Bilan énergétique d’un panneau solaire ?
La réponse :
Croire que la fabrication d’un panneau solaire consomme plus d’énergie que ce qu’il fournira durant sa durée de vie est un mythe. Cela est vrai pour les panneaux solaires conçus pour l’environnement spatial, compte tenu des conditions dans lesquelles ils vont évoluer et qu’ils doivent avoir un très bon rendement, on ne compte pas l’énergie nécessaire pour les produire et ils ne seront sûrement jamais rentables. Mais ceci est faux pour les panneaux solaire terrestres.
Bien sûr, tout ce qu’on produit sur terre nécessite de l’énergie et, afin de pouvoir estimer l’intérêt énergétique d’un produit, on a créé le « bilan énergétique » qui est tout simplement le rapport de l’énergie sortante (énergie produite) sur l’énergie entrante (énergie nécessaire pour la réalisation du produit et/ou la production de l’énergie sortante).
Exemple :
Dans le cas de l’éthanol de maïs, on a un bilan énergétique égal à 1,3, c’est à dire qu’on récupère 1,3 unité d’énergie pour 1 unité d’énergie nécessaire à sa production. L’éthanol de canne à sucre (Brésil) possède lui un meilleur bilan énergétique, on récupère 8 unités d’énergie pour 1 unité d’énergie nécessaire à sa production, soit un bilan énergétique égal à 8.
Quand à l’essence, son bilan énergétique est d’environ 5.
Mais concernant les panneaux solaires, doit on procéder de la sorte ? Cela paraît incorrect d’appliquer le bilan énergétique aux panneaux solaires car ils ne “contiennent pas vraiment d’énergie“. Mais comme ils en produisent au cours de leur vie, il est tout de même possible d’utiliser cette variable.
Une étude (document pdf) de Energy & Environnemental Economics, Inc et de Siemens Solar Industries (les scientifiques se feront plaisir avec cette étude ;-)) montre qu’en moyenne un panneau solaire produit 5 fois plus d’énergie que ce qui à été nécessaire a sa production. En gros, un bilan énergétique équivalent à celui de l’essence (mais sur une échelle de temps beaucoup plus longue).
Le problème c’est que personne ne se satisfait de ce chiffre.
Actuellement la communauté travaillant sur les panneaux solaires (scientifiques, ingénieurs…) cherche à augmenter le bilan énergétique de ces derniers, bilan qui a été nettement amélioré ces dernières années. L’une des méthodes les plus simple est de s’assurer que le panneau solaire soit orienté à un angle de 90° par rapport au soleil, sa durée de vie en est augmentée et le nombre de cellules photo-voltaïques nécessaires est réduit.
Les cellules photo-voltaïques étant très énergivores (Poly-silicium) lors de leur production, il faut essayer pour un même rendement énergétique d’en utiliser le moins possible. L’une des solutions est l’utilisation de miroirs ou d’objectifs qui vont concentrer la lumière du soleil sur des cellules photo-voltaïques engendrant une moindre surface nécessaire (l’effet loupe) et donc un panneau solaire plus petit. Une autre piste est l’utilisation de matériaux nécessitant moins d’énergie à produire (ex. : les films fins DSCIG (DiSéléniure de Cuivre Indium Gallium) ….je vous passe les détails techniques…).
En conclusion, les panneaux solaires ont un bilan énergétique très intéressant et au cours de leur vie produiront beaucoup plus d’énergie que ce qu’il aura été nécessaire à leur fabrication…ne nous privons donc pas des panneaux solaires, surtout que ce bilan énergétique ne cesse d’augmenter avec les nouvelles générations.
J’ai eu la réponse à ma question, j’espère que je vous aurai également éclairé ;-).
++ ecogeek
++ Wikipedia
++ Et une bonne page d’information sur le site Energies2demain.
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xd Nah... 
