Le blog de doc zaius

14 Mars 2011

On croyait avoir tourné une page. La planète avait pris acte que l’ère des énergies fossiles était sur le point de se clore, pour deux impératives raisons: D’une part les réserves étaient annoncées comme quasiment épuisées, et d’autre part le réchauffement climatique alarmant imposait de réduire drastiquement les émissions de CO2.

Une aube nouvelle se levait sur un monde plus propre, moins énergivore, converti aux sources propres et renouvelables. Nos enfants se voyaient instruits dans la haine du dioxyde de carbone et le culte du solaire et de l’éolien. Nos industriels se voyaient fermement incités à développer telle filière photovoltaïque, nos champs étaient promis à se couvrir de modernes moulins à vent, et le mazout de nos chaudières remplacé par des granulés de bois. Même les déchets biologiques étaient appelés à participer à la fête écologique, tant l’enthousiasme était partagé. Et bien sûr nos autos rouleraient désormais au KWh et non plus à l’essence.

Et puis les dures réalités de l’existence sont venues tempérer quelque peu ces bonnes résolutions. On a «　découvert　» que le système socio-économique planétaire est une très très grosse machine qui ne se manœuvre pas aisément.

« Je vous le répète, il est plus facile à un chameau de passer par un trou d'aiguille, qu’à un Chef d’Etat français de changer l’économie chinoise　».

( Pardon pour cet emprunt irrespectueux).

Notre planète est un système à la fois ouvert et fermé. Ouvert au sens thermodynamique du terme, puisqu’il reçoit la formidable énergie du Soleil, qui le fait vivre, et la renvoie vers l’espace après usage. Mais il est par ailleurs fermé, au sens de l’espace vital et des ressources disponibles.

Le caractère ouvert du système induit une perpétuelle recherche d’équilibre thermodynamique. Ce principe, enseigné dans les écoles, s’est brutalement rappelé à notre bon souvenir à travers le réchauffement climatique. De cette affaire nous avons tiré deux enseignements:

D’abord nous avons pris conscience que notre globe est une machine thermique, et que nous avons une part de responsabilité dans la marche de cette chaudière.

Secondement il nous est apparu évident que la chaudière est une installation collective. Elle ne peut être conduite qu’avec le concours de tous . Les actions locales sont sans effet.

Quant au  caractère fermé de notre système, il apparait dans les limites de notre espace vital et des ressources disponibles. Nous vivons dans un bocal dont les parois ne sont pas extensibles. Ce bocal contient une quantité limitée de ressources potentielles, cette limitation impose une borne thermodynamique à l’extension de la biosphère.

cette borne n’est pas encore atteinte, bien que certains soient d’un avis contraire.

Si elle est encore éloignée, il n’en demeure pas moins que c’est, en grande partie, grâce à une recomposition de cette biosphère au profit de plus en plus exclusif de l’espèce humaine. Les atteintes à la biodiversité sont de plus en plus manifestes, notre espèce ne peut plus développer

son espace vital qu’au détriment des autres espèces.

En effet , le système planétaire est un système dynamique. Il ne connait pas la stabilité. La biosphère, en tant qu’organisme vivant, ne peut que se développer ou mourir, selon l’énergie qu’elle reçoit.

Ce développement peut s’accomplir selon différents rythmes. De même qu’un végétal se développe plus ou moins vite selon les arrosages et l’engraissement, la biosphère dans son ensemble croît selon les apports énergétiques.

Jusqu’à une époque récente, la biosphère ne recevait que l’énergie du Soleil, grâce à laquelle son développement fut lent mais régulier.

Depuis la découverte des énergies fossiles, le développement s’est accéléré comme chacun sait. Cet «　engrais　» fortement carboné a perturbé gravement le cycle naturel jusqu’à l’apparition d’un phénomène d’emballement, bien connu des thermodynamiciens.

On peut désormais parler d’explosion de la biosphère humaine, tant les facteurs de croissance sont devenus excessifs. Chacun les a en tête, l’explosion démographique, la consommation énergétique frénétique, l’épuisement des ressources naturelles, la pollution, les atteintes à la biodiversité, etc….

La chaudière s’est emballée.

Le remède paraît évident: couper l’arrivée du carburant.

