Den solenergi er den brøkdel av elektromagnetisk energi fra sola passerer gjennom atmosfæren som absorberer en del, og når overflaten av jorden .
På jorden er solenergi opprinnelsen til syklusen av vann , vind og fotosyntese utført av planteriket , som dyreriket er avhengig av via næringskjedene . The Sun er kilden til mest energi på jorden, med unntak av atomenergi og dyp geotermisk energi .
De energikilder utledet indirekte fra solenergi er særlig: hydraulisk energi , avledet fra den kinetiske energi av vann , den syklus som avhenger av Sun; den vind , fra den kinetiske energi av vinden knyttet til oppvarming og fordampning av vann, som genereres av solen, jordskifte og Coriolis-kraften ; den tidevannskraft og bølgekraft , beslektede bevegelser av hav og elver ; den energi trevirke og biomasse energi , samt geotermiske meget lav temperatur, fra overflatelagene i den jord oppvarmet av solen. Vi kan tilsette fossile brensler , som kommer fra organisk materiale skapt av fotosyntese ( kull , petroleum , naturgass ...) som det legges til den biokjemiske energien til levende organisk materiale.
Denne artikkelen handler om energien som produseres av mennesker ved å fange solstråling , hovedsakelig i elektrisk eller termisk form . Det er en av hovedformene for fornybar energi .
Bruken av solenergi dateres tilbake til antikken , da grekerne tenne OL-flammen takket være et system av speil konsentrere stråler av sol , kalt skaphia .
Praktiske applikasjoner vises i det XVII - tallet. Franskmannen Salomon de Caus bygde en solpumpe i 1615 ved hjelp av luft oppvarmet av solstråling . François Villette , optiker ved Palace of Versailles , design en bronse speil (kalt “brennende speil”) en meter i diameter, takk til hvor han demonstrerer fusjon av stedene.
I 1747 eksperimenterte Georges-Louis Leclerc de Buffon med et speil som konsentrerte sollys i et fokuspunkt . Han klarer å smelte et sølvbit (mer enn 1044 ° C ). I 1780-årene , Horace Bénédict de Saussure oppfunnet et måleinstrument som tillater ham å studere brenn effektene av solens stråler, som han kalte "helio termometer". Dette instrumentet bruker drivhuseffekten oppnådd av et glass plassert over en absorber i en isolert boks. Det skaper dermed en solvarmesamler ved lav temperatur. Ved slutten av XVIII th århundre, takket være en væske linse som konsentrerer solstrålene, Antoine Lavoisier bygget en solcelle ovn har nådd en temperatur på 1800 ° C .
Omdannelsen av lys til elektrisitet, ved å utnytte den solcelleeffekten , ble oppdaget av Edmond Becquerel i 1839 , men det var først i nesten et århundre at forskere fordypet og utnyttet dette fysiske fenomenet. I 1875 stilte Werner von Siemens ut for Royal Prussian Academy of Sciences en artikkel om fotovoltaisk effekt i halvledere .
I 1913 arkiverte William Coblentz det første patentet på en solcelle, som aldri kunne fungere. I 1916 var Robert Andrews Millikan den første til å produsere elektrisitet med en solcelle, men i de neste førti årene ville ingen gjøre store fremskritt innen solenergi fordi solceller var for dårlig effektive til å transformere lys fra solen. Solen til energi. Fenomenet er fremdeles et anekdotisk funn.
I løpet av 1954 utviklet tre amerikanske forskere (Chapin, Pearson og Prince) en "høyeffektiv" solcellecelle (9%) og Bell Laboratories bygget det første solcellepanelet , men det var for dyrt til å bli produsert i serie. Det er erobringen av rommet som virkelig fremmer solenergi; solcellepanelet er det eneste ikke-kjernefysiske middelet for å levere energi til satellitter, dessuten er solenergi en konstant energikilde for satellittene i bane. Faktisk var det i 1958 at den første lanseringen av en satellitt som kjørte på solcelleanlegg fant sted. Romindustrien investerer mye penger i utviklingen av solcellepaneler.
I løpet av 1970- og 1980-tallet ble det gjort et forsøk på å redusere kostnadene, slik at fotovoltaisk energi også kunne brukes til terrestriske applikasjoner. Solkraft opplevde et nytt løft under det første oljesjokket på 1970-tallet. Da oljeprisen steg dramatisk, begynte solcellspaneler å bli brukt for første gang i hjemmene. I 1973 ble det første huset drevet av solceller bygget ved University of Delaware, og i 1983 reiste den første bilen drevet av solcellsenergi en distanse på 4000 km i Australia. Solcellepaneler har vokst sakte siden. Solenergi opplever en ny boom parallelt med bevisstheten om global oppvarming og økende energipriser.
Solenergi blir en prioritet for flere og flere land. Solkraftverk bygges over hele verden. Elektrisitetsselskaper og regjeringer tilbyr tilskudd og rabatter for å oppmuntre huseiere til å investere i solenergi til hjemmene sine. Faktisk ble det i 1995 lansert programmer for solcellehustak koblet til nettet i Japan og Tyskland, og har blitt utbredt siden 2001.
Nye typer solcellepaneler utvikles: veldig tynne (4 mm tykke) og fleksible solcellepaneler, solmaling osv. . Målet er å redusere kostnadene for solenergi sterkt.
I november 2015er stiftet International Solar Alliance (eller ISA, for International solar alliance ). Prosjektet ledes av Narendra Modi , daværende statsminister i India . Denne alliansen, støttet av privat sektor, bør samle stater med betydelige solressurser for bedre å koordinere utviklingen av deres virksomhet (termisk og solcelleanlegg) gjennom opplæringsaksjoner, standardisering av utstyr, deling av erfaringer, av joint ventures , etc. Lanseringsseremonien, organisert av India og Frankrike, finner sted under Paris-konferansen om klimaendringer i 2015 .
