tout simplement pas ce genre de durée de vie utile [source :National Renewable Energy Laboratory]. Les batteries des systèmes photovoltaïques peuvent également être très dangereuses en raison de l'énergie qu'elles stockent et des électrolytes acides qu'elles contiennent, vous aurez donc besoin d'un endroit bien aéré, boîtier non métallique pour eux.
Bien que plusieurs types de piles soient couramment utilisés, la seule caractéristique qu'ils devraient tous avoir en commun est qu'ils sont batteries à décharge profonde . Contrairement à votre batterie de voiture, qui est une batterie à cycle peu profond, les batteries à décharge profonde peuvent décharger une plus grande partie de leur énergie stockée tout en conservant une longue durée de vie. Les batteries de voiture déchargent un courant important pendant une très courte période - pour démarrer votre voiture - et sont ensuite immédiatement rechargées pendant que vous conduisez. Les batteries PV doivent généralement décharger un courant plus faible pendant une période plus longue (comme la nuit ou lors d'une panne de courant), tout en étant chargé pendant la journée. Les batteries à décharge profonde les plus couramment utilisées sont batteries au plomb (à la fois scellé et ventilé) et piles nickel-cadmium , qui ont tous deux divers avantages et inconvénients.
Sur la page suivante, nous allons creuser un peu plus dans les composants qui seront nécessaires pour que le soleil commence à vous faire économiser de l'argent.
Ce schéma simple montre comment un système PV résidentiel prendra souvent forme. HowStuffWorks 2000 L'utilisation de piles nécessite l'installation d'un autre composant appelé un contrôleur de charge . Les batteries durent beaucoup plus longtemps si elles ne sont pas trop chargées ou épuisées. C'est ce que fait un contrôleur de charge. Une fois les batteries complètement chargées, le contrôleur de charge ne laisse pas le courant des modules PV continuer à y circuler. De la même manière, une fois les batteries épuisées à un certain niveau prédéterminé, contrôlé en mesurant la tension de la batterie, de nombreux contrôleurs de charge ne permettent pas de drainer plus de courant des batteries tant qu'elles n'ont pas été rechargées. L'utilisation d'un contrôleur de charge est essentielle pour une longue durée de vie de la batterie.
L'autre problème, outre le stockage d'énergie, est que l'électricité produite par vos panneaux solaires, et extrait de vos batteries si vous choisissez de les utiliser, n'est pas sous la forme fournie par votre service public ou utilisée par les appareils électriques de votre maison. L'électricité produite par un système solaire est en courant continu, vous aurez donc besoin d'un onduleur pour le convertir en courant alternatif. Et comme nous en avons discuté à la dernière page, en plus de passer du courant continu au courant alternatif, certains onduleurs sont également conçus pour protéger contre l'îlotage si votre système est raccordé au réseau électrique.
La plupart des gros onduleurs vous permettront de contrôler automatiquement le fonctionnement de votre système. Certains modules photovoltaïques, appelé Modules CA , avoir en fait un onduleur déjà intégré dans chaque module, éliminant le besoin d'un grand, onduleur central, et simplifier les problèmes de câblage.
Jetez le matériel de montage, câblage, boîtes de jonction, équipement de mise à la terre, Protection contre les surintensités, Sectionneurs DC et AC et autres accessoires, et vous avez vous-même un système. Vous devez suivre les codes électriques (il y a une section dans le Code national de l'électricité uniquement pour le PV), et il est fortement recommandé qu'un électricien agréé qui a de l'expérience avec les systèmes PV fasse l'installation. Une fois installé, un système PV nécessite très peu d'entretien (surtout si aucune batterie n'est utilisée), et fournira de l'électricité proprement et silencieusement pendant 20 ans ou plus.
Les cellules solaires ont longtemps été un pilier des satellites; où finiront-ils dans le futur ? ©iStockphoto.com/iLexx Nous avons beaucoup parlé du fonctionnement d'un système PV typique, mais les problèmes de rentabilité (que nous aborderons plus en détail à la page suivante) ont stimulé des efforts de recherche sans fin visant à développer et à affiner de nouvelles façons de rendre l'énergie solaire de plus en plus compétitive par rapport aux sources d'énergie traditionnelles.
Par exemple, Le silicium monocristallin n'est pas le seul matériau utilisé dans les cellules photovoltaïques. Le silicium polycristallin est utilisé pour tenter de réduire les coûts de fabrication, bien que les cellules résultantes ne soient pas aussi efficaces que le silicium monocristallin. La technologie des cellules solaires de deuxième génération consiste en ce que l'on appelle cellules solaires à couche mince . Bien qu'ils aient également tendance à sacrifier une certaine efficacité, ils sont plus simples et moins chers à produire -- et ils deviennent de plus en plus efficaces. Les cellules solaires à couche mince peuvent être fabriquées à partir de divers matériaux, y compris le silicium amorphe (qui n'a pas de structure cristalline), arséniure de gallium, diséléniure de cuivre-indium et tellurure de cadmium.
