Qui a inventé le photovoltaïque ?
Quelle est l’histoire de l’énergie solaire ?
Qui fut le premier à mettre en évidence l’effet du photovoltaïque ?
Comment fonctionnent les panneaux solaires et de quoi parle-t-on précisément quand on évoque l’autoconsommation électrique via l’énergie solaire ?
Nombreux sont les questionnements autour de l’énergie solaire propre et renouvelable, et de ses origines.
Et c’est compréhensible à l’heure ou le dérèglement climatique et ses effets sont dans tous les débats, où l’inflation est croissante et le prix de l’électricité et des factures énergétiques pèsent de plus en plus lourd dans le portefeuille des Français et dans la trésorerie des entreprises et organisation sur notre territoire.
Comprendre la naissance d’une technologie, ses avantages, ses principaux principes physiques et fonctionnels permet bien souvent de mettre un peu de clarté sur cette technologie qui n’émet aucun gaz à effet de serre et dont le soleil, distant pourtant de 150 millions de kilomètres de notre belle planète, lui fournit une matière première gratuite, disponible partout dans le monde et qui est inépuisable.
Domuneo spécialiste de l’énergie verte via les panneaux solaires et expert certifié RGE et QualiPV dans la pose et l’installation de centrales solaires en résidentiel et pour les professionnels vous pose les grandes étapes de l’histoire singulière du photovoltaïque.
L’énergie solaire, une ressource inépuisable, gratuite et abondante
Avant de nous intéresser aux origines mêmes du photovoltaïque et à son évolution au travers des siècles, revenons un instant sur cette fantastique ressource naturelle en nous posant une question simple et pourtant cruciale :
Qu’est-ce que l’énergie solaire ?
Voici comme son nom l’indique une source d’énergie qui dépend directement du bel astre permettant toutes vies sur notre terre, le soleil. La lumière du soleil, – les photons des rayons solaires plus précisément -, sont captés par les cellules des panneaux photovoltaïques composant les centrales solaires, puis transformés en énergie (courant continu). Des micro-onduleurs viennent ensuite prendre le relais et convertissent ce courant continu en courant alternatif (compatible avec le réseau), qui viendra alimenter en électricité verte et renouvelable votre habitat ou vos locaux professionnels (éclairages, prises, radiateurs, appareils électroménagers, équipements informatiques, etc.).
Rappelons que l’énergie solaire est dite renouvelable car elle provient d’une source que la nature renouvelle constamment, en opposition à une énergie dont les stocks s’épuisent. Il est alors question d’énergies fossiles, polluantes et limitées.
On cerne alors logiquement combien l’électricité verte est un enjeu majeur pour aujourd’hui comme demain. En ce sens, les énergies renouvelables sont la principale source d’électricité bas carbone et compétitive potentiellement déployables massivement sur le territoire à horizon 2030-2035.
Quelle est l’histoire du photovoltaïque ?
Précisons avant toute chose qu’un siècle et demi sépare la fameuse mise en évidence de l’effet photovoltaïque et la production d’électricité dite verte, via les centrales solaires photovoltaïques. Soulignons qu’à cette période-là, ni la technologie, ni encore moins la compréhension et la maîtrise des phénomènes physiques sous-jacents n’étaient encore mises en clarté. Il faudra pour cela patienter encore de nombreuses années et attendre l’avènement de la physique quantique, pour aller plus loin, avec notamment les travaux de nombreux autres scientifiques tels Louis De Broglie (1892-1987), Werner Heisenberg (1901-1976), Erwin Schrödinger (1887-1961), Enrico Fermi (1901-1954) qui en 20 ans (1920-1940), vont au fil de leurs découvertes, décrypter les principes de la physique quantique.