Hélas, les choses ne sont pas aussi simples.

La biosphère humaine n’est pas homogène. Il n’y a pas UNE Humanité, mais DES Humanités, dont les conditions de vie sont très éloignées, et le plus souvent antagonistes. Certaines doivent leur prospérité à la misère des autres, les parts du gâteau sont loin d’être égales. Les intérêts des uns ne sont pas ceux des autres. De quel droit les uns, les nantis, chercheraient-ils à imposer aux autres, les laissés pour compte, des restrictions qu’eux-mêmes refusent de s’appliquer ?

Bref, c’est l’impasse.

Les courbes de consommation d’énergie continuent de grimper vers des sommets vertigineux, et aucun «Deus ex machina» ne vient apporter la solution du troisième acte.

On a pu croire un moment que l’épuisement naturel des énergies fossiles allait mettre tout le monde d’accord. Plus d’engrais, plus de croissance, plus de CO2, plus de pollution. Le problème disparaissait de lui-même. Certes, d’autres problèmes seraient survenus, mais bon, chaque chose en son temps.

Mais c’était sans compter avec l’acharnement des pourvoyeurs d’énergie. Vous pensiez que la cuve était vide ? Que nenni, ils ont dégoté d’immenses stocks de derrière les fagots.

Ce sont les désormais fameux gaz de schistes.

La mèche lente, que l’on croyait en passe de s’éteindre, vient de se rallumer et nous sommes ramenés au cas précédent, il faut tout reprendre à zéro.

Nous voici donc confrontés avec le cortège habituel des nuisances accompagnant  ce genre de prospection: Destruction des paysages, pollution des nappes phréatiques, troubles de voisinage, atteintes à la faune et à la flore, pollution atmosphérique.

Et bien entendu, revoilà notre dioxyde de carbone qui reprend du poil de la bête. Et il paraît qu’il y en a partout et en grandes quantités.

Notre société va donc se voir confrontée à la nécessité de faire des choix.

Plusieurs grandes options devront être considérées:

- Programme de réduction drastique de consommation d’énergie.

Non pas seulement des incantations ou des exhortations, mais des mesures à caractère incitatif et/ou règlementaire. Par exemple des mesures tarifaires et/ou des quotas, des coupures ou des restrictions organisées, voire même taxation des gaspillages.

- Programme ambitieux de développement des énergies nouvelles.

- Maintien ou non du programme nucléaire.

- Taxe carbone.

- Décision sur les gaz de schistes.

- Politique claire et pérenne sur le mix énergétique.

En France, ces choix conditionneront les orientations politiques de la prochaine élection présidentielle.

9 Mars 2011

Rappelons que la loi HADOPI a pour but de lutter contre les téléchargements illégaux sur internet.

Le dispositif tarde à se mettre en place car les moyens d’établissement du délit, qui doivent être juridiquement inattaquables, n’existent pas encore.

La première démarche a été marquée par le décret de création du délit, faute de quoi aucune poursuite ne pourrait être engagée.

En voici le texte:

[«　Décret n° 2010-695 du 25 juin 2010 instituant une contravention de négligence caractérisée protégeant la propriété littéraire et artistique sur internet

Art.R. 335-5.-I. ― Constitue une négligence caractérisée, punie de l'amende prévue pour les contraventions de la cinquième classe, le fait, sans motif légitime, pour la personne titulaire d'un accès à des services de communication au public en ligne, lorsque se trouvent réunies les conditions prévues au II :

« 1° Soit de ne pas avoir mis en place un moyen de sécurisation de cet accès ;

« 2° Soit d'avoir manqué de diligence dans la mise en œuvre de ce moyen.

« II. ― Les dispositions du I ne sont applicables que lorsque se trouvent réunies les deux conditions suivantes :

« 1° En application de l'article L. 331-25 et dans les formes prévues par cet article, le titulaire de l'accès s'est vu recommander par la commission de protection des droits de mettre en œuvre un moyen de sécurisation de son accès permettant de prévenir le renouvellement d'une utilisation de celui-ci à des fins de reproduction, de représentation ou de mise à disposition ou de communication au public d'œuvres ou d'objets protégés par un droit d'auteur ou par un droit voisin sans l'autorisation des titulaires des droits prévus aux livres Ier et II lorsqu'elle est requise ;

« 2° Dans l'année suivant la présentation de cette recommandation, cet accès est à nouveau utilisé aux fins mentionnées au 1° du présent II.

