Nous rappelons nos lecteurs que le contenu relatif à "Réflexion scientifique et stratégique sur l'énergie solaire" a été divisé en trois parties. La première, publiée samedi 19 décembre 2014, a traité de l'énergie photovoltaïque qui explicite le fonctionnement et la fabrication des panneaux PV. Cette opération est liée évidemment à la production du silicium en passant par la carbo-réduction et la purification du silicium polycrisallin. Dans la deuxième partie, publiée le 20 décembre, nous avons poursuivi la description du polycristallin suivi du silicium monocristallin et le silicium amorphe, en présentant les avantages et les inconvénients de cette technologie et les différents axes de recherche en cours, suivie d'une conclusion. Dans cette troisième partie, nous abordons la conclusion relative à l'énergie photovoltaïque et on parlera de l'énergie solaire thermique dans l'immobilier à travers le chauffe-eau et le chauffage solaire, sans oublier d'évoquer les centrales solaires thermodynamiques ou hybrides. 1-4-Conclusion Actuellement, le silicium polycristallin est le plus utilisé pour des raisons économiques, malgré un rendement de moins de 18% et correspond à 40% du prix total de l'emplacement des cellules photovoltaïques. L'Algérie aurait trois choix, soit acheter la matière première sous forme de lingots et ne s'occuper que de l'industrie aval (découpe, dopage, reflet, équiper les panneaux photovoltaïques (PV) et installation), soit acheter directement les cellules et concevoir uniquement les panneaux PV, soit entreprendre l'industrie photovoltaïque en amont et en aval. Dans le dernier cas où l'Algérie s'engagerait dans la production du silicium polycristallin PV, elle doit assurer un marché africain en plus du marché intérieur dû à l'investissement élevé avec les risques d'un changement de technologie plus rentable dans les prochaines années, tel que la technique de fabrication des cellules par spray ou bien le développement des concentrateurs permettant de diminuer le nombre de panneaux solaires. Actuellement, les panneaux photovoltaïques prendraient la majeure partie de la toiture ou de toute une façade d'une maison, et ces panneaux doivent être orientés vers le sud, ce qui permettra d'obtenir un maximum de rayonnement solaire. Il y a lieu de relever que le propriétaire doit rester tributaire de Sonelgaz pour des énergies d'appoint, en particulier pendant la saison hivernale. Si la volonté politique existe, on devrait commencer d'abord à installer les panneaux solaires sur les édifices publics. Le privé reste réticent, vu le prix et la maintenance que cela engendre tels que le nettoyage fréquent (une pluie boueuse ou la poussière). Les cellules sont très fragiles à la grêle, donc il faut prévoir des cellules de rechange qui sont coûteuses, sous réserve de prescrire une assurance. Dans le Sud algérien, est-ce que le vent de sable ne présenterait pas un impact sur la surface ? Peut-on présager l'avenir des résultats de recherche qui réduiront à néant les résultats de recherche existants à ce jour et aboutiront à de nouvelles technologies plus performantes ? Ainsi : -Nous préconisons à l'Algérie de s'investir dans tous les axes de recherche relative à toutes les énergies géothermique, éolien, solaire, et surtout la biomasse qui résoudrait un problème majeur environnemental. - De ne pas s'investir dans des mégaprojets, mais plutôt dans les projets pilotes d'énergie intermittente permettant d'effectuer de nombreuses recherches. 2 - Energie solaire thermique Le soleil émet un rayonnement qui entre en contact avec un corps qui lui fait augmenter la température. L'énergie solaire thermique est une source d'énergie gratuite, inépuisable, fiable et non polluante. Les applications du solaire thermique dans le bâtiment consistent à capter la chaleur offerte par le soleil afin de la stocker et de la réutiliser pour des besoins de chauffage, d'eau chaude sanitaire ou encore pour réchauffer les piscines. Les économies réalisées représentent de 50 à 80% des dépenses d'énergie nécessaires à la production d'eau chaude sanitaire pour couvrir une partie des besoins de chauffage des habitations individuelles ou des bâtiments. L'énergie solaire thermique bénéficie des progrès réalisés dans la conception et la construction des capteurs solaires, dont la fiabilité est garantie par les fabricants pour une durée de vie d'au moins 20 années. 