Une autre stratégie pour augmenter l'efficacité consiste à utiliser deux ou plusieurs couches de matériaux différents avec des bandes interdites différentes. Rappelez-vous que selon la substance, des photons d'énergies variables sont absorbés. Ainsi, en empilant un matériau à bande interdite plus élevée sur la surface pour absorber les photons à haute énergie (tout en permettant aux photons à plus faible énergie d'être absorbés par le matériau à bande interdite inférieure en dessous), des rendements beaucoup plus élevés peuvent en résulter. De telles cellules, appelé cellules multijonctions , peut avoir plus d'un champ électrique.
Concentration de la technologie photovoltaïque est un autre domaine de développement prometteur. Au lieu de simplement collecter et convertir une partie de la lumière du soleil qui brille et se transforme en électricité, Les systèmes photovoltaïques à concentration utilisent l'ajout d'équipements optiques tels que des lentilles et des miroirs pour concentrer de plus grandes quantités d'énergie solaire sur des cellules solaires hautement efficaces. Bien que ces systèmes soient généralement plus coûteux à fabriquer, ils présentent un certain nombre d'avantages par rapport aux configurations de panneaux solaires conventionnels et encouragent la poursuite des efforts de recherche et de développement.
Toutes ces différentes versions de la technologie des cellules solaires amènent les entreprises à imaginer des applications et des produits qui couvrent toute la gamme, des avions à énergie solaire et des centrales électriques spatiales aux objets plus quotidiens comme les rideaux à énergie photovoltaïque, vêtements et étuis pour ordinateur portable. Même le monde miniature des nanoparticules n'est pas laissé de côté, et les chercheurs explorent même le potentiel des cellules solaires produites organiquement.
Mais si le photovoltaïque est une si merveilleuse source d'énergie gratuite, alors pourquoi le monde entier ne fonctionne-t-il pas à l'énergie solaire ?
Les cellules solaires sont peut-être encore un peu chères, mais ils deviennent moins chers d'année en année. ©iStockphoto.com/acilo Certaines personnes ont une conception erronée de l'énergie solaire. S'il est vrai que la lumière du soleil est gratuite, l'électricité produite par les systèmes PV ne l'est pas. De nombreux facteurs entrent en jeu pour déterminer si l'installation d'un système photovoltaïque en vaut le prix.
D'abord, il y a la question de l'endroit où vous résidez. Les personnes vivant dans les régions ensoleillées du monde commencent avec un plus grand avantage que celles installées dans des endroits moins ensoleillés, puisque leurs systèmes PV sont généralement capables de générer plus d'électricité. Le coût des services publics dans une région doit être pris en compte en plus de cela. Les tarifs d'électricité varient considérablement d'un endroit à l'autre, Ainsi, une personne vivant plus au nord peut toujours envisager de passer à l'énergie solaire si ses tarifs sont particulièrement élevés.
Prochain, il y a le coût d'installation; comme vous l'avez probablement remarqué lors de notre discussion sur un système PV domestique, il faut pas mal de matériel. Depuis 2009, une installation de panneaux solaires résidentiels se situait en moyenne entre 8 et 10 $ par watt à installer [source :National Renewable Energy Laboratory]. Plus le système est grand, moins il en coûte généralement par watt. Il est également important de se rappeler que de nombreux systèmes d'énergie solaire ne couvrent pas complètement la charge électrique à 100 % du temps. Les chances sont, vous aurez toujours une facture d'électricité, même si ce sera certainement plus bas que s'il n'y avait pas de panneaux solaires en place.
Malgré le prix de la vignette, il existe plusieurs façons potentielles de couvrir le coût d'un système photovoltaïque pour les résidents et les entreprises désireuses de se moderniser et de passer à l'énergie solaire. Celles-ci peuvent prendre la forme d'incitations fiscales fédérales et étatiques, remises des entreprises de services publics et autres possibilités de financement. Plus, en fonction de la taille de la configuration du panneau solaire - et de ses performances - cela pourrait aider à se rentabiliser plus rapidement en créant un surplus d'énergie occasionnel. Finalement, il est également important de prendre en compte les estimations de la valeur de la maison. L'installation d'un système photovoltaïque devrait ajouter des milliers de dollars à la valeur d'une maison.
À l'heure actuelle, l'énergie solaire a encore quelques difficultés à concurrencer les services publics, mais les coûts diminuent à mesure que la recherche améliore la technologie. Les défenseurs sont convaincus que le PV sera un jour rentable dans les zones urbaines ainsi que dans les zones reculées. Une partie du problème est que la fabrication doit être effectuée à grande échelle pour réduire les coûts autant que possible. Ce genre de demande de PV, cependant, n'existera pas tant que les prix n'auront pas atteint des niveaux compétitifs. C'est un catch-22. Toutefois, à mesure que la demande et l'efficacité des modules augmentent constamment, les prix baissent, et le monde devient de plus en plus conscient des préoccupations environnementales associées aux sources d'énergie conventionnelles, il est probable que le photovoltaïque aura un avenir prometteur.
Pour plus d'informations sur les cellules solaires et les sujets connexes, consultez les liens sur la page suivante.
