État actuel de la technologie photovoltaïque mondiale
Le développement des énergies renouvelables est devenu une priorité mondiale pour assurer la transition énergétique et lutter contre le changement climatique. Parmi les technologies renouvelables, la production d'électricité photovoltaïque a connu une croissance rapide ces dernières années, s'imposant comme une source d'énergie propre, sobre en carbone et compétitive dans de nombreux pays. Rien qu'en 2020, le monde a installé 127 GW de nouvelles capacités photovoltaïques, portant la capacité totale installée à 707 GW.
Les cellules solaires en silicium cristallin dominent le marché, mais les technologies émergentes gagnent du terrain.
Les cellules photovoltaïques, composant essentiel de l'industrie solaire, sont classées selon les matériaux et les procédés de fabrication en différentes catégories : silicium cristallin, couches minces, pérovskite et cellules organiques. Les cellules en silicium cristallin, reconnues pour leur rendement de conversion élevé, l'abondance de leurs matières premières et leur innocuité environnementale, demeurent la technologie dominante pour la production à grande échelle.
L'adoption généralisée de la technologie PERC (Passivated Emitter and Rear Cell) a considérablement amélioré le rendement des cellules en silicium cristallin ces dernières années. Parallèlement, les technologies émergentes telles que les cellules pérovskites sont devenues un sujet de recherche majeur à l'échelle mondiale. Ces cellules atteignent en laboratoire des rendements de conversion comparables à ceux du silicium cristallin, et bien que leur industrialisation progresse, des défis subsistent quant à leur mise à l'échelle et à la garantie de leur stabilité à long terme.
Systèmes photovoltaïques améliorés et applications diversifiées.
Les systèmes photovoltaïques gagnent en précision et en évolutivité. L'adoption des systèmes 1 500 V surpasse désormais l'ancienne norme 1 000 V, améliorant la sécurité et la fiabilité du réseau tout en optimisant la qualité de l'électricité produite. Les applications intégrées telles que « PV + agriculture », « PV + aquaculture » et « PV + architecture » se développent. Des innovations comme les micro-réseaux et les réseaux intelligents intègrent davantage l'énergie photovoltaïque aux infrastructures électriques traditionnelles.
Tendances mondiales en matière de technologie photovoltaïque
Partout dans le monde, les pays accélèrent l'innovation tout au long de la chaîne de valeur photovoltaïque, une stratégie visant à favoriser l'émergence de nouvelles industries. Les efforts se concentrent sur le développement des matériaux, des procédés de fabrication et des applications des systèmes afin de réduire les coûts et d'améliorer la compétitivité.
Les composants photovoltaïques de base évoluent vers une efficacité accrue et des coûts réduits.
Les cellules en silicium cristallin, bénéficiant d'un écosystème industriel bien établi, continueront de dominer la production. Les améliorations futures porteront sur l'augmentation des rendements de conversion, la réduction de la consommation de matériaux et d'énergie, ainsi que la baisse des coûts de fabrication. Les technologies telles que les cellules solaires pérovskites et tandem représentent la prochaine étape, avec des investissements importants visant à améliorer les performances et la stabilité des dispositifs. Une fois les problèmes d'application à grande échelle et de fiabilité résolus, les cellules pérovskites devraient redéfinir le paysage du marché photovoltaïque.
Élargir les scénarios d'application de la technologie photovoltaïque.
Les pays adaptent les applications photovoltaïques à leurs contextes spécifiques, favorisant des développements tels que le photovoltaïque intégré au bâtiment (PVIB), les centrales solaires flottantes, l'agriculture intégrant le photovoltaïque et les ombrières solaires pour véhicules. Les recherches connexes mettent l'accent sur les produits spécialisés, les technologies de contrôle intégrées et les synergies opérationnelles afin d'améliorer la polyvalence et les performances.