« III. ― Les personnes coupables de la contravention définie au I peuvent, en outre, être condamnées à la peine complémentaire de suspension de l'accès à un service de communication au public en ligne pour une durée maximale d'un mois, conformément aux dispositions de l'article L. 335-7-1. »]

Fin de citation.

Le texte précise donc clairement qu’une poursuite ne peut être engagée que si l’auteur présumé du délit s’est vu recommander, par la Commission de protection des droits, la mise en oeuvre d’un moyen de sécurisation.

Aujourd’hui , la Commission de sécurisation n’est pas en mesure de proposer un moyen de sécurisation labellisé.

Voici les informations disponibles sur le site HADOPI ( rubrique FAQ ):

[«　Qu'est-ce que le label Hadopi moyen de sécurisation ?

Dans les prochains mois, ce label vous permettra d’identifier facilement les moyens fiables pour sécuriser votre accès internet. Ce label est un service d’information. Vous n’avez pas l’obligation d’utiliser les logiciels labellisés. Vous restez donc libre de faire votre choix parmi les offres existantes.

Existe-t-il une liste des moyens de sécurisation labellisés ?

Cette liste est en cours d’élaboration. Vous pourrez la consulter sur le site internet de l’Hadopi.

Nous vous invitons donc à vérifier ultérieurement sa parution en consultant notre site internet.

Quelle est la différence entre un moyen de sécurisation et un moyen de sécurisation labellisé ?

Un moyen de sécurisation labellisé devra respecter des critères précis en matière de protection de l’accès internet.

Nous vous conseillons donc de vous orienter vers ces produits lorsqu'ils seront disponibles.

Cependant, vous avez toujours la possibilité d’opter pour des moyens de sécurisation non labellisés.　»]

Fin de citation.

Les moyens de sécurisation fiables labellisés n’étant donc pas encore disponibles, l’usager ne peut se voir poursuivi pour un délit contre lequel il n’a pas les moyens  de se protéger.

Pour l’instant donc les usagers sont à l’abri des poursuites, ils ne peuvent recevoir que des avertissements, ce dont la plupart se moquent éperdument. D’autant qu’il existe d’autres moyens que le P2P pour télécharger des œuvres.

70 à 80 000 mails d’avertissement auraient déjà été envoyés, dont l’efficacité n’est pas encore mesurable.

L’Hadopi est parfaitement consciente de la faiblesse de sa position.

Les moyens  de sécurisation des accès internet (commercialisés par les éditeurs de logiciels) devront être labellisés par l’Hadopi pour obtenir leur certification.

Il s’agit de vérifier que le logiciel est conforme à un cahier des charges établi par l’expert désigné par l’Hadopi. Cet expert ( M.Riguidel) travaille sur ce cahier des charges depuis déjà deux ans et n’est pas encore en mesure aujourd’hui de proposer une version acceptable par la profession.

Trop de failles sont encore présentes et les difficultés d’implémentation sont trop grandes. De nombreuses dispositions techniques prévues sont des violations de l’espace privé inacceptables.

En clair, l’Hadopi est dans une  impasse. Pour essayer d’en sortir elle a décidé de remettre tout à plat et de créer des «　Labs　» chargés de faire le point des différents secteurs impliqués dans cette affaire.

Deux Labs concernent particulièrement le cahier des charges en question:

Lab «　Réseaux et techniques　»

- Spécifications fonctionnelles des moyens de sécurisation.

- Techniques de filtrage.

Lab «　usages en ligne　» , dont l’intitulé est éloquent.

Le téléchargement illégal est un réel problème; son éradication semble impossible sans porter atteinte aux libertés individuelles, ce qui ne sera pas toléré.

Une solution moins envahissante consisterait d’une part à mettre en place une campagne de sensibilisation, et d’autre part à promouvoir des structures de commercialisation des œuvres qui préservent équitablement les droits des auteurs et les intérêts des utilisateurs.