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13 sept 2007 à 22:00
Merci pour ces quelques précisions Dim!. J’entends aussi souvent cet argument selon lequel, le solaire, c’est pas la solution. Cet argument est souvent dans la bouche de pro-nucléaire d’ailleurs! J’ai même entendu qu’appliquer des panneaux solaire un peu partout serait synonyme de danger pour la surface terrestre! Que les éoliennes modifierait la force du vent, que l’usage de l’énergie marée-motrice changerait la force des vagues. Mais je n’ai jamais vu d’études allant en ce sens!! Et ces affirmations ne sont que les arguments infondés des lobbies, à mes yeux…
Un petit article ici à ce sujet d’ailleurs:
http://bhrumeur.blog.lemonde.fr/2007/08/07/catatrophes-naturelles-sous-developpement-responsabilites/
Enfin, il est important de souligner ce que tu as mis en avant: toute activité humaine a un impact sur l’environnement, quelle qu’elle soit! Adopter des comportements écolo font en sorte que l’on adopte des solutions dont l’impact est moindre! Mais pas que l’on a un impact nul!
13 sept 2007 à 22:00
Entièrement d’accord So-Ann, à une précision près (pour rendre à césar ce qui est à césar…) c’est Kentin qui a écrit le post ! Le mérite lui revient donc
13 sept 2007 à 22:00
Effectivement merci pour cette info les neomen, je vivais aussi avec ce doute surement largement relayé par un lobby quelqueconque.
Et puis je suis très surpris d’apprendre le très pauvre bilan du bio éthanol de maïs…
13 sept 2007 à 22:00
Pour SoAnn qui dit: “Adopter des comportements écolo font en sorte que l’on adopte des solutions dont l’impact est moindre!”
Tout à fait. La question est toujours ensuite de mettre un point d’équilibre entre l’impact (déjà être d’accord sur l’impact) et ce qu’on retire du comportement.
Pour les panneaux solaires, une autre variable intéressante (mais corrélée) est au bout de combien de temps le panneau solaire aura été rentable énergétiquement. Autrement dit, au bout de combien d’années il aura produit autant d’énergie qu’il en aura fallu pour le produire.
A l’époque de mes cours d’énergie solaire (2000) on en était à 5 ans. Donc après 5 ans, c’est de la production d’énergie pure.
Si ces chiffres sont toujours bons, cela veut dire qu’un panneau solaire à rendement énergétique de 5 dure 30 ans.
13 sept 2007 à 22:00
Toujours aussi passionnant tes articles. Ca fait un peu bisounours comme commentaire mais c’est sincère.
Merci.
13 sept 2007 à 22:00
“<strong>En gros, un bilan énergétique équivalent à celui de l’essence”
Il ne faut pas s’arrêter là. Si l’on doit comparer le solaire photovoltaïque à l’essence, il faut mettre l’accent sur le fait que :
1/ le solaire n’est pas une énergie fossile comme le pétrole, et qu’ellle est inépuisable à notre échelle.
2/ le solaire ne dégage pas de gaz à effet de serre, contrairement à la combustion du pétrole (bon si on va chercher un peu, la production de panneaux solaire nécessite sans doute des énergies fossiles, mais on a toujours ce bilan énergétique valant 5).
Cette valeur (5) me semble raisonnable. La durée de vie d’un panneau solaire photovoltaïque est d’au moins 25 ans, certains fabricant annoncent une rentabilité énergétique au bout de 3 ans, c’est un peu optimiste. Un autre lien intéressant :
http://futura24.site.voila.fr/futura01/solairepv_bilan.htm
</strong>
13 sept 2007 à 22:00
Ahh je me suis toujours demandée pourquoi ils ne mettaient pas de miroires ou de loupes au dessus des pannaux solaires !
13 sept 2007 à 22:00
Merci effisk pour ces quelques précisions, en effet contrairement à l’essence le solaire n’émet pas de gaz à effet de serre et la ressource du soleil est inépuisable, mais pas forcément les ressources pour fabriquer ces panneaux solaires par contre!
Très intéressant le lien, on peut voir clairement le temps de retour sur énergie investie en fonction de la région…cela complète bien l’article!
13 sept 2007 à 22:00
Pas convaincu par cet article : d’abord parce que l’argument de defense du solaire est ecrit par des gens qui vendent le solaire donc qui oublient forcement beaucoup de donnees en route ( je reviens dessus apres ), mais aussi car le bilan annonce est quand meme tres mauvais : le rendement est de 5 sur la vie du capteur qui est de 20 ans, la canne a sucre a un rendement de 8 mais par saison de recolte, soit en 20 ans, en comptant au minimum 1 recolte par an, un bilan de plus de 8 puissance 20 qui nous donne un chiffre enorme (1 milliard de milliard), plus compatible avec les besoins energetiques du monde dans lequel nous vivons.
