Envie de réduire votre facture énergétique ? Essayez ces cellules solaires qui battent des records

Les panneaux solaires existent depuis des décennies - en fait, ils sont maintenant un vue commune sur les maisons, même dans les pays largement nuageux et sombres du nord de l'Europe. Moins cher et plus facile à installer que jamais, la question est pourquoi les panneaux solaires ne sont-ils pas installés dans chaque maison ? La plupart du temps, cela dépend du coût. Les consommateurs veulent simplement un retour sur investissement rapide.

Ayant travaillé dans le secteur des diodes électroluminescentes (DEL) pendant de nombreuses années, je me souviens à quel point il était difficile de convaincre les gens d'acheter quelque chose - un éclairage à DEL - qui coûtait plus cher qu'une lampe à incandescence à l'ancienne. Pourquoi dépenser de l'argent alors que vous n'obtiendrez aucun remboursement pendant 10 ans ou plus ? Les ampoules d'un nouveau genre étaient parfaites pour les éco-guerriers à l'esprit vert, mais pas pour les parieurs ordinaires.

Heureusement, l'efficacité, le coût et la qualité des LED se sont améliorés et les consommateurs ont commencé à réaliser que l'éclairage LED survivrait assez longtemps pour récupérer la mise de fonds initiale. Une fois que les délais de récupération sont tombés en dessous de cinq ans, les choses ont vraiment commencé à s'accélérer. En fait, l'éclairage LED d'aujourd'hui peut fournir plus de 100 lumens par watt (deux fois plus pour les produits haut de gamme), ce qui signifie qu'il s'agit du seul choix pratique - avec un retour sur investissement en mois.

Sélectif interdictions des sources lumineuses inefficaces ont aidé, bien sûr, mais les LED ont réussi grâce aux progrès techniques associés aux économies d'échelle. La même chose est-elle sur le point de se produire avec les panneaux solaires ? Au Royaume-Uni, le gouvernement a lancé les choses en 2010 avec tarifs de rachat (FiT). Quiconque injectait de l'électricité produite par des panneaux solaires dans le réseau recevait des paiements de 41.3 p/kWh (pence par kilowattheure) – à une époque où l'électricité était d'environ 10 p/kWh. Les tarifs ont conduit de nombreuses personnes à installer des panneaux solaires photovoltaïques (PV), avec des installations passant de 140,000 2011 en 1.2 à XNUMX million à la fin de l'année dernière.

Gains d'efficacité

En 2010, les panneaux solaires photovoltaïques commerciaux étaient à base de silicium avec des rendements généralement de 15 %. Si vous les achetiez auprès d'un fabricant réputé, certains panneaux pourraient durer des dizaines d'années, ce qui était suffisamment long pour rentabiliser l'investissement. Mais comme un rapport 2020 de l'Agence internationale des énergies renouvelables trouvé, le coût du solaire photovoltaïque dans le monde a chuté de 82 % entre 2010 et 2019, avec des rendements des panneaux désormais proches de 22 %.

En fait, toutes les énergies renouvelables ont vu leur prix baisser, y compris l'éolien terrestre et offshore ainsi que l'énergie solaire concentrée, l'énergie solaire ayant chuté de 13 % au cours de la seule année 2019 pour atteindre un peu plus de 5 p/kWh. Malgré le bouleversement du secteur solaire au Royaume-Uni à la suite la fin des FiTs en 2017-2018, le Royaume-Uni devrait installer plus de 1 GW de solaire photovoltaïque d'ici fin 2022 selon le physicien Finlay Colville, responsable des études de marché chez Médias solaires.

En outre, des indications suggèrent que le Royaume-Uni pourrait avoir un total de 40 GW de panneaux solaires photovoltaïques installés d'ici 2030 sur les toits des maisons et des bureaux et dans des panneaux solaires au sol. Plus tôt cette année dans le cadre de son Plan de sécurité énergétique, le gouvernement britannique cherchera également à augmenter la capacité solaire actuelle de 14 GW du Royaume-Uni, qui, selon lui, pourrait multiplier par cinq d'ici 2035.

Le coût est la clé. Le record mondial d'efficacité des cellules solaires est actuellement de 47.1 %, qui a été atteint en 2019 par le personnel des États-Unis Laboratoire national des énergies renouvelables, qui a construit six cellules solaires à concentrateur de jonction de divers matériaux sous l'éclairage de 143 soleils. Aucune cellule solaire ne peut jamais être aussi rentable que le bon vieux silicium, mais un nouveau panneau solaire "tandem", dévoilé lors du récent Conférence mondiale sur la conversion de l'énergie photovoltaïque à Milan, pourrait changer la donne, avec une efficacité de 30.1 % sous un seul éclairage solaire.

La nouvelle cellule pourrait changer la donne, avec une efficacité de 30.1 % sous un seul éclairage solaire

Développé par une équipe de diverses universités et instituts aux Pays-Bas, la cellule combine une cellule en silicium classique avec une autre en pérovskite, ce qui lui permet d'exploiter une plus grande fraction du spectre solaire. C'est parce que la partie en silicium fonctionne bien avec la lumière visible et infrarouge, tandis que la pérovskite est meilleure avec la lumière ultraviolette et visible. La pérovskite permet également à plus de 93 % de la lumière infrarouge proche d'atteindre la cellule de silicium.

De nombreuses équipes à travers le monde travaillent sur des cellules tandem, dont la firme britannique PV d'Oxford. En enduisant une cellule de silicium ordinaire d'un mince film de pérovskite, il a atteint une efficacité de 29.52% en 2020, la société affirmant que son matériau de pérovskite synthétique est abordable et durable. Avec une usine déjà construite, Oxford PV a l'intention d'être la première entreprise à vendre ces cellules solaires de nouvelle génération. Les premiers produits, conçus pour les toitures résidentielles, généreront 20 % d'électricité en plus à partir du même nombre de cellules.

Avenir ensoleillé

L'énergie solaire a beaucoup de potentiel, avec 87% des nations du monde capables de s'alimenter en utilisant moins de 5% de leur territoire. Comme l'a souligné Elon Musk, les États-Unis pourraient faire le travail avec seulement quelques centaines de kilomètres de panneaux solaires dans un petit coin de l'Utah. Mais le Royaume-Uni ne fait pas partie de ces pays chanceux : 12.5 % de l'ensemble du pays devraient être recouverts de panneaux solaires pour s'alimenter en électricité. C'est beaucoup étant donné que seulement 6% du pays est construit.

Le solaire photovoltaïque fera donc partie du mix mais pas de la solution complète. Nous devons augmenter l'efficacité des cellules solaires tout en maîtrisant les coûts de production, les onduleurs et les coûts d'installation pour vraiment encourager l'adoption. La maison moyenne pour quatre personnes au Royaume-Uni a actuellement besoin d'environ 16 panneaux solaires fonctionnant à des rendements d'environ 20 % pour s'alimenter. Compte tenu des faibles niveaux d'ensoleillement au Royaume-Uni, la règle empirique jusqu'à récemment était qu'il faudrait 11 à 14 ans pour que les panneaux solaires soient amortis.

Mais selon certaines estimations, le retour sur investissement des panneaux solaires n'est plus que de quatre ans et de nouvelles améliorations pourraient encore raccourcir ce délai. Avec la flambée des prix de l'énergie et la crise du coût de la vie, il semble que le temps du solaire photovoltaïque soit enfin venu.