Solenergi kommer fra kjernefusjon som oppstår i sentrum av solen . Den forplanter seg i solsystemet og i universet hovedsakelig i form av elektromagnetisk stråling der lys bare er den synlige delen .
Jorden mottar 174 Peta watt (PW) av innkommende solstråling ( solstråling ) i den øvre atmosfæren ), eller omtrent 340 W / m 2 ( gjennomsnittet av innfallende solstråling på jordoverflaten). Cirka 30% reflekteres tilbake i verdensrommet mens resten absorberes av skyer , hav og landmasse. Den spektrum av solstråling på jordoverflaten hovedsakelig er fordelt mellom det synlige spektrum og nær infrarødt , såvel som en liten del som ligger i nærheten av ultrafiolett .
Den totale solenergien som absorberes hvert år av jordens atmosfære, hav og landmasser er omtrent 3 850 zetta joule (10 21 joule, eller ZJ). I 2002 representerer dette mer energi produsert på en time enn konsum på ett år. Til sammenligning inneholder vinden 2,2 ZJ ; de fotosyntese fanger ca 3 ZJ per år i biomasse . Mengden solenergi som når planetens overflate er så stor at det på ett år er omtrent dobbelt så mye energi som er oppnådd fra alle de ikke-fornybare ressursene på jorden - kull , olje , naturgass og uran kombinert - alltid utnyttet av mennesker . Faktisk representerte all menneskelig bruk av energi i 2005 0,5 ZJ , hvorav 0,06 ZJ var i form av elektrisitet.
Flertallet av verdens befolkning bor i områder der nivået av solbestråling er mellom 150 og 300 W / m 2 , eller 3,5 til 7,0 kWh / m 2 per dag.
Solstråling absorberes av jordoverflaten, havene - som dekker omtrent 71% av kloden - og atmosfæren. Varm luft som inneholder vann fordampet fra havene stiger, forårsaker atmosfærisk sirkulasjon eller konveksjon . Når varm luft når en høy høyde, hvor temperaturen er lav, kondenserer vanndamp til skyer og strømmer deretter over jordoverflaten som regn , og fullfører vannsyklusen . Den latente varmen av vannkondensasjon varmer i sin tur luften rundt og forsterker konveksjon og produserer atmosfæriske fenomener som vind , sykloner og høyder . Den solstråling som absorberes i hav og land massene er omtrent 240 W / m 2 og tilsatt til drivhus , holder overflaten ved en gjennomsnittlig temperatur på 14 ° C . Gjennom fotosyntese konverterer grønne planter solenergi til kjemisk lagret energi, som produserer mat, tre og biomassen som fossile brensler kommer fra.
Solenergien som mottas på et punkt på kloden, avhenger først og fremst av den elektromagnetiske energien (synlig lys, infrarød , ultrafiolett og annen stråling) som sendes ut av solen og ankommer jorden, som opplever dekadale, sesongmessige og punktsvingninger. Den breddegrad , den sesongen og tid og påvirke høyden av solen og derfor energien mottatt på bakken per arealenhet, og på skyen basert på klimaet lokalt. Til slutt, denne tåke ( skyer , tåke , etc. ) varierer mye med geografi og meteorologiske forhold; det er sterkt til veldig sterkt i tempererte og subpolære havregioner så vel som i ekvatoriale regioner, men svakt til veldig svakt i høyt trykk og i tørre subtropiske eller polare områder.
Dermed finnes den maksimale strømmen av solenergi som mottas på jordens bakke i de tørre (eller tørre) tropene, det vil si i varme ørkener der de meteorologiske og geografiske forholdene er optimale: lav bredde, stort rom, uavbrutt solskinn, klart himmel, stor tørrhet i luften. The Sahara , den største varme ørkenen i verden, er regionen på jorden som får mest varme og sollys. Det er faktisk regionen på kloden der den gjennomsnittlige solskinnsvarigheten er lengst (opptil 4300 timer / år, dvs. mellom 97 og 98% av dagen) og hvor den gjennomsnittlige solbestrålingen er størst., Som når over 280 W / m 2 i gjennomsnitt over året.
Imidlertid bruker de mest solrike områdene mest energi. The solar forhold , definert som solenergi mottatt i forhold til energiforbruk lokalt , og dermed knapt når 100 for de mest konsumentland, men mer enn 10 000 for enkelte tredje verden. Hvis vi tar hensyn til den relativt lave effektiviteten av solfangere, kommer det frem at solenergi representerer en betydelig kilde for utviklingsland , mens det kan bare marginalt møte forbruket av utviklede land .
Samling og transport av energi fra Sahara til utviklede land er derfor tenkt. Imidlertid kommer det opp mot tekniske og politiske hindringer, og prosjekter som Desertec er ennå ikke aktuelle. Tvert imot, de utviklede sonene, med betydelig forbruk og med den nødvendige teknikken, ser at stadig flere viktige prestasjoner dukker opp på grensene. I Mojave-ørkenen ( California og Arizona ) er således de største termodynamiske solkraftverkene i verden, spesielt SEGS solkraftverk , med en total kapasitet på 354 MW . I tillegg er bruken av solenergi bane som gjør det mulig å betydelig øke potensialet av solenergi i områder lenger bort fra ekvator, mens tilbakedannelsen av parkerings nyanser i solkraftverk og bruk av takene huset gjør det mulig å reagere på plass problemer.
I 2000 publiserte FNs utviklingsprogram og Verdens energiråd et estimat av solenergi som potensielt kan brukes av mennesker hvert år, som tar hensyn til faktorer som sollys, skydekke og land som kan brukes av mennesker. Ifølge henne vil 70% av energien som forbrukes innen 2100 være av solopprinnelse.