Concernant la fabrication du silicium, il faut d’abord aller extraire les terres rares qui vont servir de dopant; a raison de 1kg de terre rare pour 1 tonne de terre retournee je doute deja de la rentabilite du solaire ! Ensuite il faut faire un beau cristal, faites chauffer le tout a 1100 degres pendant 6 heures minimum … ensuite il faudra utiliser une salle blanche pressurisee, divers etapes de fabrication utilisant de l’energie, des produits plus toxiques les uns que les autres, de grandes quantites d’eau pure qui necessite un traitement, etc …
Pour corroborer le fait que le solaire photo voltaique n’est pas en l’etat actuel une solution rentable economiquement et energetiquement parlant, il suffit de verifier le cout du kWh produit en photovoltaique dans les derniers projets “ecolos” fournis sur ce site : on arrive a un 50 centimes par kWh sans difficultes, couts de production uniquement, la ou le kWh coute 7 centimes transport et entretien du reseau pour monsieur tout le monde (l’entretien du reseau est compte pour moitie dans le prix du kWh), soit presque un rapport de 10 entre le prix du photovoltaique compare aux moyens de production classiques.
C’est pour toutes ces raisons que cet article ne me convainc pas !
13 sept 2007 à 22:00
Bonjour,
qu’en est il de la rumeur sur le rechauffement qu’entraine les panneaux solaires?
Je n’y connais rien en physique mais ca semble plausible le principe du je crée des surfaces de réflections, donc des points de chaleur, plus j’augmente ma surface totale de réflections plus je vais générer de chaleur jusqu’a un point problématique ?
13 sept 2007 à 22:00
Une autre source d’information avec des documents de synthèses et d’autres en anglais mais plus complet.
http://hespul.org/Vous-cherchez-des-statsitiques-des.html
OK c’est une associaition qui fait la promotion des énergies renouvlables (de toutes sortes d’énergies renouvlables) mais au moins ça n’est pas un cosntructeur.
Concernant l’extraction des matières premières, la question mérite d’être posé. Un des problèmes majeures des sources d’électricités renouvelable (solaire ou élolien), c’est le caractère non constant de la production (la nuit ou quand il y a moins de vent) et le fait que stocker de l’électricité n’est pas possible. Du coup il y a nécessité d’autres sources qui doivent être facilement mise en marche et arrêter (sources fossiles, hydraulique, marée motrice).
Voilà quelques reflexions supplémentaires
13 sept 2007 à 22:00
Bonjour, je viens mettre mon grain de sel car l’article est intéressant et les commentaires le sont aussi.
@ SoAnn : Il faut savoir que sur terre nous avons une quantité d’énergie finie, c’est à dire que c’est une constante. En effet : rien ne se crée, rien ne se perd, tout se transforme ! et il est effectivement vrai que les éoliennes prennent l’énergie du vent (c’est leur but) et que l’usine marée matrice de la Rance prend de l’énergie à la marée et la preuve est qu’on assiste à un léger ensablement ou il a y l’usine marée motrice…
De plus, il faut savoir que l’on a le même probleme avec les centrales nucléaire qui produisent de l’électricité avec de l’uranium, cette électricité n’est pas stockage… il serait aussi intéressant de parler sur le fait qu’il est plus rentable de produire l’energie (elec ou chaleur ) la où l’on en a besoin….
@ néokentin et néodim : il me semblait pour ma part que le bilan énergétique pour l’essence était de : il faut 1,2 tep de pétrole pour faire 1,0 tep d’essence… (je vis aussi peut être dans l’ignorance ?)
@ Irina : il existe des miroirs qui concentrent la lumière, il y en a un dans le sud de la France qui était en fonctionnement. Ensuite pour les panneaux photovoltaïques (de l’article) il faut savoir que leur rendement diminue avec la hausse de la température, d’où le fait de mettre une loupe ou un miroir augmenterait la quantité de lumière donc de chaleur, donc on n’aurait pas de bons résultats non plus.
@Zinkou, il faut savoir que hespul est sûrement l’association en France la plus experte en photovoltaique. De plus hespul est ce que l’on appele un EIE (un espace info énergie conventionné avec l’ADEME) et ces EIE ont un devoir de rigueur et surtout de neutralité.
Il y a un article sur les EIE sur NaturaVox rédigé par Entalpie pour en savoir plus sur ces structures.De plus, certaines personnes travaillant dans les EIE, sont quelques fois des experts dans leur domaine et certains mêmes sont dans les groupes de travail du Grenelle de l’environnement. (je précise que je n’ai rien à voir avec les EIE.