Peut-être également faudrait-il, avant de s’en prendre aux utilisateurs , inciter les acteurs de la filière à développer des produits et des matériels plus sécurisés. ceci englobe :

- Les ordinateurs.

- Les système d’exploitation.

- Les logiciels de navigation.

- Les logiciels de sécurisation.

- Les protocoles de communication, en particulier IP.

- Les protocoles de liaison sans fil.

- Les DRM

Etc….

Tout ce beau monde est rempli ( volontairement ou non) de failles de sécurité contre lesquelles l’utilisateur lambda est complètement démuni.

Il n’est pas normal qu’un utilisateur mal intentionné puisse prendre le contrôle d’un ordinateur sans l’accord de son propriétaire. Or aujourd’hui cela peut se pratiquer sans difficulté, avec du matériel et des logiciels commercialisés légalement.

D’autre part on ne peut pas exiger d’un utilisateur courant qu’il soit un informaticien expert, capable de détecter lui-même les intrusions malveillantes et de s’y opposer.

Peut-être pourrait-on également demander aux professionnels du net de mettre un peu d’ordre chez eux. Mais cela est-il possible sans une certaine violation des droits de l’individus ?

Affaire à suivre…..

5 Mars 2011

Nous avons donc entrepris de couvrir nos toits de panneaux photovoltaïques afin de sacrifier à la mode des énergies renouvelables.

La démarche est noble et respectable, bien que souvent entreprise avec une arrière-pensée spéculative peu recommandable, et d’ailleurs souvent illusoire ( ceux qui savent calculer un prix de revient me comprendront).

Ces installations de haute technologie, fort onéreuses,  récupèrent une partie de l’énergie solaire avec un rendement global qui dépasse rarement 10%.

Ces micro-centrales sont établies pour plusieurs dizaines d’années, c’est du moins la longévité annoncée par les experts de la chose.

Techniquement, 10% de rendement, çà ne vaut pas un pet de lapin, même en considérant que le Soleil est gratuit.

Heureusement la technologie évolue. Les procédés photovoltaïques se perfectionnent, et sans entrer dans les détails, on peut affirmer que les rendements électriques seront multipliés par trois dans les dix ans qui viennent. De plus, les futurs capteurs solaires utiliseront la cogénération en récupérant la chaleur en excès, ce qui permettra d’obtenir des rendements globaux proches de 70% avant la fin de la décennie. Le marché mondial étant énorme, les prix baisseront rapidement.

Aujourd’hui la menace de pénurie d’énergie est théorique, on l’enseigne dans les écoles comme une maladie en phase d’incubation, mais l’épidémie n’est pas encore déclarée.

En 2020-2030 il en sera autrement. L’énergie sera devenue une denrée rare, donc chère. L’autonomie énergétique ne sera plus seulement une posture écologique, mais une nécessité.

D’autre part, si le rôle du CO2 anthropique dans le réchauffement climatique est confirmé ( ce dont certains doutent encore), il faut s’attendre à un déploiement de mesures dissuasives contre l’usage des énergies fossiles carbonées, du type taxe carbone, quotas énergétiques, impôt énergie, etc… 

A cette époque la technologie permettra le captage de l’énergie solaire avec un rendement global six ou sept fois supérieur à celui d’aujourd’hui, et la parité réseau sera atteinte depuis longtemps.

On peut se demander alors quel pourra être le sens de ces «　vieilles　» installations qui encombreront les toits avec des rendement minables.

Il est probable que bon nombre de ces reliques seront démontées avant dix ans et remplacées par des solutions plus modernes permettant une réelle autonomie énergétique.

Les surfaces disponibles pour le captage domestique de l’énergie solaire devront être utilisées le plus efficacement possible.

Aujourd’hui, 25 m2 de panneaux PV fournissent environ 2 500 KWh/an, tout juste de quoi fournir l’eau chaude sanitaire. Demain, avec 70% de rendement, la même surface fournira plus de 17 MWh/an, c’est-à-dire de quoi satisfaire l’ensemble des besoins énergétiques, incluant le chauffage.

De quoi annuler définitivement ses factures d’énergie, et échapper à la taxe carbone comme aux quotas énergétiques.

Les panneaux solaires hybrides PV/T existent déjà et sont proposés sur le marché par différents fabricants, Solar Energy Systems, Conserval Engineering, etc… Ils deviendront la norme dans les installations performantes.