Teknikkene for å fange en del av denne energien direkte kan klassifiseres mellom "passiv" sol, "termisk" sol og "elektrisk" sol.
Den eldste og absolutt den viktigste, om enn lite påtrengende, bruken av solenergi er å dra nytte av den direkte tilførselen av solstråling , det vil si passiv solenergi . For at en bygning skal ha størst mulig nytte av solstrålene, må solenergi tas i betraktning under den arkitektoniske utformingen (doble fasader, glassflate mot sør, varmeisolasjon , etc. ). Passiv solforsterkning representerer da en viktig del av oppvarming og belysning av bygningen, og energibesparelser kan være betydelige.
Den passive Huset betyr en bygning varmeenergikostnadene reduseres med omtrent 80% sammenlignet med et nytt hus bygget til tyske standarder for termisk isolasjon 1995 . Passiv solenergi gjør det derfor mulig å varme opp hele eller deler av en bygning til en nesten null proporsjonal kostnad , og dra nytte av forholdene til et sted og dets miljø, i samsvar med prinsippene for bioklimatisk arkitektur .
Den Solvarme er å anvende varme fra solstrålingen . Denne bruken avvises i forskjellige prosesser:
Først dukket opp på 1970-tallet, består matlaging i solen av å tilberede retter ved hjelp av en solkoker eller ovn. Små solovner tillater matlagingstemperaturer på rundt 150 ° C , og solparaboler lar deg tilberede de samme rettene som en vanlig gass- eller elektrisk komfyr.
Bruk av solenergi til matlaging, utover å være gratis og rikelig i visse geografiske områder, bidrar også til å redusere avskoging i noen land der matlaging med tre og kull er normen. Samtidig reduserer det CO 2 -utslipp.i atmosfæren, omtrent fire tonn CO 2 per år for en afrikansk familie som tilbereder med tre for eksempel.
Kake i en global solovn.
Alsol 1.4 parabolsk solovn.
Solar komfyr.
Solfeltovn (tibetanske høyland).
Solenergi kan konverteres til elektrisitet direkte, i form av solcellsenergi (PV), eller indirekte i konsentrasjonsanlegg , som omdanner den termiske energien som gjenvinnes i soltårn . Linser eller speil fokuserer sollys mot dem i en liten stråle, mens solcelleanlegg konverterer lys til elektrisk strøm ved hjelp av den fotoelektriske effekten . I 2019 kan eksisterende elektriske installasjoner dekke 3% av den globale produksjonen. I følge International Energy Agency forventes solenergi å produsere 16% av verdens elektriske energi innen 2050.
De første kommersielle solkraftverkene ble utviklet på 1980-tallet. Det største solcelleanlegget i verden i 2020, Noor Abu Dhabi (1177 MWp), ble satt i drift i juli 2019 i emiratet Abu Dhabi . Bygget i 2018 var Noor Ouarzazate solkompleks i Marokko den gang det største termodynamiske solkraftverket i verden med sin produksjonskapasitet på 580 MW . Solenergiprosjekter på mer enn 1 GW er under utvikling. De fleste eksisterende solcelleanlegg er integrert i bygninger eller på hustak og produserer mindre enn 5 kW mens de er koblet til nettet . Solcelleanlegg i kommersiell størrelse gir imidlertid det meste av generasjonen; således, i USA i 2019, registrerte Energy Information Administration 69.017 GWh produsert av solcelleanlegg i kommersiell størrelse (1 MW og mer) og 3 217 GWh produsert av termodynamiske anlegg, mot 35 041 GWh produsert av installasjonene. små solcelleanlegg. Sistnevnte representerer derfor 32,7% av total solproduksjon.
SolcelleUttrykket "solcelleanlegg" kan betegne det fysiske fenomenet solcelleanvendelse eller den tilhørende teknikken. Solcelleenergi er elektrisitet som produseres ved å transformere en del av solstrålingen av en solcellecelle . Flere celler er sammenkoblet i en solcellemodul , deretter modulene grupperes sammen for å danne solcellepaneler , installert i et privat hjem eller i et solcelleanlegg . Etter transformasjon til vekselstrøm ved hjelp av en omformer , kan solenergianlegget tilfredsstille et lokalt behov (i forbindelse med et lagringsmedium) eller injiseres i et elektrisk distribusjonsnettverk (lagring er da ikke nødvendig).
På bynivå gjør solkadastre , etablert ved hjelp av 3D-modeller, det mulig å optimalisere plasseringen av solcellepaneler.
I 2015 på det franske fastlandet var andelen elektrisitet produsert av solceller 1,4%.
Termodynamisk solTermodynamisk solenergi er en solteknikk som består av å konsentrere solenergi (via heliostatier , speil , etc. ) for å produsere:
Av Stirling-motorer som bruker solenergi som varmekilde er designet. Dermed ble "Stirling SOLO V160" -motoren til Plataforma Solar de Almería (en) , en første installasjon fra 1992 og opprinnelig sammensatt av tre parabolske enheter med en diameter på 7,5 m, i stand til å samle opp til 40 kWth energi ved hjelp av motor og som kan generere opptil 9 kW i fokussonen. Prosjektet ble fulgt av en 8,5 m parabolsenhet , hvor motoren kunne generere 10 kWe .
Blant andre prosjekter av denne typen er Solar Sunmachine, presentert på Renewable Energies Fair i Paris, i juni 2008.
Nåværende global solforskning fokuserer på å forbedre systemer (øke effektiviteten ) og senke utstyrskostnadene.
På plass , den strålingstrykk av kan sollys benyttes direkte til å drive et solseil .