@ Ago : il me semble que ce qui est responsable du réchauffement climatique, c’est les GES (gaz à effet de serre) et non la réflexion de la lumière sur un capteur par ex. Car toute surface frappée par la lumière du soleil re-émet dans l’IR et c’est ces IR qui sont prisonniers des GES d’ou le réchauffement climatique…
@ Jacques : il faut savoir que pour le silicium on est pas dans les mêmes niveaux de puretés que pour l’informatique et pendant longtemps l’industrie du capteurs photovoltaique s’est contenter des déchets de silicium de l’industrie informatique. De plus je préfère polluer pour fabriquer des capteurs photovoltaiques plutôt que polluer pour fabriquer du fioul ou du charbon… Chacun fait ses choix…
De plus ce concept de « bilan énergétique “m’énerve” un peu aussi, car on en parle seulement quand on à affaire avec les énergies renouvelables, personne ne demande le bilan énergétique d’une pile ou d’une batterie quand il en achète une pourtant il est très mauvais. Personne ne demande le bilan énergétique d’une voiture quand il en achète une, pour tant il serait intéressant d’y réfléchir,…. Mais tout le monde demande le bilan énergétique quand il achete un panneau solaire thermique ou photovoltaïque, c’est pareil quand on parle aux gens du granulé de bois…et hop on nous refait le coup du bilan énergétique mais quand j’installais une chaudière au fioul ou au propane, personne ne me demandais le bilan énergétique….
Pfui désolé pour la longueur…
Bon Wek End
Entalpie
13 sept 2007 à 22:00
à jacques :
les rendements ne s’additionnent pas comme cela !
Sur 20 ans, le rendement de la canne à sucre reste de 8.
D’autre part, le photovoltaïque n’est économiquement rentable aujourd’hui que parce qu’il est subventionnée (crédit d’impôt de 50%, aides locales, tarif de rachat à 0,55€ dans le cas d’une installation en intégré au bâti, contrat de rachat sur 20 avec le réseau, etc.), c’est un fait, et personne ne vient le discuter.
Rappel à ceux qui lisent en diagonale : l’article ci-dessus parle de la rentabilité énergétique, qui n’a rien à voir avec la rentabilité financière.
Enfin, une citation du document PDF cité dans l’article :
– Payback time is 2-3 years.
– Energy output is nine to seventeen times the input.
En français :
- retour sur investissement en 2 à 3 ans.
- production d’énergie par le panneau égale à 9 à 17 fois l’énergie nécessaire à la fabrication du panneau.
L’auteur de l’article a-t-il vraiment lu ses sources …?
14 sept 2007 à 22:00
Pour ogmenter la production d’un panaux solair je pense à quelque-chose; On pourrait associer deux types de panaux, les panaux captant la lumière du soleil, et les panaux fonctionant avec la différence de température. On utiliserait la chaleur des premier pour faire fonctionner les deuxièmes ce qui refroidirais les premier et diminurait les pertes par effet joule tout en récupérant cette chaleur. Il faudrait essayer si ça fonctionne. Bon il faudrait aussi trouver un moyen pour refroidir l’autre face, par exemple avec une circulation d’aire frai.
Qu’est-ce que voues en pensez ?
14 sept 2007 à 22:00
Un sujet qui suscite toujours le débat, et la mauvaise foi… la preuve !
Article et commentaires très intéressant. je reviendrai aussi sans doute sur ce sujet dans quelque temps (dès que j’en aurai du temps, en fait !)
18 sept 2007 à 22:00
<p>Une étude précise d’un organisme officiel sur le temps de retour énergétique (energy payback) et le facteur de gain des panneaux solaires photovoltaïques : http://www.eupvplatform.org/fileadmin/Documents/Brochure-indicateurs_26_pays.pdf (en anglais)
Si les énergies renouvelables sont en partie subventionnées, cela est utile pour développer des énergies qui seront indispensables bientôt.
Ne pas oublier que le nucléaire a toujours été subventionner de façon considérable (sinon, aucune entreprise privée ne se serait lancée dans le nucléaire et aucune banque n’aurait prêté un centime pour cela).
