Parking auvent solaire pour entreprises ou centres commerciaux – Image : Xpert.Digital / PATSUDA PARAMEE|Shutterstock.com
Solar Vanguard – Le pionnier du solaire dans un nouveau monde énergétique
Pour beaucoup, cela n’a rien de spécial ni de normal, et beaucoup le connaissent encore depuis leur enfance : les fascinants corps célestes « satellites » et leurs antennes de cellules solaires étendues. Dans une enquête en ligne, beaucoup ont associé le photovoltaïque aux systèmes solaires sur les toits, aux parcs solaires ou aux systèmes photovoltaïques au sol , mais personne n'a mentionné l'énergie solaire spatiale. En 1958, le premier satellite Vanguard I a volé avec des cellules solaires pour fournir de l'énergie. Ce fut la première utilisation professionnelle d’un système photovoltaïque et en même temps le signal de départ d’un développement technologique impressionnant. À cette époque, le pétrole, le charbon et l’énergie nucléaire étaient les principales sources de production d’énergie.
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À cette époque, personne n’aurait pu imaginer que cette technologie de cellules solaires révolutionnerait un jour l’approvisionnement en énergie. Mais maintenant, le moment est venu. La technologie et les utilisations possibles se sont encore développées avec les abris de voiture
Convient à:
Outre l’obligation solaire et les directives de l’UE, nombreux sont ceux qui s’orientent désormais vers la transition de la production d’énergie fossile vers la production d’énergie solaire. L'accent est actuellement mis sur l'électromobilité, car la mobilité en général est l'un des principaux moteurs des émissions de CO2, qui doivent désormais être réduites pour l'environnement, l'humanité et la terre et réduites au minimum au cours des 20 à 30 prochaines années, au moins en Europe pour réduire. Le CO2 est mauvais pour le climat. En tant que gaz à effet de serre, il empêche la chaleur de s’échapper de la Terre vers l’espace. En conséquence, la terre se réchauffe de plus en plus.
Convient à:
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Le photovoltaïque constitue également une étape vers une alimentation électrique décentralisée et autonome. Chacun a la possibilité de produire sa propre électricité à un prix comparable, sans dépendre de tiers. Cela n’était pas possible dans le cas des centrales électriques au charbon et de l’énergie nucléaire.
Il s’agit également des coûts futurs plus élevés liés aux réglementations en matière de protection de l’environnement, aux pics de puissance (stabilité des infrastructures et du réseau) et au bilan CO2.
Le bilan CO2, également appelé bilan des gaz à effet de serre ou empreinte CO2, deviendra plus important à l'avenir si des taxes et des suppléments de coûts sont ajoutés à l'étiquetage CO2 des biens et services.
Convient à:
Cela signifie que quiconque ne contribue pas à sa propre alimentation électrique autonome, mais continue à utiliser des technologies externes d'énergie fossile et nucléaire, doit s'attendre à payer à l'avenir un supplément CO2 (empreinte CO2), ce qui le place dans une situation de désavantage concurrentiel notable par rapport à représente à des tiers. Les produits plus chers que la concurrence ne sont pas commercialisables à long terme. Ce n’est donc pas un hasard si des entreprises comme Amazon ont commencé très tôt à développer l’alimentation électrique autonome.
Vanguard I - La première utilisation professionnelle du photovoltaïque
Le 17 mars 1958, le deuxième satellite américain, Vanguard I, s'envolait dans l'espace avec une batterie chimique et des cellules photovoltaïques pour alimenter un émetteur à bord. Après de nombreuses hésitations de la part de l'armée américaine, Hans Ziegler (1911-1999) a réussi à s'imposer avec son idée selon laquelle une alimentation en énergie par des cellules solaires garantirait le fonctionnement de l'émetteur plus longtemps que l'utilisation de piles. Contrairement aux attentes des militaires, les signaux de la station purent être reçus jusqu'en mai 1964 avant qu'elle ne cesse ses activités de signalisation.