Forskning i Frankrike utføres hovedsakelig av privat sektor, men Scientific and Technical Center for Building (CSTB) og National Metrology and Testing Laboratory (LNE) ble innviet inovember 2010i Chambéry , Certisolis, et laboratorium som både vil være et sted for testing og sertifisering i henhold til internasjonale standarder NF EN 61215, NF EN 61646, NF EN 61730 og med hensyn til miljø- og energiytelsen til solcellemoduler. Cirka tretti tester er relatert til elektrisk produksjon og sikkerhet (flashtest eller pulssimulator, dielektriske og spenningstester, puls- eller lynprøver). Klimatiske og solskinnstester estimerer effekten av modulenes aldring (i et klimakammer med eksponering for solspekteret). Mekaniske tester er relatert til motstanden til modulen og festesystemet.
På lang sikt øker prisene på kull , naturgass og olje med uttømming av ressursen. Solar gir en tilnærmet uttømmelig energikilde, og EU-kommisjonen for fornybare energier spår at solenergi vil utgjøre en 20% andel fornybar energi , som skal gi 20% av elektrisk energi i 2020 og 50% i 2040.
Solenergiproduksjonssystemer har en nesten null proporsjonal kostnad : det er ikke drivstoff, bare kostnader (vedlikehold, vakthold, reparasjon, etc.) som avhenger veldig lite av produksjonen. Den økonomiske hindringen ligger i investeringskostnadene, som er mye høyere enn for fossile teknikker eller annen fornybar energi (vind, vannkraft, etc.). Mange land har derfor opprettet økonomiske insentivsystemer, i form av nullrating, subsidier eller fordelaktige tariffer for tilbakekjøp av produsert energi.
Bruk av solenergiproduksjonssystemer er også berettiget i situasjoner der det er veldig dyrt å transportere (fossilt) drivstoff eller å koble til det elektriske nettverket, for eksempel for isolerte enheter ( sjøfyr , parkeringsmålere ), eller i isolerte eller tynt befolket områder. I Frankrike, elektrifisering av mange fjellhytter og isolerte landsbyer (i Guyana er) utført av solcellemoduler, noen ganger koblet til en backup generator .
Til tross for overflod og på grunn av de tunge investeringskostnadene, er solenergi i dag en konkurransedyktig energi, bortsett fra i spesielle situasjoner, og som bare utvikler seg takket være statsstøtte. Imidlertid tror et økende antall aktører at det ville være uklokt å vente på effekten av topp oljeproduksjon på prisen (økonomisk og politisk) av fossile brensler , eller de av klimaendringene på grunn av forbrenning (drivhuseffekt).); når disse fenomenene manifesterer seg, vil det være for sent å reagere, noe som rettferdiggjør statsstøtte til denne teknikken som har stort potensial for å redusere prisene, særlig gjennom en økning i produksjonen.
Ved utgangen av 2010 representerte den globale fotovoltaiske parken mer enn 34 GW , en økning på 70% siden 2009; den således produserte energien er rundt 40 TWh , eller 2,5 ⁄ 1000 av all produsert elektrisitet i verden (40 TWh mot 16 000 TWh ).
I Frankrike produserer 10 m 2 solcelleanlegg rundt 1000 kWh elektrisitet hvert år , slik at et areal på 5.000 km 2 paneler (dvs. 1% av arealet) vil produsere tilsvarende forbrukselektrisitet i landet.
Den franske solenergisektoren har, i likhet med den tyske motparten, lidd av fallet i kjøpesummen på strøm produsert av solenergi: Photowatt , leder for sektoren basert i Bourgoin-Jallieu ( Isère ) med mer enn 400 ansatte, har betalt prisen , tvunget til å søke konkurs inovember 2011 før de ble kjøpt av EDF Énergies Nouvelles Distribuert i februar 2012.
En konkurransekraftklynge , Tenerrdis, ble opprettet i 2007 og samler rundt 100 aktører i den franske solenergisektoren (inkludert Atomic Energy and Alternative Energies Commission (CEA) og 60 "innovative SMB"), som deltok i 43 merkede prosjekter som drar fordel av totalt finansiering på 100 millioner euro , med sikte på å hjelpe Frankrike med å innhente solenergisektoren. Denne divisjonen arbeider spesielt på oppstrøms siden av sektoren, på produksjonsutstyr, materialer (spesielt silisium), solceller, solcellepaneler og elektriske systemer (6500 arbeidsplasser i Frankrike i 2010).
I 2010 og 2011 oppfordret Geneviève Fioraso , den gang parlamentsmedlem for Isère, visepresident for bymiljøet Grenoble-Alpes Métropole og administrator av Tenerrdis-klyngen , regjeringen til i det minste å tredoble det annonserte målet på 5,4 GW innen 2020, i spesielt for å oppfylle målene for Grenelle de l'Environnement . Det oppfordrer også store grupper til å investere i sektoren i Frankrike ved å varsle om forsinkelsene som ble tatt for andre fase av National Institute of Solar Energy (INES) på grunn av finansiering som er blokkert. I følge Jean-Pierre Vial , UMP- senator og visepresident for Savoie generalråd , medpresident for INES og administrator for Tenerrdis-polen, hvis disse investeringsprosjektene er blokkert og de store gruppene ikke investerer i Frankrike c Det er også fordi det er et ansvar fra staten som ikke har investert nok i denne sektoren.
På slutten av 2010 hadde Tenerrdis sertifisert mer enn 400 forsknings- og utviklingsprosjekter siden opprettelsen, inkludert 146 med en støtte på € 142 millioner (for et samlet budsjett på € 322 millioner ). 41 FoU-prosjekter gjaldt solceller (merket og finansiert).