Avec la disparition des énergies classiques, à commencer par le pétrole : http://travail-chomage.site.voila.fr/energie/fin_petrole.htm
et du nucléaire avec la pénurie d’uranium
http://travail-chomage.site.voila.fr/energie/fin_uranium.htm ;
et ensuite du gaz et du charbon, beaucoup plus vite qu’on ne vous le fait croire.
Car l’important n’est pas s’il reste encore un baril de pétrole dans 40 ans, pour un usage cosmétique, mais combien il est possible de produire de pétrole, d’uranium, de gaz ou de charbon chaque année en regard de la demande.
Et un jour, malgré tous les efforts, malgré le prix financier (et à condition d’avoir un bilan énergétique positif), la production ne peut répondre à la demande et décline de façon inexorable.
Adieu veau, vache, cochon, couvée (La Fontaine) … pétrole, nucléaire, gaz, charbon. Ne rêvons pas comme certains, soyons réalistes, économisons l’énergie et développons toutes les énergies renouvelables, en particulier celle des mers et des océans (courants, vagues, houle) qui produit jour et nuit, chaque jour de l’année de façon à peu près constante.</p>
3 oct 2007 à 22:00
AMEN.
8 oct 2007 à 22:00
Le charbon a été grassement subventionné, le nucléaire aussi et l’est encore (environ un milliard d’euros par an selon cette étude américaine http://www.ieer.org/reports/energy/france/lowcarbonsummfr.pdf ;).
Les énergies renouvelables commencent seulement à être concurrentielles dans les sites les plus favorables, avant de l’être partout par la suite. Le photovoltaïque lui-même, encore très cher, permettra un coût de production pour l’électricité inférieure à celui du nucléaire vers 2030 à 2040 selon les endroits d’Europe plus ou moins ensoleillés.
La rentabilité énergétique du solaire photovoltaïque est déjà assurée comme on le voit http://futura24.site.voila.fr/futura01/solaire2.htm et le sera encore plus en tenant compte de l’évolution assez rapide des technologies dans ce secteur.
1 déc 2007 à 23:00
L’adresse à changé et me semble être devenue :
http://futura24.site.voila.fr/solairepv/solairepv.htm ;
Effectivement, le solaire photovoltaïque est très intéressant dans le calcul énergétique.
Dans quelques années, avec de nouvelles technologies et des prix toujours en baisse, ce sera aussi une solution concurentielle au niveau du coût du kWh.
1 mai 2009 à 8:23
Novice en la matière, je tiens à le dire …
J’aimerais tout fois apporter mon commentaire :
Quand est-il du recyclage des panneaux solaire? Ne devrait-il pas être pris en compte?
Car OK pour tout ce qui concerne l’énergie, la matière et tout et tout qui se réfèrent à l’impacte environnemental/écologique de la fabrication d’un seul panneau.
Mais n’est-elle pas la, la pollution, de ce monde … générer des déchets dont on ne sait que faire. Si nous fabriquons a outrance ce genre de panneaux aussi performant soit-il, ne risquerons nous pas de tomber sur une sorte de surconsommation de produit. Je pense que ce type de déchet livré à dame Nature est ultra polluant.
Puis n’a t-on jamais aussi bien évalué les actions néfastes de nos actes quand celle-ci se pointent au signal “Alerte”. On peut encore discuter longtemps en la matière, faire de multiple bilant mais une chose est sûr, nous sommes de plus en plus sur cette planète a épuiser les ressources, nous sommes de plus en plus à acquérir des panneaux solaire donc il y auras un jour saturation de ce système donc pollution. On peut cracher sur le nucléaire, sur l’éolienne, sur le solaire, le fossile et autre mais d’ors et avant évitons la surcharge. La planète est comme une baignoire qui déborde, l’évacuation d’eau est bouchée: tout biodiversité est clairement menacée, avec elle, la vie humaine… Touts nos gestes ont un impacte. Mettre des panneaux solaire à le sien. Je doute que nous nous en sortions si nous nous pausons pas clairement la question de notre, au niveau de l’individu, bilant énergetique. Car au final, c’est nous qui fabriquons, utilisons et recyclons dans le meilleurs des cas le fammeux panneau qui se révelle à mes yeux juste comme une alternative. Consommez moins, polluez moins que se soit du nucléaire ou du vert c’est pareil.
19 fév 2010 à 21:18
Le panneau solaire pour camping est très utile parce que les vacanciers peuvent recharger leurs appareils électriques.