Notre collègue Baltasar Hortet, ingénieur technique industriel du département d’ingénierie de Greening-e, nous raconte en détail l’évolution de l’énergie solaire à travers l’histoire.
Si nous observons notre environnement, chacun des processus de la vie, que ce soit au niveau de la nature ou des êtres humains, implique toujours le sujet de l’énergie, et c’est pourquoi il est très intéressant de savoir comment l’énergie solaire a évolué jusqu’à aujourd’hui et l’effet général qu’elle a sur nos activités.
Les civilisations anciennes n’ont pas été exemptes de l’utilisation de cette source d’énergie.
L’émergence de l’énergie solaire
Cette source d’énergie est connue depuis la Grèce antique avec la représentation du dieu Hélios ou du soleil. Les Grecs ont été les premiers à concevoir des bâtiments pour exploiter la lumière et la chaleur du soleil. C’était en 400 avant Jésus-Christ.
Plus tard, les Romains ont appris à utiliser des serres avec des fenêtres en verre pour faire pousser correctement les aliments en utilisant la lumière du soleil.
Rapidement, nous pouvons dire que certains scientifiques entre 1.838 et 1.890, en passant par Horace de Saussare ou Edmond Becquerei, et le grand inconnu et son invention ingénieuse Charles Fritts qui a fait le premier dispositif pour générer de l’électricité en utilisant l’énergie du soleil, a été l’année 1.883 lorsque Fritts a réussi à matérialiser l’effet photovoltaïque avec un dispositif qui est devenu les panneaux solaires actuels.
Le premier panneau photovoltaïque créé par Charles Fritts
La véritable percée de la cellule solaire de Fritts ne s’est produite que 70 ans plus tard, lorsque les Laboratoires Bell ont mis au point une cellule photovoltaïque fonctionnelle et commercialisable.
Cette situation s’est apparemment poursuivie jusque dans les années 1970, lorsque l’utilisation de l’énergie solaire a diminué. Ce n’est qu’après les années 1990 que certains présidents américains ont décidé de mettre en place certaines politiques concernant l’utilisation de l’énergie solaire, ce qui a stimulé son utilisation.
Bien que l’évolution de l’énergie solaire se poursuive depuis des décennies, l’accent a été mis au fil des ans sur la nécessité de rendre la technologie de l’énergie solaire plus rentable et applicable au monde d’aujourd’hui. Et à cet égard, de grands succès ont été obtenus par les grandes puissances mondiales du photovoltaïque : des pays comme les États-Unis, la Chine et l’Allemagne.
La deuxième génération de cellules solaires est connue depuis les années 1990. Ils sont basés sur une méthode de production épitaxiale permettant de créer des feuilles beaucoup plus souples et plus fines que leurs prédécesseurs. L’efficacité, entre 28% et 30%, est un autre de leurs principaux avantages, mais leur coût élevé les limite actuellement aux secteurs aéronautique et spatial.
La troisième génération vise à améliorer encore les panneaux. Des chercheurs et des entreprises du monde entier travaillent sur diverses technologies, telles que le gap quantique, les nanotubes de carbone ou les nanostructures d’oxyde de titane dopées aux colorants (DSSC). Ceux-ci pourraient être utilisés pour créer une peinture qui recouvre les maisons ou les routes afin de générer de l’énergie. L’efficacité de ces systèmes pourrait également être plus élevée (30-60%).
Une quatrième génération de panneaux solaires associerait des nanoparticules à des polymères pour fabriquer des cellules plus efficaces et moins chères. Le panneau serait basé sur plusieurs couches qui exploiteraient non seulement différents types de lumière, mais aussi le spectre infrarouge. La NASA a utilisé cette technologie multi-jonction lors de ses missions sur Mars.
Pour faire de l’énergie solaire une source d’énergie compétitive et vraiment abordable, les scientifiques travaillent actuellement sur des alternatives au silicium : des matériaux photovoltaïques conçus dès le départ pour être très efficaces dans la capture des rayons du soleil.
Parmi ces nouvelles technologies, celles qui ont suscité le plus d’espoirs sont les pérovskites. « Il s’agit d’un matériau hybride ». Ses propriétés photovoltaïques ont été découvertes en 2012, et depuis, dans une course effrénée à laquelle se sont joints des centaines de scientifiques du monde entier, elles ont pratiquement égalé le silicium en termes de rendement, avec un record de 22 %.
L’image ci-dessous montre les avancées de la technologie des panneaux solaires depuis 2009. Cette année-là, la puissance d’un panneau était de 209 watts et 12 ans plus tard, elle a triplé pour atteindre 670 watts. Dans les années à venir, de nouveaux progrès technologiques sont attendus afin que chaque panneau soit plus puissant et plus efficace. Cela signifie que de moins en moins de panneaux sont nécessaires sur les toits et donc de moins en moins coûteux. De cette façon, davantage de personnes auront accès à cette technologie.
Rappelons que l’énergie n’est pas détruite, elle est seulement transformée.
Chronologie de l’évolution technologique des modules photovoltaïques
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