En Photosil-prosess (metallurgisk silisium) ble støttet av INES , Apollon Solar og FerroAtlantica med industriell forproduksjon kunngjort for 2011. Franske produsenter av krystallinsk silisium og applikasjoner (ECM Technologies, Vesuvius, Mersen (tidligere Carbone Lorraine), Emix og Photowatt Technologies) gjør seg kjent over hele verden. SolarForce og S'tile innoverer innen tynnfilmteknologi. Concentrix (ervervet av Soitec ), og Heliotrop utvikler seg innen konsentrert solceller. Det første operasjonelle franske sporingsfeltet , som inkluderer åtti enheter fordelt på litt over to hektar, produsert av Concentrix, er i produksjon i byen RIANS, ikke langt fra CEA i Cadarache , i departementet Var. Forbindelsen til ERDF- nettverket vil være effektiv iMai 2011.
INES og PV Alliance-konsortiet (Photowatt, EDF ENR og CEA) har satt opp et "NanoCrystal" -prosjekt (190 M € ) som skal gjøre det mulig å produsere høyeffektive og billige celler ("LabFab" demonstrasjonspilotenhet (25 MW ) pågår), med et PV20-prosjekt (ledet av MPO Énergie). Nexcis og Screen Solar jobber med CIGS-tynne filmer. Nice-prosessen (stående for New Industrial Cell Encapsulation ) utviklet med INES, Apollon Solar og Vincent Industries. Den samler solceller under vakuum uten sveising (kjeder ble samlet i Frankrike og Tunisia i 2010). Prosjekter for montering av solcellepaneler ble utført i 2010 av Tenesol og Photowatt, men også av Sillia, Auversun, Fonroche Énergie , Solarezo, France Watts, Elifrance, som er avhengige av leverandører av komponenter og materialer som Micel Films, Toray, Arkema , MAP , Saint-Gobain , Versaplast, A. Raymond, Air liquide , Komax, Semco Engineering, Machines Dubuit, check Up Solar, IBS, Ardeje, etc.
Nedstrøms sektoren har født nye selskaper (Nexans, Ogire, Schneider Electric, Radiall, Heliotrop, Exosun , Greenercos, Fleet Technologies, EHW Research, Multicontact).
I 2012 hevdet Total-gruppen å være "den ledende arbeidsgiveren i solindustrien i Frankrike med to fabrikker for solcellepaneler og mer enn 400 ansatte": det er faktisk eieren av Sunpower , som skal åpne et anlegg i Porcelette , i Moselle , så vel som Tenesol. Med de utenlandske avdelingene oppnådde Frankrike deretter en installert solcellskapasitet på 4.286 MWp.
En av de 17 bærekraftig utvikling mål av FN er å gi tilgang til fornybar energi for alle. Disse målene har som mål å oppmuntre til bærekraftig utvikling i verden innen 2030. I tillegg ble Lisboa-traktaten , som trådte i kraft i1 st desember 2009, inneholder et kapittel om fornybar energi i Europa. For å oppnå målene som er formulert innenfor rammen av denne traktaten, utvikler forskjellige land lover og forskrifter, hvorav noen fremmer produksjon av elektrisitet produsert fra solcellepaneler og tilbakekjøp av offentlige etater. La France , Storbritannia og Sveits har lovgivningsprogrammer og forskjellig statlig støtte.
I Frankrike, et eksempel på et regjeringsinitiativ for å oppmuntre solenergi er Climate Energy Law , vedtatt den8. november 2019, som tar sikte på å redusere nasjonal avhengighet av fossile brensler og til dette formål oppmuntrer til bruk av fornybar energi, særlig sol. Denne loven førte til endring av to artikler i byplanleggingskoden , og skapte nye muligheter innen solcelleanlegg:
Regelverket angående installasjon av solcellepaneler avhenger av den aktuelle lokaliteten (region, avdeling, kommune) og estetiske kriterier, spesifikke for disse lokalitetene, kan begrense denne installasjonen. Den lokale byplanen (PLU) hjelper innbyggerne å vite om og hvordan de kan installere solcellepaneler på hjemmene sine. Dokumentet spesifiserer således for eksempel at det er forbudt å installere solcellepaneler på en bygning oppført som en nasjonal arv eller som en lokal arv. For å installere individuelle solcellepaneler er de administrative prosedyrene som følger:
I Storbritannia ønsket den britiske regjeringen å firedoble sin solenergi mellom 2014 og 2020, fra 5,5 til 22 GW / år . For å gjøre dette er det tatt tiltak for å lette produksjonen av elektrisitet for enkeltpersoner, for eksempel Smart Export Guarantee (SEG), godkjent ijuni 2019, og trådte i kraft den 1 st januar 2020. Sistnevnte tillater enkeltpersoner og selskaper å videreselge strømmen til det nasjonale nettet hvis de har en installasjon på opptil 5 MW kraft, for flere fornybare energier som solcelle-, vind- eller vannkraft. Videresalgsprisen bestemmes av kjøperen, som må være en offisiell leverandør av strøm.
Flere regler ved installasjon av solcellepaneler må overholdes. Disse kan for eksempel ikke installeres høyere enn den høyeste delen av taket, og kan ikke overstige takkanten med mer enn 20 cm . Hvis den aktuelle bygningen er oppført som en del av en arv eller en nasjonal arv, kan det som i Frankrike ikke plasseres solcellepanel på den. For isolerte paneler som ikke er en del av en bygning, gjelder andre regler.
I Frankrike støtter regjeringen utviklingen av solenergi gjennom obligatoriske kjøpstariffer for små installasjoner (<100 kWp) og etterlyser anbud for kraftigere installasjoner. Tariffer for kjøpsplikt er fastsatt i lov 2000-108 av10. februar 2000, og forplikte nasjonale energidistributører til å kjøpe strøm produsert av kvalifiserte produsenter til en fast pris. Kvalifiserte produsenter er solcelleanlegg med en kapasitet på mindre enn 12 MW etter å ha fått en fil fra det regionale direktoratet for industri, forskning og miljø .