L’autonomie énergétique effective ne pourra être obtenue qu’avec l’appoint d’un système de stockage de l’énergie produite en période diurne. De nombreux travaux sont en cours pour développer et industrialiser de tels systèmes de stockage. On connaît bien sûr l’accumulateur électrique, dont les versions Lithium-ion développées pour l’automobile pourront être utilisées dans les applications domestiques. Il est également possible de stocker la chaleur dans des matériaux à changement de phase ( MCP ) qui possèdent une capacité de stockage très supérieure à celle des matériaux habituels. On peut citer en exemple les microcapsules E-STOCKER de la société KAPLAN ENERGY, qui offrent une capacité 13 fois supérieure à celle de l’eau ( 2 000 J/Kg/ K ).

Les installations photovoltaïques actuelles, à très faible rendement, sont donc appelées à disparaître au profit de systèmes de cogénération intégrant le solaire thermique et photovoltaïque, l’éolien domestique, avec un dispositif de stockage d’énergie modulable selon les besoins.

Cette mutation se fera progressivement sous la pression des circonstances.

Aujourd’hui, en France, l’énergie est disponible sans limitation et à un prix encore acceptable. Ces conditions ne sont pas favorables à un fort développement des énergies nouvelles. La forte demande d’installations photovoltaïques répond davantage à l’attrait pour un placement financier qu’à un réel besoin énergétique. Peu d’usagers sont disposés à investir pour de seules motivations écologiques.

Un baril à 105 $ et un KWh à 10 centimes d’euros ne sont manifestement pas des signaux forts déclencheurs d’une ruée sur les énergies nouvelles.

Faute d’un électrochoc énergétique, le basculement vers le solaire et/ou l’éolien domestiques se fera très progressivement, nous en reparlerons en 2020.

D’ici là l’initiative appartient aux collectivités qui seules sont en mesure de consacrer des investissements importants à des fermes éoliennes ou des centrales photovoltaïques.

4 Mars 2011

Un panneau photovoltaïque offre l’aspect faussement robuste d’une plaque de verre dans un cadre en alu. Quoi de plus fiable à première vue ? un objet rigide capable de supporter le poids d’un homme, et qui ne subira aucun stress mécanique sa vie durant, à part quelques averses et un peu de poussière.

En réalité il s’agit d’un objet de haute technicité malgré ses apparences rustiques, et ses conditions de fonctionnement sont sévères:

- On attend de lui qu’il fournisse de bons et loyaux services pendant plus de 200 000 heures, alors qu’on n’en demande que 5 000 à un téléviseur ou un ordinateur, et encore moins à une automobile.

- Son cœur de Silicium est dépourvu de protection, alors que tous les autres semi-conducteurs sont protégés dans un boîtier.

- Il doit continuer à fonctionner normalement à des températures ambiantes extrêmes, de l’hiver scandinave à l’été africain.

- Les cellules de Silicium doivent dissiper une puissance importante (Plus de 800W pour 100 W utiles) sans dissipateur thermique, alors que normalement un semiconducteur de puissance dispose d’un radiateur.

- Il doit subir 9 000 alternances jour/nuit ( sur 25 ans ), avec les écarts de température correspondant.

- Sa grande surface lui impose des contraintes de dilatation de plusieurs mm à chaque cycle de température.

- Il doit supporter sans défaillir les atteintes du milieu extérieur: Pluie, neige, grêle, poussières abrasives, embruns salés, moisissures, fientes, pluies acides, rayons UV, ammoniac ( milieu agricole), chocs, corrosion.

- Malgré tout cela il doit conserver sa transparence pour assurer un bon rendement.

Ce régime de forçat , subi pendant de nombreuses années sans interruption, pénalise la fiabilité du produit, qui est exposé à de nombreuses causes de pannes ou de disfonctionnement.

Voici un florilège des évènements qui peuvent troubler la bonne santé de notre panneau:

- Détérioration des contacts électriques sur les cellules.

- Court-circuit au niveau d’une cellule.

- Claquage par formation d’arc électrique.

- Craquage de la plaquette de Si ( contraintes de dilatation).

- Délaminage des couches de protection.

