Rapport CAS Technologies competitives - D'Dline 2020

Des technologies compétitives au service du développement durable
les cellules à colorants – partiellement organiques –, aujourd’hui commercialisées pour
des applications de faible puissance, et les cellules tout organiques qui en sont
encore au stade expérimental et pour lesquelles les rendements obtenus sont encore
faibles par rapport à ceux des technologies dominantes même si de nets progrès ont
été constatés ces dernières années. L’allongement de leur durée de vie est également
un enjeu de recherche majeur : elle est actuellement très limitée (quelques milliers
d’heures et on peut espérer cinq ans d’ici 2015), alors que les technologies
dominantes permettent aux modules des durées de vie d’environ 25 ans 1 . Toutefois, le
fort potentiel de réduction des coûts de production (mentionné ci-dessus), la
souplesse et la conformabilité 2 des modules et la facilité de recyclage sont autant
d’arguments en faveur de cette filière.
Des concepts avancés de couches minces (à très haut rendement), encore à l’état de
recherche, pourraient conduire, grâce aux nanotechnologies, à de véritables ruptures
sur le long terme.
Globalement, les progrès sur les technologies photovoltaïques pour réduire les coûts
concernent la diminution de la quantité de matériaux utilisés, l’amélioration des
rendements, l’augmentation de la productivité des procédés de fabrication (mais
également du contrôle de la qualité) et de la durée de vie des modules (de 25 ans
aujourd’hui à 35 ans en 2020). Outre la diminution des coûts, l’amélioration de la
qualité environnementale est un objectif crucial, visé par la réduction du temps de
retour énergétique 3 , la recyclabilité des matériaux employés et l’exclusion de
matériaux toxiques.
Enfin, une meilleure intégration du photovoltaïque est indispensable : elle concerne à
la fois l’intégration dans les réseaux de distribution d’électricité, grâce à une meilleure
gestion de la demande, et à terme, l’utilisation de systèmes de stockage et
l’amélioration de l’intégration du photovoltaïque dans le bâti (gestion des problèmes
de surchauffe, facilités de pose via le développement de produits réellement adaptés,
coloris, mise en sécurité des installations, etc.).
Au-delà des modules photovoltaïques, une installation complète comporte de
nombreux éléments regroupés sous le terme de Balance of System (BOS) : les
supports et fixations, le câblage électrique, les équipements de protection, la
conversion électrique (onduleur 4 ) et le raccordement électrique, ainsi que des organes
de sécurité et de suivi, voire du stockage. La part de ces éléments dans le coût final
est lourde et varie entre environ 40 % pour les centrales au sol à plus des deux tiers
pour les systèmes résidentiels intégrés en toiture. Ce n’est donc pas un aspect à
négliger dans la démarche actuelle de fortes réductions des coûts des systèmes
photovoltaïques.
(1) Aujourd’hui, la durée de vie des modules au silicium cristallin dépasse les 25 ans et devrait
atteindre 35 ans en 2020.
(2) Il s’agit de la capacité d’adaptation des modules aux différentes déformations pouvant se
produire.
(3) Le temps de retour énergétique est le temps au bout duquel le panneau aura produit autant
d’énergie que sa production en a consommé. Il varie entre un et trois ans. Pour certains panneaux
de nouvelles générations, il peut atteindre six mois suivant le lieu de production et l’ensoleillement.
(4) La durée de vie actuelle des onduleurs est de 15 ans et devrait atteindre 25 ans en 2020.
Centre d’analyse stratégique - 108 - Août 2012
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