Le succès de ce petit satellite et les scientifiques impliqués ont jeté les bases de la première utilisation judicieuse de cellules solaires jusqu'alors presque inconnues et surtout très coûteuses. Pendant de nombreuses années, les cellules solaires ont été développées principalement à des fins de voyage dans l'espace, car elles se sont révélées être l'alimentation électrique idéale pour les satellites et les sondes spatiales jusqu'à la distance de Mars au soleil. La longue durée de vie du vaisseau spatial par rapport au fonctionnement sur batterie dépassait de loin le prix encore élevé des cellules solaires par kilowattheure. De plus, les cellules solaires étaient et sont toujours moins chères et moins risquées que les générateurs de radio-isotopes, qui permettent des durées de fonctionnement tout aussi longues. La plupart des vaisseaux spatiaux étaient et sont donc équipés de cellules solaires pour fournir de l'énergie.
En 2008, des cellules solaires à efficacité accrue ont fourni plusieurs kilowatts de puissance pour des satellites de communication équipés de plus de 30 transpondeurs, chacun avec environ 150 watts de puissance de transmission, ou ont même fourni l'énergie d'entraînement des moteurs ioniques des sondes spatiales. La sonde spatiale Juno, lancée en août 2011, tire pour la première fois son énergie de cellules solaires particulièrement efficaces et résistantes aux radiations en orbite autour de la planète Jupiter. La quasi-totalité des quelque 1 000 satellites utilisés dans le monde tirent leur énergie du photovoltaïque. Dans l'espace, une puissance de 220 watts par mètre carré est atteinte.
Photovoltaïque - capacité installée en Allemagne
Photovoltaïque – Puissance installée en Allemagne – Image : Xpert.Digital
La production électrique cumulée de toutes les installations photovoltaïques connectées au réseau en Allemagne était d’environ 54 gigawatts-crête en 2020. La Bavière est de loin le Land doté de la plus grande capacité installée, suivie par le Bade-Wurtemberg et la Rhénanie du Nord-Westphalie. Les villes-États de Brême, Hambourg et Berlin ont la puissance nominale d'installations photovoltaïques la plus faible.
Photovoltaïque
La conversion de l'énergie lumineuse en énergie électrique à l'aide de cellules solaires décrit la production d'électricité via des systèmes photovoltaïques. En Allemagne, la capacité installée des systèmes photovoltaïques augmente de plus en plus. Cette évolution s’observe également à l’échelle mondiale : environ un quart de la capacité totale installée dans le monde se trouve en Chine. Viennent ensuite les États-Unis, le Japon et l’Allemagne, qui disposent en comparaison de capacités photovoltaïques installées nettement inférieures.
Énergie renouvelable
Outre les systèmes photovoltaïques, l’hydroélectricité, par exemple, est également une source d’énergie renouvelable. Contrairement aux combustibles fossiles, ils sont renouvelables. L'énergie éolienne est particulièrement importante en Allemagne. Même en comparaison européenne, la production d'électricité à partir de l'énergie éolienne est la plus élevée du pays. Le Royaume-Uni et l’Espagne suivent de loin.
Capacité installée (cumulative) de systèmes photovoltaïques en Allemagne de 2000 à 2020
- 2000 : 114 mégawatts
- 2001 : 176 mégawatts
- 2002 : 296 mégawatts
- 2003 : 435 mégawatts
- 2004 : 1 105 mégawatts
- 2005 : 2 056 mégawatts
- 2006 : 2 899 mégawatts
- 2007 : 4 170 mégawatts
- 2008 : 6 120 mégawatts
- 2009 : 10 566 mégawatts
- 2010 : 18 006 mégawatts
- 2011 : 25 916 mégawatts
- 2012 : 34 077 mégawatts
- 2013 : 36 710 mégawatts
- 2014 : 37 900 mégawatts
- 2015 : 39 224 mégawatts
- 2016 : 40 679 mégawatts
- 2017 : 42 293 mégawatts
- 2018 : 45 158 mégawatts
- 2019 : 49 047 mégawatts
- 2020 : 53 848 mégawatts
Photovoltaïque - part de la production d'électricité en Allemagne
Photovoltaïque – part de la production d’électricité en Allemagne – Image : Xpert.Digital
En 2020, 9 % de l’électricité produite était produite par le photovoltaïque. L’utilisation de systèmes photovoltaïques est devenue de plus en plus importante au fil des années. La part du soleil en tant que source d’énergie renouvelable n’a cessé d’augmenter depuis 2003.