- Détérioration d’une ou plusieurs diodes de by-pass.

- Hot-spot.

- Jaunissement ou brunissement du matériau d’enrobage ( EVA ou autre).

- Détérioration du traitement anti-réflexion.

- Pénétration d’humidité ou de moisissure.

- Corrosion électrochimique.

- Surchauffe ( mauvais refroidissement).

- Claquage du verre de protection ( contrainte de dilatation suite à mauvais montage).

- Détérioration des contacts électriques par corrosion.

- Etc….

Les tests effectués en sortie d’usine sur chaque pièce éliminent les produits touchés par la mortalité infantile, mais ne donnent pas d’information réelle sur la durée de vie.

Chaque nouveau modèle doit subir des tests pour satisfaire les normes de la profession, et en particulier un test de vieillissement accéléré.

Ces tests de vieillissement sont bien sûr d’une durée limitée et ne peuvent pas mettre en évidence certains phénomènes qui n’apparaissent qu’avec le temps.

La profession manque du recul nécessaire pour les interpréter . Les constats effectués aujourd’hui sur des installations vieilles de dix ou quinze ans sont de peu de valeur car les technologies ont largement évolué depuis, et continueront de le faire.

La durée de vie effective d’un produit dépendra de la qualité de fabrication, des matériaux utilisés, de la façon dont ils sont montés. Ces paramètres ne figurent pas dans les notices.

D’autre part, que vaut la garantie offerte par un fabricant dont on n’est pas sûr qu’il existera encore dans dix ans ?

Il est donc essentiel de connaître l’origine des panneaux PV choisis pour un projet. Qui est le fabricant, quelle est la situation commerciale de cette société, son implantation, son expérience, sa réputation sur le marché. Il sera toujours préférable de choisir un fabricant qui intègre toutes les étapes depuis le silicium jusqu’au produit final. Le prix ne doit pas être le seul critère de choix.

Certains fabricants ont pris en compte le problème de durée de vie en proposant une garantie couverte par une grande compagnie d’assurance indépendante. Si le fabricant disparaît, la garantie reste valable sur toute la durée du contrat.

Le meilleur des panneaux ne donnera satisfaction que s’il est bien monté. Le système de montage devra tenir compte de la dilatation, qui peut atteindre plusieurs centimètres sur l’installation, et du refroidissement qui conditionne le rendement et la durée de vie.

Pour une surface importante montée en intégration à la toiture, la température de cellules au centre de la surface pourra atteindre 90°C en été et sans vent. Ceci affectera grandement la fiabilité des cellules.

Dans un panneau PV, chaque cellule ( il y en a par exemple 36 ou 72 par panneau) est un semi conducteur de puissance.

Un semi conducteur de puissance, utilisé selon les règles de l’art, doit être muni d’un dispositif de refroidissement calculé pour maintenir la température de jonction en dessous d’une valeur déterminée.

La pastille de silicium est soudée sur une embase métallique, laquelle est ensuite fixée sur un radiateur convenablement dimensionné. On ajoute parfois un ventilateur si la convection naturelle ne suffit pas.

Rien de tout cela dans un panneau PV. les «　Wafers　» sont simplement encapsulés entre deux tranches d’EVA, avec une paroi de verre au-dessus, éventuellement une autre en dessous. Aucun radiateur, la chaleur doit s’évacuer comme elle peut à travers les couches d’EVA et le verre, très mauvais conducteurs de chaleur. Dans le meilleur des cas une circulation d’air apportera un léger rafraîchissement.

L’essentiel de la dissipation se fera par rayonnement infrarouge, surtout par la face supérieure .

Quelle est alors la température atteinte par les cellules ?

Les constructeurs sont extrêmement discrets sur le sujet. Les tests de panneaux sont effectués à une température de cellules de 25 °C, qui ne correspond pas à la réalité, puisque le panneau est chauffé par le Soleil.

Par exemple, pour un panneau BP Solar 4175 T, on trouve les indications suivantes:

Conditions de mesures NOTC ( Normal Operating Thermal Conditions ):

Température ambiante: 20 °C

Irradiance solaire: 800 W/m2

Vent: 1 m/s, refroidissement par les deux faces.

Température de cellules: 47 +/- 2 °C.

