Émergence du solaire photovoltaïque à concentration

Comment augmenter le rendement d’une installation solaire photovoltaïque ? En utilisant des systèmes optiques qui concentrent la lumière reçue par chaque cellule !

structure mobile solaire photovoltaïque a concentration

Exemple d’installation mobile solaire photovoltaïque à concentration (© Amonix).

Le solaire photovoltaïque intéresse un grand nombre d’industriels. En effet, les ingénieurs français ont commencé à s’investir massivement dans cette nouvelle filière et se sont intéressés au photovoltaïque à concentration. Il consiste à améliorer la productivité d’une installation solaire photovoltaïque en augmentant la quantité d’énergie lumineuse reçue : des systèmes optiques concentrent la lumière et la cellule reçoit l’équivalent de l’énergie lumineuse de plusieurs soleils.

Démultiplier l’énergie du soleil

Les systèmes les plus simples sont des panneaux photovoltaïques conventionnels auxquels sont accolés des miroirs plans. Ils concentrent de 2 à 10 fois la lumière solaire, fonctionnent avec des cellules « classiques » et conviennent à des installations de faible puissance. Les centrales les plus importantes – certaines atteignent 150 MW – utilisent des dispositifs optiques sophistiqués, comme des miroirs cylindro-paraboliques, des lentilles de Fresnel ou de grandes paraboles, qui concentrent jusqu’à plusieurs centaines de fois la lumière. Pour être constamment orientés vers le soleil, ces dispositifs optiques sont installés sur des structures mobiles guidées par des appareils qui détectent l’astre et suivent sa course : les trackers.

L’ensemble est complexe et coûteux. Cependant, comme les cellules sont éclairées en permanence, cela assure une production électrique soutenue, contrairement aux installations fixes qui présentent un étroit pic de production lorsque le soleil passe à la perpendiculaire du capteur.

Quelques problèmes à résoudre

Tous les problèmes ne sont pas résolus pour autant. Par exemple, les cellules supportent mal les hautes températures (elles affectent leur rendement et leur durée de vie). De même, la fiabilité des installations et l’intégration des différents éléments font l’objet de recherches actives.

Et demain ?

Les meilleures cellules commercialisées aujourd’hui ont un rendement de 22 % (le maximum théorique étant de 30 %). Toutes, ou presque, sont en silicium, sous forme monocristalline pour les meilleures – et les plus chères à produire.
Comment aller au-delà ? Tout d’abord en multipliant les jonctions dans une même cellule. On trouve sur le marché des cellules à trois jonctions d’un rendement de plus de 43%. Ce sont elles qui sont utilisées pour le photovoltaïque à concentration. La prochaine génération aura quatre jonctions, mais les laboratoires étudient déjà des versions à cinq ou six jonctions. Pour ces nouvelles cellules, le silicium laisse peu à peu la place à de nouveaux matériaux.
Les innovations dans ce domaine prouvent que la filière photovoltaïque est une filière active, prête à assumer son rôle dans les années à venir.

Source : Enerzine

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Posté par Julie le 6 août 2013