Energie Renouvelable Photovoltaïque

Analyse de l’étude du « centre d’énergétique » (voir dossier ressource) :

En reprenant la méthodologie sur la définition des objectifs et des champs d’études décrite sur

Wikipédia, on se propose de décrypter l’A.C.V présentée dans le dossier ressource.

Il s'agit de comptabiliser les substances puisées et émises dans l'environnement sur le

"cycle de vie" d'un produit. Ce bilan comprend les phases de fabrication, de transport,

de mise en oeuvre, d'entretien et de traitement après usage.

Ceci pour répondre aux questions suivantes :

Les photopiles produisent-elles plus d'énergie que n'en nécessite leur fabrication ?

Leur production n'induit-elle pas l'émission de substances dangereuses pour

l’environnement

Sur quel type d’installation solaire cette étude porte-elle (fonction)? Précisez la puissance des

installations considérées.

La présente étude ne concerne que les systèmes 3 kWc intégrés aux bâtiments et reliés au

réseau (source : base de données Oekoinventare 1995 et 1996).

Quels sont les paramètres clés pris en compte pour l’étude ?

La production électrique considérée pour un système de 3 kWc est de 2583 kWh/an

(861 kWh/an pour 1 kWc).

Les données existent pour des modules en silicium mono- ou poly-cristallin.

Dossier énergie photovoltaïque Dossier prof p9/12

Le mix de production européen de 1994 (48% de centrales thermiques, 37% de nucléaire

et 15% d'hydroélectricité) a été considéré pour l'électricité utilisée dans la production

des modules.

Lors de l’analyse du cycle de vie de la production des modules solaires, quelles sont les 9

étapes de fabrication prises en compte ?

- la réduction du quartz et la préparation de silicium de qualité métallurgique (pureté de

98%),

- la fabrication de silicium de qualité électronique (pureté de 99,99999%),

- le moulage des lingots et le sciage des plaquettes,

- la fabrication des cellules,

- la fabrication des modules,

- le montage et l'intégration au bâtiment,

- la fabrication de l'onduleur et de l'installation électrique,

Indiquer pour les trois processus de fabrication de silicium existants, les quantités d’énergie

primaire dépensées.

Pour la fabrication d'une tonne de silicium QM l’énergie primaire totale consommée est

de 51 340 kWh.

Pour la fabrication d'une tonne de silicium QE l’énergie primaire totale consommée est

de 250700 kWh (250.7 kWh/kg Si QE).

Pour la fabrication d'une tonne de silicium QS l’énergie primaire totale consommée est

de 78840 kWh (énergie primaire totale par kg 78.84 kWh).

Pourquoi la qualité Qs est intéressante ? Et quel est son processus de fabrication ?

Sa pureté permet d'obtenir des rendements de cellules équivalents à ceux obtenus avec

du silicium QE à moindre coût et avec moins d’énergie primaire consommée. D’autant

plus que le degré de pureté obtenu pour la qualité "électronique" (QE ) n'est pas

nécessaire.

Le sable (de qualité correspondante à celle du sable utilisé dans l'industrie verrière) est

fondu et traité à l'acide chlorhydrique pour obtenir une pureté de 99.9%. Ce silicium est

fondu avec du carbonate de sodium, puis précipité et nettoyé à l'acide et à l'eau, ce qui

conduit à une pureté supérieure à 99.999%.

Pour la fabrication des plaquettes, comparez l’énergie primaire nécessaire à celles au silicium

monocristallin avec celles au silicium polycristallin. Pourquoi ces dernières consomment

elles plus de silicium de qualité QE ?

L'énergie primaire nécessaire est de 1.3 kWh électrique par plaquette de 7 g au silicium

monocristallin.

L'énergie primaire consommée est de 3.6 kWh par plaquette de 7 g au silicium

polycristallin.

Contrairement au cas du silicium monocristallin, les sciures et rebuts de sciage (bord des

lingots) ne peuvent pas être recyclés en totalité car leur taux d'impureté est trop élevé.

Le process de fabrication du silicium polycristallin est donc plus consommateur de

silicium de qualité électronique.

Quel pourcentage dans le bilan énergétique complet de la fabrication des panneaux

photovoltaïques, l’étape de fabrication des cellules représente-elle ? Et pour quelle

consommation électrique totale (cellule + process) ?

L'étape de fabrication des cellules entre pour 15% dans le bilan énergétique complet de la

fabrication des panneaux photovoltaïques, avec une consommation électrique de 0.9 kWh

par

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