Développement de la technologie photovoltaïque en Chine
Durant le 13e plan quinquennal, la technologie photovoltaïque chinoise a connu des progrès considérables, portés par une expansion rapide du secteur. Les composants clés, tels que les cellules et les modules photovoltaïques, ont atteint des capacités de production parmi les plus élevées au monde, tandis que les équipements de fabrication ont progressé vers une localisation complète. L'intégration de technologies intelligentes dans les systèmes photovoltaïques a permis d'optimiser davantage leurs performances.
Technologies de cellules et de modules photovoltaïques de classe mondiale.
À la fin du 13e plan quinquennal, la Chine est passée des cellules traditionnelles à support aluminium polycristallin aux cellules PERC monocristallines de pointe. Le rendement de conversion moyen des cellules en silicium cristallin est passé de 18,5 % au début de la période à 22,8 %, témoignant d'un progrès considérable dans les technologies de production.
Les technologies émergentes telles que TOPCon (contact passivé par oxyde tunnel), HJT (hétérojonction) et IBC (contact arrière interdigité) sont de plus en plus industrialisées, les entreprises chinoises établissant régulièrement des records mondiaux d'efficacité de production. De même, les progrès réalisés dans le domaine de la technologie pérovskite ont permis aux chercheurs chinois d'égaler les leaders mondiaux en matière d'efficacité de production en laboratoire, et des progrès constants sont en cours vers la commercialisation.
Équipements de fabrication localisés et de pointe.
L'industrie photovoltaïque chinoise est passée d'une production bas de gamme à une production haut de gamme. La personnalisation poussée, l'automatisation et la numérisation transforment ce secteur en un pôle de production intelligent et performant. Les composants clés, tels que les plaquettes de polysilicium, les cellules et les modules, sont désormais majoritairement produits grâce à la technologie nationale.
Des systèmes photovoltaïques plus intelligents et plus efficaces.
Les nouvelles technologies, notamment les systèmes de suivi solaire et les conceptions à 1 500 V, augmentent la puissance de sortie des systèmes photovoltaïques. Les robots intelligents, les drones, l’analyse des mégadonnées et les technologies de communication avancées sont largement utilisés pour l’exploitation et la maintenance des systèmes, ce qui améliore encore leurs performances.
Tendances de la technologie photovoltaïque en Chine
Premier marché mondial du photovoltaïque, la Chine joue un rôle essentiel dans le développement et l'application des nouvelles technologies solaires. À l'avenir, le pays ambitionne de devenir un chef de file mondial de l'innovation dans le domaine des technologies photovoltaïques industrialisées.
Rendements plus élevés pour les cellules photovoltaïques.
Les cellules en silicium cristallin conserveront leur position dominante, la technologie PERC continuant d'évoluer. Les cellules en silicium cristallin de type N, utilisant les technologies TOPCon ou HJT, sont appelées à devenir la prochaine option courante une fois leur rapport coût-efficacité optimisé. Les cellules hautes performances, telles que les cellules pérovskites et les cellules tandem, permettront de réaliser de nouvelles avancées en matière d'efficacité à mesure que l'industrialisation progresse.
Modules améliorés avec une double priorité : efficacité et fiabilité.
Les technologies telles que les modules à demi-cellules, à cellules imbriquées et à barres omnibus multiples devraient se généraliser. Les modules bifaciaux, offrant une production d'énergie supérieure, devraient devenir la norme, grâce notamment aux nouveaux matériaux et techniques d'encapsulation qui améliorent leur durabilité.
Des systèmes photovoltaïques plus intelligents et plus diversifiés.
Les onduleurs évolueront vers des capacités de puissance plus élevées, des opérations intelligentes et une intégration transparente avec le stockage d'énergie. Les innovations dans le domaine du photovoltaïque intégré au bâtiment et d'autres applications nouvelles ouvriront de nouvelles perspectives pour le développement du photovoltaïque, maximisant ainsi son potentiel dans divers contextes.
