Télécharger gratuitement des cours libres dans toutes les disciplines scientifiques

Cours - Systèmes photovoltaïques : fabrication et impact environnemental

Systèmes photovoltaïques
Cécile Miquel

Résumé :

Ce document est une synthèse portant sur la fabrication des modules photovoltaïques au silicium cristallin et l’impact environnemental des systèmes raccordés au réseau. Les résultats sont tirés d’études scientifiques dont des analyses du cycle de vie [19], [20].
Les procédés de fabrication décrits sont la réduction carbothermique de la silice dans un four à arc, le raffinage du silicium solaire par procédé Siemens (voie gazeuse chlorée), la cristallisation du silicium en lingots et la découpe des plaques, la fabrication des cellules photovoltaïques par dopage, polarisation et traitement anti-reflet, l’assemblage des modules par encapsulation dans un feuilleté verre/EVA/Tedlar!, et enfin l’installation du système comprenant câblage et onduleurs.
Les analyses du cycle de vie vont de l’extraction du quartz à la production d’électricité 30 ans durant, hors fin de vie des systèmes, avec un remplacement d’onduleurs. Le mix énergétique de la fabrication est de type UCTE région Europe de l’Ouest.
La fabrication nous révèle une consommation de silicium de 10 à 15 g/Wc, des éléments toxiques présents à l’état de traces (Pb, Br, B, P), l’utilisation de métal aux ressources limitées (Ag), et une dépense énergétique conséquente due à l’aluminium et au silicium (40%). Elle occasionne la génération de rejets chlorés, de boues chargées en silicium et de gaz et d’effluents provenant de l’utilisation de produits chimiques.
Les résultats de l’analyse du cycle de vie sont que l’énergie est l’impact majeur, avec environ 30000 MJ d’énergie primaire par kWc, soit 2500 kWh d’énergie finale. Pour caractériser les effets sur l’environnement d’un système photovoltaïque, les indicateurs pertinents sont le temps de retour énergétique, qui est d’environ 3 ans, et l’effet de serre, qui est d’environ 70 g de CO2-eq/kWh, ceci pour la France.
Les avancées technologiques identifiées qui permettent de réduire ces impacts concernent la production de silicium solaire avec l’utilisation d’un réacteur à lit fluidisé au lieu d’un réacteur Siemens ou la voie métallurgique (Elkem Solar). Les recommandations de mise en oeuvre sont de privilégier des modules sans cadre aluminium et d’installer les systèmes dans les règles de l’art afin d’optimiser leur production (orientation, inclinaison, ombrages, ventilation, onduleur performant, suivi de la production etc…). L’étape suivante sera la mise en place d’une filière de recyclage.

Table des matières :
Résumé. 
Liste des abréviations . 
Introduction . 

Partie 1 : Processus de fabrication des systèmes photovoltaïques  

1 Etape 1 : Raffinage du silicium. 
1.1. De la silice au silicium métallurgique . 
1.2. Du silicium métallurgique au silicium solaire. 
2 Fabrication des plaques, cellules et modules photovoltaïques . 
2.1. Etape 2 : Cristallisation du silicium et mise en forme des plaques . 
2.2. Etape 3 : Fabrication des cellules. 
2.3. Etape 4 : Assemblage des modules. 

Partie 2 : Impact environnemental des systèmes photovoltaïques

1 Contexte et périmètre des études .
2 Données d’inventaire du cycle de vie . 
2.1. Tableau synthétique . 
2.2. Energie et matériaux. 
2.3. Produits chimiques et rejets .  
3 Résultats de l’analyse du cycle de vie. 
3.1. Demande cumulée en énergie primaire . 
3.2. Temps de retour énergétique. 
3.3. Effet de serre . 
4 Voies de réduction et bonnes pratiques. 
Conclusion . 
Références. 
Annexe 1 : Démarche bibliographique. 
Annexe 2 : Pureté du silicium .
Annexe 3 : Principe d’une analyse du cycle de vie . 

Anda baru saja membaca artikel yang berkategori Cours de Génie Electrique et Électrotechnique / Cours de Physique dengan judul Cours - Systèmes photovoltaïques : fabrication et impact environnemental. Anda bisa bookmark halaman ini dengan URL http://cours-scientifiques-libres.blogspot.com/2013/01/fabrication-Systemes-photovoltaiques.html. Terima kasih!
Ditulis oleh: younes younes - mardi 1 janvier 2013

Belum ada komentar untuk "Cours - Systèmes photovoltaïques : fabrication et impact environnemental"

Enregistrer un commentaire