La lumière du soleil comme source d'énergie
L’avantage du soleil en tant que source d’énergie est qu’il est disponible gratuitement, sans restrictions et indéfiniment. Les gens en profitent également et utilisent des cellules solaires pour convertir l’énergie lumineuse en énergie électrique. La part croissante du photovoltaïque dans la production totale d'électricité s'explique, entre autres, par la baisse des coûts des systèmes et par une plus grande sensibilisation à l'utilisation des énergies renouvelables.
Sources d'énergie renouvelables
Alors que la part de l'énergie nucléaire et de la houille dans la production d'électricité en Allemagne diminue, la part de toutes les sources d'énergie renouvelables augmente dans le même temps. Outre l'utilisation de systèmes photovoltaïques, l'électricité est également produite à partir de sources d'énergie renouvelables, l'eau, le vent, la biomasse et l'énergie géothermique. Les éoliennes terrestres produisent de loin la plus grande quantité d’énergie renouvelable en Allemagne.
Part du photovoltaïque dans la production brute d'électricité en Allemagne de 2002 à 2020
- 2002 : 0 en %
- 2003 : 0,1 en %
- 2004 : 0,1 en %
- 2005 : 0,2%
- 2006 : 0,3 en %
- 2007 : 0,5 en %
- 2008 : 0,7 en %
- 2009 : 1,1 en %
- 2010 : 1,8 en %
- 2011 : 3,2 en %
- 2012 : 4,2 en %
- 2013 : 4,9 en %
- 2014 : 5,7 en %
- 2015 : 6 en %
- 2016 : 5,9 en %
- 2017 : 6 en %
- 2018 : 6,9%
- 2019 : 7,5%
- 2020 : 8,9%
Énergies renouvelables - répartition de la production d'électricité par source d'énergie
Énergies renouvelables – répartition de la production d'électricité par source d'énergie – Image : Xpert.Digital
En 2020, la part de la production d’électricité issue de l’énergie éolienne terrestre représentait 42 % de la production brute d’électricité à partir de sources d’énergie renouvelables en Allemagne. Sur la base de toutes les sources d’énergie, y compris les sources conventionnelles, la contribution de l’énergie éolienne terrestre à la production brute d’électricité en 2020 était d’environ 19 %.
Production d'électricité à partir d'énergies renouvelables
Contrairement aux combustibles fossiles comme le charbon et l’énergie nucléaire, les sources d’énergie renouvelables sont renouvelables. Ils produisent actuellement près de la moitié de toute l’électricité en Allemagne. La production d’électricité à partir d’énergies renouvelables n’a cessé d’augmenter au cours des 30 dernières années. En comparaison nationale, le Mecklembourg-Poméranie occidentale, le Schleswig-Holstein et la Thuringe comptent parmi les Länder ayant la part la plus élevée d'énergies renouvelables dans la production brute d'électricité.
L'énergie éolienne en Allemagne
En matière d'énergie éolienne, l'Allemagne était en 2019 l'un des pays les plus importants au monde en termes de puissance éolienne installée, aux côtés de la Chine et des États-Unis. La quantité d’électricité produite à partir de l’énergie éolienne a considérablement augmenté ces dernières années, tant sur terre qu’en mer. Dans le même temps, le nombre d’éoliennes offshore et terrestres a sensiblement augmenté.
Répartition de la production d'électricité à partir d'énergies renouvelables en Allemagne par source d'énergie en 2020
- Eolien terrestre : 42 en %
- Photovoltaïque : 20 en %
- Biomasse : 18 en %
- Eolien offshore : 11 en %
- Hydroélectricité* : 7 en %
- Déchets ménagers** : 2 en %
* Production dans des centrales électriques au fil de l'eau et à stockage ainsi que production à partir d'apports naturels dans des centrales électriques à pompage-turbinage.
** Produit uniquement à partir de la part biogénique des déchets ménagers (environ 50%). Les valeurs ont été converties en pourcentages et arrondies par rapport à la source originale pour une meilleure compréhension des statistiques.
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