I Storbritannia støtter Energy Entrepreneur Fund , et majoritetsstøttet fond, utvikling av fornybar energiteknologi, produkter og prosesser. Den søker de beste ideene fra privat og offentlig sektor, med fokus på støtte til små og mellomstore bedrifter. Siden 2012 har dette fondet allerede investert 75 millioner pund i mer enn 130 selskaper.
I Sveits, en populær stemme av 21. mai 2017resulterte i etablering av en engangsavgift (RU) for å erstatte “kostprisavlønning” (RPC), som ikke ble tilstrekkelig finansiert. Storbritannia er et engangs investeringsstøtte som dekker mellom 20 og 30% av investeringskostnadene for et anlegg. Godtgjørelsen avhenger sterkt av strømmen til enheten og installasjonsdatoen. Enkeltbetalingssystemet skiller mellom små installasjoner (<100 kWp), som kan dra nytte av en "liten enkeltbetaling" (PRU), fra store installasjoner (> 100 kWp) som kan dra nytte av den "store betalingen. Singel" (GRU). Ventetiden for disse betalingene er imidlertid relativt lang: omtrent ett og et halvt år for PRU og omtrent to år for GRU.
I mange afrikanske land kan solstøttesystemer også finnes, ofte i form av prosjekter og initiativer støttet av Verdensbanken , Den afrikanske utviklingsbanken og EU . Den internasjonale Solar Alliance (ASI) ble lansert av Frankrike og India og har 47 medlemmer, mer enn halvparten av disse er afrikanske stater. Dens første arbeidslinje er forbedring av regelverk i sammenheng med solenergi. UPS har lansert støtteprogrammer for lokale nettverk og soltak siden 2018. Et annet program, "Terawatt Initiative", ble lansert i 2015, gjennomført av private selskaper som Engie , Total , IBM , og søker å strukturere dialogen mellom stater og privat sektor for å distribuere en teravatt av voltaisk kapasitet i verden. Innen 2030 .
Det internasjonale byrået for fornybar energi (IRENA), grunnlagt i 2011, samler 159 stater. Det tar sikte på å legge til rette for opprettelse av prosjekter ved å gjøre verktøy tilgjengelig ( Project navigator , Marketplace ) og økonomisk støtte.
For alle beskrivelsene av europeisk regjeringsstøtte er det laget et forskningsverktøy om støttesystemer for fornybar energi av EU-kommisjonen .
I en studie utført i Sverige mellom 2008/2009 og 2014/2016 som vurderer perspektivet til huseiere, er hovedårsakene gitt for kjøp og installasjon av solcellepaneler ønsket om å redusere husholdningens miljøpåvirkning og å spare penger. Ved å kjøpe mindre strøm . Eierne av solcellepaneler ønsker dermed ideelt å dekke sine egne energibehov. Imidlertid fastsetter lovene i Sverige for perioden 2008/2009 at det å produsere elektrisitet på eiendommen er synonymt med økonomisk aktivitet, og at avgifter derfor er nødvendige, noe som representerer en første hindring for kjøp av disse enhetene.
Et administrativt problem er også nevnt: eierne anser at de mangler pålitelig og upartisk informasjon. Lokale myndigheter er dårlig informert og kan ikke svare på spørsmål fra eiere om de potensielle fordelene (spesielt økonomiske) ved å bli prosumer .
Å kjøpe solcellepaneler er relativt enkelt - det kan gjøres over Internett, men det er forskjellige problemer med installasjonen, da huseiere ofte ikke kan gjøre installasjonen selv, med fare for å hindre systemets optimale funksjon. I tillegg krever installasjonen en endring av strømmåleren som måler mengden strøm som forbrukes. Strøm produsert i overkant må telles, og noen mer tradisjonelle strømmålere kan ikke snu bakover. Denne erstatningen er for perioden 2008/2009 på bekostning av eierne.
For perioden 2014/2016 nevnes de samme problemene, med sterkere vekt på administrative problemer: før du blir prosumer, er det nødvendig å oppfylle mange kontrakter for å få statlige tilskudd eller å kunne videreselge det overskuddet av produsert elektrisitet til kraftselskaper. Noen ganger er det også nødvendig å få byggetillatelse før du kan installere solcellepaneler, en prosess som kan medføre lange forsinkelser.
Modalitetene for å kunne videreselge det produserte overskuddet er begrensende: for eksempel krever noen elselskaper at eieren allerede er deres kunde før anskaffelsen av solcellepaneler.
For å oppnå klimamålene som er satt for 2030, stoler California sterkt på solcelleanlegg. En lov med tittelen "The California solar mandate" vedtatt iMai 2018 gjør det obligatorisk å installere solcellepaneler på nye boliger fra 1 st januar 2020for å kompensere for energiforbruket. Imidlertid blir overflødig elektrisitet reinjisert i bynettet som er overbelastet i løpet av dagen. En slik situasjon skjedde våren 2018, da solcelleanlegg ble tvunget til å redusere produksjonen med 95 000 MWh for å forhindre metning. Omvendt , med fravær av sol om natten, og andre fornybare kilder til elektrisitet som ikke klarer å bygge bro over dette gapet, har strøm en tendens til å mangle, spesielt når vinden er for svak for vindturbinene. Disse underskuddene er for tiden oppveid av ikke-fornybare energikilder, som ofte slipper ut klimagasser .
En foreslått løsning er å lagre energi for senere gjenbruk. Lagringsstruktur, er imidlertid meget kostbart og krever bestemte geografiske forhold, for eksempel en fjell landskap for vannkraftverk dammer eller en bestemt type av jord for energilagring i form av komprimert luft . Disse begrensningene begrenser bruken .
