L’industriel Soitec a annoncé hier avoir été informé que la Commission européenne a donné son feu vert pour le financement du programme Guépard, où il est question de mise au point d’une nouvelle génération de cellules solaires à très haute efficacité.
Ce programme avait été sélectionné en avril 2012 par le programme des investissements d’avenir (PIA) dont la gestion a été confiée à l’Agence de l’Environnement et de la Maîtrise de l’Energie (ADEME). En plus de Soitec, nommé coordinateur du projet, Guépard associe le CEA et une PME française, InPACT. L’ensemble des partenaires misent un investissement total de 68,9 millions d’euros sur cinq ans.
L’autorisation de financement notifiée par la Commission européenne au Gouvernement français va surtout permettre à Soitec de bénéficier d’une aide publique de 21,3 millions d’euros.
Soitec demeure actuellement l’un des principaux fournisseurs mondiaux de systèmes CPV, dont la production d’énergie solaire s’avère particulièrement performante et compétitive dans les régions à fort ensoleillement. En utilisant des lentilles optiques qui concentrent la lumière sur des cellules à multi-jonctions, la technologie CPV permet d’atteindre un rendement plus de deux fois supérieur à celui des technologies photovoltaïques standard.
Le projet Guépard ambitionne une rupture technologique majeure : "développer une nouvelle génération de cellules solaires, pour atteindre des taux inédits de conversion de l’énergie solaire en électricité."
Avec son portefeuille de technologies clés pour le transfert de matériaux semi-conducteurs, Soitec semble disposer de nombreux atouts pour créer des cellules solaires dites à 4 jonctions – un tel assemblage étant inaccessible avec les technologies classiques. Le récent record mondial d’efficacité (44,7%) atteint en septembre dernier grâce aux travaux préliminaires menés en collaboration avec l’institut Fraunhofer ISE, le CEA-Leti et le Centre Helmholtz de Berlin a en quelque sorte validé la pertinence de ce concept.
"Avec le projet Guépard, notre ambition est de permettre à notre technologie CPV d’atteindre un rendement et une compétitivité inégalés" a précisé André-Jacques Auberton-Hervé, Président de Soitec. "Nous sommes particulièrement heureux de recevoir aujourd’hui l’accord de la Commission européenne pour ce programme ambitieux et stratégique, non seulement pour Soitec, mais aussi pour les opportunités qu’il ouvre en France et en Europe. Cela témoigne du crédit apporté à nos travaux et à notre expertise. Nous remercions le Premier ministre, le Commissariat Général à l’Investissement et l’ADEME pour leur soutien et pour la politique d’aide à l’innovation mise en place dans le cadre des Investissements d’Avenir".
La technologie CPV
La technologie CPV (« Concentrating PhotoVoltaic ») compte parmi les plus performantes et les plus compétitives dans les régions à fort ensoleillement, des zones appelées à atteindre rapidement la parité réseau.
Elle repose sur l’utilisation de modules formés de deux plaques de verre. Sur la plaque inférieure, des cellules à multi-jonctions sont montées. Elles assurent la conversion du rayonnement lumineux en électricité, après que la lumière ait été concentrée 500 fois grâce à des lentilles de Fresnel. Fabriquées à partir de silicone sur verre, ces lentilles sont situées sur la plaque supérieure. Un cadre métallique assemble les deux plaques, le tout formant un module CPV. Plusieurs modules sont ensuite assemblés sur des trackers à deux axes, qui permettent de suivre la courbe du soleil avec une précision de 0,1°.
L’efficacité des cellules à multi-jonctions utilisées dans ces systèmes CPV est déterminante pour optimiser leur production d’électricité. Le projet Guépard vise donc le développement d’une nouvelle génération de cellules de ce type, afin d’optimiser le taux de conversion de l’énergie lumineuse en électricité. Le marché visé par la technologie CPV est prioritairement celui des grandes centrales au sol installées dans les régions à fort ensoleillement. Ce marché est en forte croissance : il devrait représenter environ 10% des nouvelles installations en 2016 (sources : IMS, GTM).
Les Résultats attendus, applications et valorisation du programme Guépard
– Augmentation du rendement de la technologie CPV de Soitec pour atteindre 37% au niveau des modules.
– Mise en œuvre dans les zones à fort ensoleillement de centrales solaires de forte capacité, à un coût de production de l’électricité solaire compétitif avec les énergies traditionnelles.
– Réduction du temps de retour sur investissement énergétique (temps de production nécessaire à la centrale solaire pour compenser l’énergie qu’il a fallu dépenser pour sa fabrication et construction) à 9 mois.
– Diminution de l’empreinte carbone du système CPV par rapport aux autres technologies photovoltaïques (objectif : 18 g CO2-eq/kWh).
