Panneaux photovoltaïques : origine et rentabilité

Énergie d’avenir, propre et renouvelable, le solaire permet aussi d’effectuer des économies financières conséquentes et de valoriser un bien immobilier. En effet, l’avantage des panneaux solaires photovoltaïques, et de leur production en énergie non fossile, sont plusieurs : générer et consommer votre propre énergie électrique, diminuer significativement votre impact sur l'environnement en réduisant vos émissions de CO2 - et parfois même, comme dans le cas des maisons Homsphere, sans carbone du tout. Allons voir ensemble ses origines, chiffres et fonctionnement.
  • Énergies renouvelables

Origines d’une technologie verte et rentable

Partons du nom : « photovoltaïque » vient de l’association entre le terme grec « photos » qui signifie « lumière », et du nom « volta » appartenant à Alessandro Volta : physicien et chimiste italien, inventeur de la pile voltaïque. Les premières origines, du moins les principes de base, des panneaux solaires remontent déjà au milieu du 19e siècle, avec la découverte du principe de l’effet photovoltaïque. L’énergie solaire peut être transformée en électricité, et ce, grâce à des matériaux semi-conducteurs. On doit cette trouvaille révolutionnaire au physicien français Antoine Bequerel.

Le premier brevet officiel a été déposé par un autre physicien : l’américain William Coblence, en 1913. Son invention ? Une cellule photovoltaïque capable de changer l’énergie solaire en énergie électrique. Il aura pourtant fallu attendre les années 80 pour que l’université du Delaware (USA) réalise une cellule photovoltaïque à film fin, dépassant les 10% d’efficacité. Dans la foulée, une maison équipée de cette nouvelle technologie – et donc 100% alimentée à l’énergie solaire – est construite sur ce même campus. Tournant dans l’histoire du panneau photovoltaïque : leur commercialisation, au tout début des années 2000, puis leur arrivée sur le toit de la Maison-Blanche à Washington DC, en 2003.

Des pionniers 80’s tessinois

Pour la petite histoire : la première installation photovoltaïque européenne, reliée à un réseau électrique, date de 1982. Où ça ? À Lugano, en Suisse ! Ce projet énergétique pionnier est d’autant plus marquant lorsque l’on constate que ces panneaux (de plus de 36 ans d’existence) marchent encore parfaitement et possèdent un bon rendement. On parle alors d’une époque où l’énergie solaire était associée aux chalets d’alpages. Ici, la technologie utilisée dérivait directement des applications spatiales.

Le présent d’une technologie d’avenir

Aujourd’hui, près de 20 ans après les premières commercialisations de panneaux photovoltaïques, l’énergie solaire représente une priorité pour un nombre toujours plus élevé de pays. La Chine est le plus grand marché au monde pour le photovoltaïque et l’énergie solaire. En 2015, ce même pays est devenu le plus grand producteur mondial d’énergie photovoltaïque, dépassant de peu l’Allemagne.

Sur le plan purement technique, l’innovation en matière de cellules photovoltaïques semble infinie. D’autant plus que les subventions gouvernementales encouragent ce type d’installations. Chez nous, la Confédération met à disposition 30% de la valeur estimée de l’installation solaire. Il existe même deux types de rétributions : celle unique pour les petites installations photovoltaïques (PRU) et celle destinée aux grandes installations photovoltaïques (GRU).

En ratifiant à l’Accord de Paris sur le climat, la Suisse s’est donc officiellement engagée à ne plus utiliser de combustibles fossiles, à l’horizon 2050. La production énergétique à partir de ressources renouvelables, telles que notamment l’énergie solaire, possède donc un rôle immense à jouer pour réaliser cet objectif aussi ambitieux qu’essentiel.