En plein été la température ambiante peut atteindre 40 °C, même sous nos latitudes. Cela fait 20 °C de plus ( 47 + 20 = 67 °C).

L’irradiance au sol peut atteindre 1 000 W/m2, soit 25% au-dessus de la valeur de mesure ( 67 x 1,25 = 83 °C ).

Le vent de 1 m/s n’est pas toujours présent , et le refroidissement s’en ressent, surtout pour une installation intégrée, très mal aérée en dessous. La température des cellules peut alors atteindre 100 °C.

La loi de Stephan-Boltzmann nous donne une idée de ce que le panneau va endurer:

La relation entre la puissance rayonnée par une surface de 1 m2 et pour un différentiel de température T ( °K) est donnée par la formule:

P = 5,67 x 10 (puisssance -8) x T ( puissance 4 ).

Sous un beau Soleil d’été la puissance rayonnée par le Soleil atteint

1000 W/m2. Une faible partie est réfléchie ( le moins possible), et environ 13% du reste est transformé en électricité. Environ 780 W sont absorbés par le panneau, qui s’échauffe. Il atteint une température telle que les 780W absorbés sont rayonnés à l’extérieur ( équilibre ).

La formule magique nous apprend que le différentiel de température est alors de 342 °K, soit 69 °C.

Si la température ambiante est de 30°C ( ce qui n‘est pas exceptionnel en été ) , la température des cellules voisine alors les 100°C ( probablement davantage au centre du panneau).

Nous sommes très loin des 25°C du test.

On observe alors une baisse du rendement de 30% ( 0,4 %/°C) par rapport à la valeur catalogue mesurée à 25°C.

De plus cette température élevée entraine sur la durée un vieillissement prématuré.

Il est donc essentiel d’aérer les panneaux pour apporter un surplus de refroidissement par convection, même si les panneaux standards sont peu performants de ce point de vue. On peut réduire ainsi la température de 20%. A condition qu’il y ait un peu de vent….

Dans les régions très ensoleillées, les cellules subiront donc des conditions beaucoup plus sévères que celles qui sont décrites dans les notices.

La situation peut être grandement améliorée en ayant recours au solaire hybride.

Les cellules PV sont montées dans un cadre qui permet la circulation d’un fluide de refroidissement qui peut être l’air, de l’eau, ou tout autre fluide non corrosif. On bénéficie ainsi d’un double avantage:

Abaissement de la température des cellules, donc augmentation du rendement électrique et prolongation de la durée de vie.

Récupération de chaleur qui pourra être utilisée directement ou transformée en électricité.

Les installations photovoltaïques actuelles n’utilisent que 10 % de l’énergie reçue. La technologie hybride permet de porter ce rendement à plus de 50%, et donc d’optimiser l’utilisation de surface tout en garantissant la fiabilité.

Il est logique de penser que la prochaine génération sera hybride…

27 Février 2011

L’émergence d’une nouvelle technologie, concrétisée par une gamme de produits de consommation de masse  utilisables dans le monde entier, s’accompagne toujours d’une mainmise de la Chine sur le nouveau marché .

Cette «　malédiction　» n’épargne pas le photovoltaïque.

Essayons d’en comprendre un des mécanismes.

Pour quatre sociétés chinoises importantes dans le photovoltaïque, le ratio moyen est de 1 employé pour 110 000 W produits.

( Sociétés Suntech, Solarfun, Yingli Solar, et Trina Solar, données  obtenues sur le site «　énergies-renouvelables.com　» )

Les panneaux PV se négocient autour de 1,5 euros le Watt ( c’est une moyenne entre les différents types et sur différentes places).

Donc à un employé correspond un chiffre d’affaire de 165 000 euros/an.

Le salaire minimum chinois tourne autour de 130 euros/mois. Le salaire moyen , qui englobe toutes les catégories ( ouvriers, cadres, dirigeants, chercheurs, ingénieurs, commerciaux,…) peut être évalué à 500 euros (estimation large), soit trois fois le salaire min officiel, plus les charges.

Donc, pour 165 000 euros de CA, il y a 6 000 euros de salaire, soit 3,6%. Ou encore 5,4 centimes d’euros par Watt produit.