Découverte de l’effet photoélectrique
Mais pour remonter à la genèse de cette belle aventure scientifique, il faut citer le désormais très célèbre physicien français Edmond Becquerel (1820-1891) qui découvre l’effet photoélectrique (soit le principe physique à la base de la production d’énergie solaire), en mettant en relief l’effet photovoltaïque dans une cellule électrochimique. Willoughby Smith (1828-1891) sera quant à lui le premier à en faire autant dans un solide : le sélénium (en 1873). Albert Einstein* (1879-1955) affirme dès 1905 que la lumière n’est pas uniquement onde électromagnétique, mais composée de quanta.
En décryptant l’effet photoélectrique, (transfert de l’énergie du quantum de lumière, le photon, à l’énergie de l’électron), il ouvre des champs inédits d’explorations à de légion d’autres chercheurs. Des laboratoires vont ainsi commencer à exploiter ces principes au cœur de diverses applications, puis à s’intéresser à cette nouvelle classe de matériaux : les semi-conducteurs.
Deux révolutions entrent en scène, celle liée à l’électronique (à l’origine des technologies de l’information) et celle de l’énergie solaire photovoltaïque. Deux technologies aux enjeux différents et qui pour autant vont se nourrir l’une de l’autre.
Le photovoltaïque et son essor
Quelques dates significatives :
- En 1951, Gordon Teal (1907-2003) et E. Buehler, obtiennent les premiers monocristaux de silicium (1,15 cm = ½ pouce de diamètre). Les premières cellules photovoltaïques au silicium proposant un rendement significatif vont rapidement suivre.
- 1954, une cellule avec rendement de 6% est obtenue au coeur des laboratoires privés de Bell Telephone par Gerald Pearson, Darryl Chapin et Calvin Fuller. Ce sera le point de départ de l’essor de technologie photovoltaïque.
- 1955, les premières cellules photovoltaïques (petites tailles) sont commercialisées aux États-Unis.
- En 1958, l’aérospatiale entre dans la course, avec le satellite Vanguard, 1er engin haute technologie équipé d’un module photovoltaïque de 100 mW et 100 cm2.
- 1964 Sharp (au Japon, pays exsangue de ressources fossiles) développe le 1er module photovoltaïque d’une dimension significative pouvant être également parfaitement opérationnel pour les applications hors aérospatial.
- 1974 Sunshine voit le jour au Japon. 1er programme ambitieux de développement de l’énergie photovoltaïque au sol.
- 1993 New Sunshine prend son relai, développant cette technologie et son marché dans une perspective de réduction des coûts de fabrication et d’installation.
- Dans les années 1970 / 1980, la production d’électricité photovoltaïque reste réduite et concerne essentiellement des sites et implantations isolées.
- 1984, le 1er module à base de couches minces en silicium amorphe est introduit par ARCO aux USA.
- 1986, une cellule à base de silicium cristallin avec plus de 20% de rendement est obtenue en Australie par l’équipe de Martin Green**. Depuis, les bases de la technologie silicium ne varient plus massivement, l’enjeu étant alors d’obtenir ce type de rendement à coût les plus bas possibles.
- Début des années 2000, l’Allemagne franchit un nouveau pas avec la loi sur les énergies renouvelables (Erneuerbare-Energien-Gesetz – EEG) posant de façon pérenne le principe d’un tarif d’achat incitatif du kWh, exsangue de quota de quantité installée (contrairement aux programmes japonais). La machine est lancée avec, au final une production significative d’énergie électrique à un coût du kWh compétitif.
Domuneo, expert dans l’installation de centrales solaires et dans l’autoconsommation électrique
L’autoconsommation électrique est un choix à la fois économique et écologique. En installant un système photovoltaïque sur votre habitat ou vos installations professionnelles, Domuneo vous donne l’opportunité d’obtenir une électricité verte décarbonée, en réalisant dans le même temps des économies financières réelles et dans la durée. Domuneo vous propose des solutions éco-performantes, afin de capter cette ressource inépuisable qu’est l’énergie solaire, puis de la stocker, afin de l’utiliser selon vos besoins réels, vos contraintes et votre profil énergétique. Vous tendez ainsi vers ce que l’on appelle l’autoconsommation électrique vous permettant de maîtriser davantage votre consommation énergétique et vos charges courantes.
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