Le solaire photovoltaïque

Mis à jour le 28/04/2022

Sans pièce mécanique, sans bruit, sans production de polluants, les cellules photovoltaïques convertissent directement l’énergie solaire en électricité, sous forme de courant continu.

L’effet photovoltaïque 

Certains matériaux semi-conducteurs comme le silicium possèdent la propriété de générer de l’électricité quand ils reçoivent la lumière du soleil : c’est l’effet photovoltaïque, découvert par Becquerel en 1839.

Il est mis en application dans les cellules photovoltaïques, petits composants électroniques. Les photons de la lumière solaire transfèrent leur énergie aux électrons du matériau semi-conducteur. Ceux-ci se mettent en mouvement et créent un courant électrique collecté par une grille métallique très fine.

Assemblées en série et en parallèle, puis protégées par différentes couches de matériaux afin de former un module photovoltaïque, ces cellules fournissent une tension et un courant électrique.

Selon les technologies photovoltaïques présentes sur le marché, entre 8 et 22 % de l’énergie solaire peut être convertie en électricité par un module photovoltaïque, et ce, pendant près de 30 ans au regard des garanties apportées par les fabricants.

Le contexte national

Pour atteindre la neutralité carbone en 2050, l’accélération des dynamiques actuelles de sobriété, d’efficacité énergétique, de développement des énergies renouvelables, et d’électrification des usages énergétiques (transport, chauffage, industrie) est indispensable. Dans ce contexte, le développement massif du photovoltaïque (PV) est incontournable. En effet, la filière PV tient une place centrale dans la plupart des scénarios prospectifs dont le travail de l’ADEME, TRANSITION(S) 2050, dans lequel le PV doit atteindre entre 92 et 144 GW installés en 2050.

Par ailleurs, le solaire photovoltaïque est désormais très proche d’une compétitivité directe avec les énergies conventionnelles (il est même d'ores et déjà compétitif pour certaines installations, notamment celles de fortes puissances et situées dans la partie Sud de la France) et devrait donc connaître une croissance soutenue dans les prochaines décennies.

En France, quand la puissance du parc solaire français s’élève à environ 14 GW fin 2021, la Programmation Pluriannuelle de l'Energie (PPE) fixe comme objectifs un parc photovoltaïque de puissance égal à 20,1 GW en 2023 et une puissance comprise entre 35,1 GW et 44 GW en 2028. Ainsi, le photovoltaïque est promis à un développement important.
 

Le financement du photovoltaïque

Les dispositifs nationaux de soutien à la production d'électricité photovoltaïque font appel à deux mécanismes différents, en fonction de la puissance de l'installation photovoltaïque considérée :

• le tarif d'achat en guichet ouvert, pour les installations de puissance inférieure ou égale à 500 kWc ;
• les appels d'offres pour les installations de puissance supérieure à 500 kWc, opérés par la Commission de Régulation de l’Energie (CRE).

Au sein de ces deux mécanismes, il est possible de valoriser sa production par la vente de l’électricité photovoltaïque ou par son autoconsommation pour une durée de contrat égale à 20 ans. 
Dans tous les cas où l’électricité est vendue en bénéficiant d’un soutien financier national (guichet ouvert ou appel d’offre), cette électricité est vendue à un acheteur obligé (généralement EDF OA, sinon une entreprise locale de distribution).

Pour des puissances supérieures à 500 kWc, l’électricité photovoltaïque est valorisée, dans la majorité des cas, dans le cadre des appels d’offres dont les modalités dépendent de la puissance et de l’implantation de l'installation photovoltaïque. Il convient de noter que, si le producteur souhaite vendre intégralement sa production, il peut aussi choisir de vendre sa production à un acheteur privé.

Un moyen d’agir pour l’environnement et la société

Quelles que soient sa taille, sa typologie, sa localisation et sa configuration, tout projet photovoltaïque doit s’inscrire dans une démarche de "qualité écologique globale" ayant vocation à être déclinée tout au long de sa conception, jusqu'à sa mise en œuvre.

Dans tous les cas, le développement d’un projet photovoltaïque est une opportunité pour optimiser les retombées locales sur le territoire d’implantation du projet, tant en termes de facteurs environnementaux, économiques que sociaux.

Ainsi, le choix du matériel et des entreprises prestataires devrait favoriser, autant que possible, la proximité et les circuits courts dans une logique combinée de qualité et de diminution de l'impact environnemental. Effectivement, les projets photovoltaïques concourent à l’activité du bassin d’emploi auquel ils appartiennent, notamment pour les phases chantier et les opérations de maintenance.

Grâce à une phase de concertation de l’ensemble des acteurs concernés sur le territoire, et notamment du grand public, le projet photovoltaïque peut également contribuer à une prise de conscience collective sur les problématiques de l’énergie et du climat.

Enfin, les projets avec financement participatif, voire avec gouvernance citoyenne, permettent non seulement des retombées économiques, pour le territoire, plus importantes mais aussi une réappropriation locale de l’énergie avec la création de nouveaux liens sociaux.

Ces multiples critères peuvent ainsi participer à la qualité globale du projet tout en valorisant l’image du territoire et en apportant ainsi une cohérence systémique à laquelle le photovoltaïque doit pouvoir aspirer en tant que moyen écologique de production d’électricité.

Les actions de l’ADEME

La recherche et le développement

L'ADEME soutient le développement des composants, des produits et des applications de la filière photovoltaïque. Les programmes de recherche soutenus visent à baisser les coûts des composants, réduire leur impact sur l’environnement, augmenter leur fiabilité, et à les intégrer dans le bâtiment.

L’ADEME est également impliquée dans des programmes de recherche européens et internationaux, comme le Programme de collaboration technologique de l’Agence Internationale de l’Energie (AIE) sur le photovoltaïque : Photovoltaic Power Systems Programme (PVPS). 

L’accompagnement, l’expertise et le conseil 

L’ADEME lance et pilote de nombreuses études afin de pouvoir accompagner mais aussi éclairer et conseiller les parties prenantes du photovoltaïque, les entreprises, les collectivités locales, les pouvoirs publics et le grand public, sur les enjeux prépondérants et d’actualité de la filière photovoltaïque. 

La montée en compétences et la qualité des installations

L’ADEME soutient et finance en partie le Centre de Ressources sur le Photovoltaïque piloté par HESPUL (photovoltaique.info) : outil d'information neutre et indépendant sur la filière photovoltaïque pour rendre accessible à tout un chacun des connaissances qui évoluent rapidement.

L’ADEME accompagne notamment l’évolution de la mention RGE (Reconnu Garant Environnement) à travers la montée en compétence et la qualification / certification des acteurs professionnels pour garantir la bonne installation des systèmes photovoltaïques.

L'Agence soutient également l’amélioration de la qualité des modules photovoltaïques au travers d’actions visant à adapter les normes actuelles aux modes d’usage et spécificités associées au PV, en partenariat avec les organismes de certification CERTISOLIS et CSTB.