2-1-Le chauffe-eau et le chauffage solaire Il est possible d'installer un chauffe-eau solaire, ou un chauffage solaire à l'échelle d'une habitation individuelle ou collective. Il s'agit de capteurs vitrés installés le plus souvent sur la toiture, dans lesquels circule un liquide caloporteur réchauffé par le rayonnement solaire, qui transmet ensuite la chaleur à un réservoir d'eau. Ce procédé permet de couvrir plus de 50% des besoins annuels en eau chaude, et d'apporter éventuellement un complément de chauffage. En France la Réglementation thermique "RT" 2012 a fait évoluer l'utilisation des énergies renouvelables pour les constructions neuves. Toute maison individuelle doit désormais utiliser une énergie rounouvelable. A ce titre un nouveau chauffe-eau solaire individuel "CESI" a été optimisé. C'est un CESI réduit en dimension (capteur de 2 m2 et ballon de 150 litres) et à coût réduit [Le CESI optimisé, des performances au rendez-vous sur Xpair - mai 2014]. Dans le logement collectif, l'utilisation du solaire trouve également toute son utilité pour produire prioritairement l'eau chaude sanitaire [Installations solaires collectives pour l'ECS [archive] Sur le site conseils.xpair.com] et [Four solaire [archive] Modèles de fours solaires]. Il existe également des centrales de chauffage solaire, fonctionnant sur le même principe que le chauffage solaire individuel, mais à plus grande échelle. L'eau chaude produite est ensuite distribuée à travers des réseaux de chaleurs. 2-2-Aspects réglementaires et avantages Tous les bâtiments doivent faire obligatoirement l'objet, préalablement au dépôt de la demande de permis de construire et dans ce cadre, d'une étude de faisabilité technique et économique des diverses solutions d'approvisionnement en énergie pour le chauffage, la production d'eau chaude sanitaire et l'éclairage des locaux. Cette étude examinera notamment le recours à l'énergie solaire et aux autres énergies renouvelables. -L'orientation des capteurs doit être plein sud d'une manière idéale. Toutefois, il faut tenir compte des masques environnants (végétation, bâtiments, etc..) et l'orientation du site. Les capteurs solaires délivrent le maximum de puissance lorsque le rayonnement solaire parvient à 90° dans le plan du champ solaire. Il est alors intéressant d'incliner les capteurs pour maximiser la période où on souhaite le plus de production. Dans l'idéal, il faut orienter les capteurs solaires plein sud et les incliner à 40° pour la production d'eau chaude sanitaire et le chauffage. La pose des capteurs solaires thermiques peut se faire sur une toiture terrasse, sur une toiture en pente, intégré en façade ou au sol sur des châssis métalliques. Le préchauffage de l'eau chaude sanitaire d'un bâtiment par l'énergie solaire est une technique maîtrisée. L'installation solaire thermique peut venir en complément d'une installation existante électrique, fioul ou gaz, etc. Le matériel doit être homologué par Sonelgaz afin que l'équipement soit acheté en hors taxe et de faire poser le matériel par un installateur agréé. Une installation solaire thermique est dimensionnée pour répondre à des besoins d'eau chaude sanitaire, de chauffage d'une habitation ou de l'eau d'une piscine. La production de chaleur par le biais de capteurs solaires présente un certain nombre d'avantages importants : -la ressource d'énergie utilisée est renouvelable et gratuite, aucune pénurie ou fluctuation des prix n'est à craindre ; -le processus de production de chaleur n'a aucun impact sur l'environnement. 2-3-Les Centrales solaires thermodynamiques Ce sont des systèmes de production d'énergie qui permettent de concentrer l'énergie solaire en un point précis atteignant une température de vapeur considérable. Une production électrique est alors possible via, entre autres, des turbines à vapeur. La solution la plus réaliste économiquement à l'heure actuelle, pour la production d'électricité solaire à l'échelle industrielle, consiste à chauffer un fluide caloporteur (eau, sels fondus, huiles synthétiques, ou directement vapeur) en y concentrant le rayonnement solaire. L'irrégularité propre de l'énergie solaire peut être contournée, soit en stockant de la chaleur avec un réservoir de fluide chaud soit en hybridant les concentrateurs solaires avec une centrale thermique classique au gaz en utilisant la chaudière et la chaleur solaire nourrissant la même turbine à vapeur. Plusieurs centrales ont été déjà conçues : -La centrale de Mojave en Californie vers 1980, avait fait figure de projet pionnier. Quelque peu oubliée depuis, cette filière revient d'actualité, avec de nombreux projets pilotes dans une dizaine de pays. -La centrale thermo-solaire Nevada Solar One a été construite entre 2006 et 2009 à Boulder City. En 2009 on développa une puissance de 64 mégawatts [Claudine Mulard, "Une centrale solaire géante pour alimenter la Californie" dans Le Monde du 11/04/2006]. La Pacific Gas and Electric a annoncé en novembre 2007 une centrale solaire à San Luis Obispo, qui produira 177 MW d'électricité pour 120 000 foyers [Matt Rochtel, John Markoff, "A Green Energy Industry Takes Root in California" [archive], The New York Times, 01-02-2008 (consulté le 23-02-2008)] . Le 31 mars 2007, à 25 km de Séville a été officiellement inaugurée une centrale solaire nommée PS10 d'une puissance de 11 MW électrique par an, dont la production prévue est d'environ 23 GWh par an [PS10 Final Report - NNE5-1999-356 [archive], sur le site europa.eu] En 2011, Alba Nova 1, située en Corse, est la première centrale solaire thermodynamique française d'envergure [Tenerrdis - Solar Euromed : obtention du permis de construire pour la 1re centrale française de R&I solaire thermodynamique à concentration [archive], sur le site tenerrdis.fr] S. E. Professeur d'Université