En parallell strategi vil være å oppmuntre befolkningen til å utføre visse energiintensive oppgaver om dagen i stedet for om natten, ved å kutte ned forbruket . Et eksempel er opplading av elektriske kjøretøyer som bruker mye strøm. Å oppmuntre befolkningen til å lade kjøretøyene i dagslys ville gjøre det mulig å dekke behovet for energilagring og å balansere overbelastningen av nettverket med toppene i solstråling.
Californias nåværende fotovoltaiske policy, som ikke gir nok lagring, har den direkte konsekvensen av et fall i strømprisen. Dette gjør installasjonen av andre enheter for produksjon av fornybar og konvensjonell energi ufordelaktig, og det gir store problemer for de berørte selskapene som ser at deres fortjeneste faller kraftig .
På individnivå er det borgernes skepsis til direkte finansiering av slike prosjekter, investeringene ser ut til å være betydelige og de kortsiktige gevinstene lave.
Et alternativ som tilbys av noen leverandører er montering av panelene gratis. Beboerne betaler for strømmen som produseres hjemme til selskapet som er ansvarlig for å vedlikeholde infrastrukturen. Et kjøp av panelene er mulig på et senere tidspunkt. Denne strategien bidrar til å oppveie denne frykten for den opprinnelige investeringen, og letter derfor kjøp av solcellepaneler .
Landlige områder i utviklingsland , hovedsakelig i Afrika, men også i Latin-Amerika , generelt solrike regioner, gir stort potensiale for solenergi. Imidlertid er det mange faktorer som vanskeliggjør den sosio-materielle integrasjonen.
Det er også rapportert om kjønnsforskjell: på landsbygda bruker kvinner mer tid enn menn på aktiviteter som krever energi. Menn er vanligvis ansvarlige for budsjettbeslutninger, for eksempel å kjøpe en solcelleanlegg, og de er ofte uvillige til å investere kapitalen sin i enheter hvis bruk først og fremst vil være til fordel for kvinner. Det er for eksempel de som lager mat, eller lager klær, oppgaver som krever energi.
Batteriladere, vifter, hagen lys, hydrauliske pumper, tabeller , etc. Flere og flere enheter kan kjøre på solenergi. Du kan nå ta en GPS utstyrt med en solcellelader i vesken din , og solcellepaneler multipliserer på takene. Uunnværlig for livet på jorden, kan solen gi oss mange andre tjenester: varme opp hjemmene våre, levere energi til de mest avsidesliggende stedene.
I verden dukker det opp kraftstasjonsprosjekter nesten overalt, basert på et enormt potensial: "5% av overflaten av ørkenene ville gjøre det mulig å produsere all elektrisitet på planeten" , bekrefter Patrick Jourde og Jean-Claude Muller, forskere ved French Atomic Energy and Alternative Energies Commission (CEA) og ved CNRS .
Det finnes også individuelle transportmidler, fra elektrisk assisterte sykler til elbiler , inkludert scootere og elektriske motorsykler, for kraft fra 500 W til 45 kW ( 60 hk ) eller enda mer. Noen elektriske biler kan lades ved individuell produksjon (under de rette klimatiske forhold).
Den viktigste hindringen for industriell utnyttelse av solenergi er dens intermittens i de fleste regioner med et regelmessig behov for energi. Av denne grunn er fremtiden til denne energiressursen nært knyttet til forbedring av teknikker for lagring og transport av energi, spesielt elektrisitet .
På 1990-tallet dukket sollommekalkulatoren opp . Noen solceller erstattet der med fordel elektriske batterier som er giftige for miljøet. I 2013 tilbød butikker dedikert til økologi, men også mer generelle merkevarer, mange gjenstander som gikk på solenergi: fakler, hagelys, radioklokker, animerte mobiler, klokker ... Bevis for at solenergi forfører forbrukere med det “grønne” bildet det formidler. Dens annet aktivum er en nomadisk side: solar ladere kan nå levere strøm, uansett hvor du er, en mobiltelefon , en GPS eller en bærbar datamaskin. For reisende med lang avstand, er det til og med ryggsekker utstyrt med solfangere. Noen mennesker forestiller seg klær som også er utstyrt med solceller, for direkte å koble til MP3-spilleren eller til og med mobiltelefonen.
Prinsippet med et solvarmekraftverk er å konsentrere solstrålene ved hjelp av parabolske speil mot rør eller en kjele som inneholder en varmeoverføringsvæske . Varmen som dermed gjenvinnes overføres til vannet. Vannet blir til damp som driver en turbin koblet til en generator som produserer elektrisitet.
Den Spain sette denne teknologien i stedet for PV , kostnadene ved produksjonen er mer high er fordi prisen på silisium fotoceller. Siden 2009 har Spania hatt det kraftigste termodynamiske solenergianlegget i Europa Andasol , med en kapasitet på 150 MW . Noen 400 000 speil, eller et område på 1,5 millioner kvadratmeter, samler energi fra solen og leverer strøm til 45 000 hjem.
Den Marokko også ble lansert tidlig i 2010, drar nytte av sin ørken, med en investering på to milliarder euro i byggingen av en av de største konsentrerte solkraftverk i verden til Ouarzazate med en kapasitet på 510 MW , på 3,040 hektar. Noor Ouarzazate solkraftverk ble fulgt av andre konsentrasjonskraftverk som er programmert som en del av den marokkanske solplanen. Målet er å installere 2000 MW innen 2020. De marokkanske solvarmeanleggene som er i drift ved utgangen av 2019 er Noor Ouarzazate I, II og III (510 MW ) og Aïn Beni Mathar (20 MW ).