Si nous remplaçons des employés chinois par des européens, le salaire moyen n’est plus 500 euros/mois, mais 5 000 ( salaire chargé ).

Il faudrait alors vendre les mêmes panneaux 2 euros le Watt, et non plus 1,5, soit un écart de 33%.

C’est impossible sur le même marché, et  avec le même produit.

Comment résoudre cette quadrature du cercle ?

Plusieurs méthodes sont envisagées, parfois en combinaisons:

- Réduire les salaires européens.

Impossible. A la rigueur essayer de freiner les augmentations ( le rêve de Monsieur Trichet), mais personne n’imagine sérieusement aligner les européens sur le standard de vie chinois.

- Faire brûler un cierge pour obtenir que les ouvrier chinois se révoltent et exigent des salaires décents et une couverture sociale digne de ce nom. Méthode peu efficace. On constate bien que les salaires chinois augmentent, du moins en théorie; mais l’écart reste tellement grand que le handicap subsistera encore longtemps.

- Faire aussi bien que les chinois, avec deux fois moins de personnel. On peut effectivement gagner 30%, c’est ce que font les Allemands. Développer l’automatisation, travailler sur la rentabilité. On peut compenser une partie du handicap.

- Imposer des taxes sur les  produits issus de pays qui ne respectent pas nos règles sociales. Méthode efficace seulement si elle est appliquée à l’échelle mondiale.

- Fabriquer des produits de meilleure qualité que les produits chinois. On y pense, mais c’est encore plus cher , et les chinois auraient vite fait de rattraper leur retard. Leur technicité est très bonne et leurs ingénieurs ne sont pas manchots.

Et puis, à courir toujours après des produits nouveaux et des technologies de pointe, on finit par oublier que le business se fait avec des produits lambda.

- Garder nos frontières par des normes spécifiques dissuasives. cela n’a pas de sens dans un contexte de marché mondialisé.

- Conserver la R§D en Europe et délocaliser la production. C’est en général la solution choisie, au détriment de l’emploi européen.

- Acheter des entreprises chinoises, pas très bon pour l’emploi en Europe.

- Augmenter nos productions en recherchant des marchés à l’export. C’est-ce que font les Allemands, mais ils sont bien les seuls .

Ce problème, créé par le différentiel de coût de main d’œuvre, n’a jamais été résolu de manière satisfaisante.  Après le «　made in Japan　» nous avons eu droit au «　made in Korea　», et maintenant nous subissons le «　made in popular republic of China　».

Sommes-nous condamnés à remplacer nos importations de pétrole par des importations de panneaux solaires ?

En France, les instances concernées ( voir rapport Charpin) se bornent à prendre acte de la situation: L’affaire photovoltaïque commence à nous coûter cher en déficit de la balance à l’export, et le tarif préférentiel d’achat par EDF crée un péril financier à cause des milliards d’euros en jeu. La décision est donc de freiner la consommation en modulant la grille des tarifs et en contrôlant les grands projets par un système d’appels d’offres. Pas très glorieux.

En clair la France constate son impossibilité industrielle à faire face à ce nouveau marché et décide d’en limiter le développement en attendant des jours meilleurs (!).

Les instances constatent également que le faible ( ? ) montant du tarif public de l’électricité en France constitue un frein au développement de la filière PV industrielle, et qu’il faut probablement chercher des marchés ailleurs.

La filière intégrée est représentée par un seul industriel français qui est Photowatt, avec une production modeste de l’ordre de 100 MW, c’est-à-dire le dixième de la production d’un grand acteur chinois.

Avec des salaires français et une production aussi faible, il est hors de question de concurrencer les chinois sur le même marché.

La société Photowatt éprouve actuellement de grandes difficultés et a présenté un plan de réduction des effectifs en début d’année, s’avouant dans l’incapacité de suivre les baisses de prix imposées par les fournisseurs asiatiques, CQFD.

Bien sûr, le moratoire a précipité sa perte mais le fond du problème demeure, comment lutter contre des concurrents dont les salaires et les lois sociales sont différentes des nôtres ?

Faute d’une solution Européenne à ce problème, nos entreprises devront se résoudre soit à délocaliser, soit à disparaître.

Le photovoltaïque n’est bien entendu pas le seul domaine concerné….