– Réduction de la consommation d’eau (environ 15l/MWh pour le nettoyage).
– Utilisation du terrain en parallèle possible (élevage ou d’agriculture).
– La technologie CPV vise le marché des centrales solaires dans les régions à fort ensoleillement, notamment à l’export, pour lesquelles elle est la plus adaptée et la moins coûteuse. Le marché du CPV est actuellement un marché de niche ciblant des pays où le solaire est en émergence avec une forte croissance attendue dans les cinq prochaines années.
– L’amélioration de l’efficacité de conversion énergétique, de la conception et de la fabrication des systèmes, ainsi que les effets d’échelle liés à l’augmentation des volumes, pourront permettre à Soitec de viser des marchés importants à l’export en s’appuyant sur une production des nouvelles cellules dans l’usine de Bernin, près de Grenoble.
41,7 % ? Ce rendement est-il mesuré au niveau de la cellule ? Au niveau du dispositif de concentration ? Est-il mesuré sur le même spectre solaire capté que celui des autres cellules ? Les silicones laissent passer plus d’infrarouge que les verre… Cela peut faire une différence notable puisque l’infrarouge du spectre solaire est plus important que le visible! Comme d’habitude, du blabla publicitaire qui peut faire rêver le gogo, mais qui ne trompe pas les scientifiques. Autre point important, passer le rendement (hypothétique à valider) de 15% à 30%, cela divise par deux le nombre de panneaux… Mais la complexité de l’installation avec son tracker qui doit résister au vent et au sable coûte combien ? Quelle sera l’économie réelle faite ? Toujours la même chose, on ne doit comparer que ce qui est comparable, et là, le thermosolaire, lui aussi plus complexe que les simples panneaux aura toujours un rendement supérieur malgré la conversion chaleur/électricité, à cause de la possibilité de stockage de la chaleur.
Si l’article vise effectivement à en faire la promotion, le projet a été examiné en détails par les experts de l’ADEME, donc les chiffres sont sérieux.
Et la température? En concentrant le soleil avec une lentille de Fresnel, on peut en quelques secondes enflammer une feuille de papier, on peut donc supposer que les jonctions vont chauffer, même si une partie de l’énergie est convertie en électricité, il en reste au moins la moitié à évacuer. Or la tension en circuit ouvert chute avec le température, et donc le rendement: de l’ordre de -0.4% par degré, comment ont-ils résolu cet épineux problème?
Mettre le soleil en cage convient bien à ce projet. Ca me choque à chaque fois de voir comment on pense en France et en Europe pour les autres, sans bien connaître leur environnement. On « s’imagine » que ca va marcheravec des trackers dans le désert avec 60°C de température à l’ombre le jour, et moins quarante la nuit (j’exagère mais on en est pas loin parfois). Juste la réalité en comparaison. Les premières éoliennes installées en Mer Rouge importées d’Europe n’ont que des problèmes: les cables ont fondu, le sable a rongé les mécaniques, et pire s’est agglutiné sur les pales en créant des balourds les obligeant à l’arrêt et des maintenances forcées. Bref, une éolienne terrestre dans un désert c’est pire qu’une éolienne off-shore en pleine mer, où c’est aussi pas mal ciomme agressivité ambiante. J’ai vu des trackers solaires PV pour test installés dans le moyen orient. Ils on bien marché quelques mois…maintenant ils les maintiennent en position fixe. Mais quand même, si la technologie PV à concentration fonctionne vraiment, bravo. Je leur souhaite bonne chance dans la pratique. J Je rappelle juste qu’il y a des phénomènes de condensation se passant à l’intérieur des modules à concentration, et que je me demande comment ils vont nettoyer les lentilles de Fresnel de l’intérieur. Il y a aussi de jolies bestioles sympathiques dans les déserts, des scorpions ou des serpents notamment, qui recherchent vaillament des endroits pour maintenir leur sang au chaud. ET bien sûr le sable fin qui s’insinue partout en tempête, e s’almuse à coller comme de la colle avec les mêmes phénomènes de condensation. Bon amusement….
La baisse de tension que vous signalez à juste titre concerne les cellules « standard » en silicium. Dans le cas présent, il s’agit de semiconducteurs composés à grand gap. c’est à dire que la température n’a que tres peu d’effet sur la tension. Ces panneaux Soitec sont ainsi tres bien adaptés aux régions à faible nébullosité (déserts secs) -car on doit « suivre le soleil » et aux températures élevées – car leur rendement ne baisse pas en température. Cdlt
Vos remarques sont justifiées. En particulier les vents de sables sont tres agressifs. Mais les inconvénients que vous citez ne concernent pas tous les déserts; par exemple dans le désert d’Atacama (Chili) Il n’y a ni vent de sable ni scorpions… Bon, on va suivre la fiabilité de toutes façons. cdlt