I USA kunngjorde Florida Power & Light-selskapet at det innen utgangen av 2010 skulle åpnes et solkraftverk med 190 000 speil og 75 MW . Det ligger i Florida på østkysten, nord for Palm Beach County og dekker mer enn 200 hektar.
Den fotovoltaiske paneler konvertere lys fra solen til elektrisitet . Fra 2000 til 2013, i Frankrike og Belgia, takket være statlig skattehjelp, brukte flere og flere individer den. I Frankrike har produsenten valget mellom egenforbruk og salg av all sin produksjon til EDF , som siden 2002 har vært pålagt å kjøpe tilbake strøm fra fornybare kilder produsert av enkeltpersoner eller lokalsamfunn.
Etter en sterkere enn forventet økning i forespørsler om tilkobling av solcelleanlegg ble det besluttet et moratorium i desember 2010av den franske staten for installasjoner på mer enn 3 kWp : “Plikten til å inngå en kjøpskontrakt for elektrisitet produsert av installasjonene nevnt i 3 ° i artikkel 2 i nevnte dekret av 6. desember 2000 er suspendert i en periode på tre måneder fra ikrafttredelsen av dette dekretet. Ingen ny forespørsel kunne inngis i løpet av suspensjonsperioden, ”et moratorium som ble kritisert av interessenter som var involvert i allerede igangsatte operasjoner, eller som staten måtte finansiere.
Til tross for disse moratoriene representerte solenergien som ble installert tidlig på 2012 på hustak og i solparker utstyrt med solceller, 2672 MW i Frankrike og 1500 MW i Belgia. Til sammenligning ble det i 2010 solgt mer enn 7400 MW solceller og koblet til nettet i Tyskland (et ledende land i solcelleanlegget) for en samlet installert park på 17 320 MW .
En ny generasjon paneler, kalt hybrid solcellepaneler , dukket opp på markedet i 2010, og produserte både varme og elektrisitet, med forbedret solcelleeffektivitet takket være panelkjøling og kraftvarmeproduksjon .
Et potensielt problem , spesielt identifisert av Jeremy Rifkin med konseptet den tredje industrielle revolusjonen , er å knytte avansert hjemmeautomatisering til et intelligent strømnett (han snakker om et "internett av energi"), for å lede overskuddet av energi. til nærmeste behov og dermed unngå tap i kø eller knyttet til lagring . Soltaksenheter kan dermed bli ekvivalenten til store solkraftverk, hvis elementer fordeles så nær behovene som mulig. Av elektriske kjøretøy kan også tjene som bufferlagring av produsert overskuddsstrøm. Rundt 2010 dukket programvareverktøy og 3D-modeller opp, slik at solcellepaneler kunne plasseres ideelt i byer, også nyttige for å forutsi solskinnsmengden på grønne terrasser; dermed vil en "solkadaster" være tilgjengelig for alle parisere i 2012. Disse samme verktøyene kan generelt integrere lufttermografi, noe som gjør det mulig å dra nytte av renovering av termiske tak for å erstatte dem med solcellepaneler.
I 2011 var de kraftigste solcelleanleggene i verden de fra Sarnia i Canada , Finsterwalde i Tyskland og Okhotnykovo i Ukraina . Hver okkuperer mer enn 300 hektar, med en installert kapasitet på rundt 80 MWp , og består av mer enn en million faste solcelleanlegg , i de fleste tilfeller eller i stand til automatisk å orientere seg mot solen, for de andre.
FrankrikeEtter Chambéry planter , innviet i 2005, Réunion , i 2006, og Narbonne , bygget i 2007-2008 (10 MW, ca 10 120 MWh / år , med 80 000 m 2 av solcellepaneler ), de største solkraftverk photovoltaic systemer i tjenesten ved utgangen av 2011 var Losse (Landes). Bygget av EDF Energies Nouvelles og ferdigstilt i midten av 2011, består den av 300 ha hovedsakelig faste paneler med en toppeffekt på 67,2 MW . Den 2 nd (av strøm) i 2011 var at av Mees (31 MWp) i Alpes-de-Haute-Provence.
Det største solcelleanlegget i drift i Frankrike i 2016 er Cestas sør i Bordeaux; toppeffekten når 300 MW . Det er et av de ti kraftigste solkraftverkene i verden .
Sveits har også begynt seg på solløpet.
TysklandDe 57 000 panelene i Bavaria solarpark har vært i drift siden 2005 (10 MWp); De ble fulgt av Brandis kraftverk , 40 MWp i 2009 og Finsterwalde , 80 MWp i 2011.
forente staterDe 27. oktober 2009, President Barack Obama innviet det største solkraftverket i USA ved DeSoto nær Miami . Utstyrt med mer enn 9000 paneler, kan 25 MWp kraftverk levere mer enn 3000 hjem.
IndiaIndia har gjort solenergi til en av sine prioriteringer, Narendra Modi , har lovet å gjøre landet sitt til en ny makt innen dette feltet, nemlig mer enn 420 000 solcelleanlegg er installert i det nordvestlige India. 'India.
I en solar skorstein , et stort glass solfanger charger luft, som som det stiger med høy hastighet i tårnet, stasjoner turbiner som genererer elektrisitet .
En første prototype ble tatt i bruk i 1982 på Manzanares i Spania ; Det neste trinnet var å bygge et 750 meter høyt soltårn som var i stand til å levere 120.000 hjem.
I land som er tilstrekkelig nær jordbasert ekvator , hvor solskinn ofte er veldig viktig, kan solenergi gi distriktene og byområdene desentralisert energi til belysning og strømforsyning av kjøleskap, hydrauliske pumper, telekommunikasjonsinstallasjoner, etc. etc.
Støttet av frivillige organisasjoner , er elektrifiseringsprosjekter i landsbyen i gang i mange land i Afrika og Sør-Amerika .