 

« La production nationale d’énergie provenant d’installations photovoltaïques
a doublé depuis 2014. »

Quelques chiffres clés

Au 1er janvier 2020, selon les prévisions réalisées par IHS Markit, 142 GW de panneaux solaires ont été installés dans le monde soit une hausse de 14% par rapport à l’année précédente. À fin 2018, 500 gigawatts de puissance étaient installés dans le monde. Annuellement, à l’échelle nationale, le soleil délivre (en moyenne et pour chaque mètre carré) une quantité d’énergie comprise entre 1’000 kWh, en ce qui concerne la plaine et nord, et 1’500 kWh, en altitude. Nous comptons, au total, environ 100’000 installations photovoltaïques pour une économie totale d’émissions de gaz carbonique de 1’100‘000 t, par rapport au mix électrique européen.

Toujours en Suisse, le business représenté par électricité solaire engendre 5’500 emplois à plein temps. Selon le website www.swissolar.ch/, le chiffre d’affaires du secteur suisse s’élèverait à CHF 808 millions pour l’année 2018. Pour ce même exercice, la production nationale d’énergie provenant d’installations photovoltaïques a doublé depuis 2014, avec des chiffres avoisinant les 2’000 gigawatts par année.

Produire sa propre énergie renouvelable

Bien qu’aujourd’hui technologiquement très avancées, les installations solaires photovoltaïques fonctionnent pourtant selon un principe assez basique. En effet, il s’agit de produire soi-même une quantité d’énergie entièrement renouvelable, assez importante pour pourvoir entièrement à l’ensemble des besoins d’une maison. En d’autres mots : transformer l’énergie du rayonnement solaire en électricité utilisable.

Comment fonctionne un panneau photovoltaïque ?

Un panneau photovoltaïque est composé de milliers de cellules. À l’instar d’une pille classique, chaque panneau est revêtu d’une couche de silicium chargée négativement (enrichie en phosphore) et une autre positivement (enrichie en bore), toutes deux reliée avec un fil conducteur. Installés sur le toit de la maison, en tant que modules solaires, les panneaux photovoltaïques convertissent donc la lumière en tension électrique continue. Suite à ça, un ondulateur transforme l’électricité obtenue en courant alternatif (le seul à être compatible avec le réseau actuel).

Finalement, un compteur mesure la quantité de courant à injecter dans le réseau. D’un point de vue énergétique, l’installation solaire est amortie au bout d’un an et demi seulement, contre 10 ans il y a quelques années seulement. Quant à la durée de vie des panneaux photovoltaïques, des études menées à la centrale solaire de Mont-Soleil (Jura Bernois/CH) démontrent qu’elle serait (au bas mot) deux fois plus élevée que les estimations de l’époque. Cette dernière peut même s’étendre jusqu’à 40 ans, pour une infime baisse annuelle de puissance d’installation.

« Grâce à l’énergie solaire autogénérée par les panneaux photovoltaïques, une facture d’électricité lambda peut diminuer de 30 %. »

Rentabilité économique et simplicité d’entretien

Demandant très peu d’entretien, et aujourd’hui financièrement accessible, le panneau photovoltaïque s’auto nettoye en cas d’intempérie grâce à sa forme (dans la majeure partie des cas) inclinée. De plus, le suivi de ses évolutions et performances est généralement monitoré automatiquement, ce qui permet en cas de problèmes d’être rapidement alerté. Équiper un logement de panneaux solaires représente un investissement en tout point avisé, permettant de faire de nombreuses économies, engendrant ainsi une rentabilité économique sur le court, moyen et long terme.

Concrètement, bénéficier de ce type d’installation signifie s’indépendantiser des coûts de l’électricité et ne plus être tributaire des hausses tarifaires. En effet, grâce à l’énergie solaire autogénérée par les panneaux photovoltaïques, une facture d’électricité lambda peut diminuer de 30 % : le courant produit sur le toit coûtant 0.10 CHF/kWh contre 0.18 CHF/kWh pour le courant provenant du fournisseur d’électricité. En conclusion, ce système écoresponsable permet de couvrir l’ensemble de besoins énergétiques de la maison, de gagner en autonomie, et permet aussi d’augmenter la valeur intrinsèque du bien immobilier, ce qui s’avère être extrêmement intéressant pour une valorisation d’avenir et/ou d’une future éventuelle revente.