La demande en énergie solaire est en augmentation, de plus en plus d’individus et d’industries s’appuyant sur différentes technologies telles que les panneaux photovoltaïques. A l’heure actuelle, les panneaux solaires peuvent fournir une grande quantité d’énergie pour répondre aux besoins essentiels d’un ménage, ce qui lui permet d’être autonome après une courte période de son installation.
L’énergie solaire commence par ailleurs à trouver sa place dans l’univers des transports, avec notamment le développement de voitures fonctionnant avec cette énergie et son expansion aux transports publics, aériens et maritimes. Dans cet article, nous nous pencherons plus particulièrement sur l’usage de panneaux solaires sur les bateaux.
Les panneaux solaires sur les bateaux
L’utilisation de panneau solaire sur un bateau présente un certain nombre d’avantages, dont la réduction des émissions de dioxyde de carbone (CO2), des coûts du carburant ou encore du bruit. L’industrie de l’énergie verte du transport s’est adaptée en développant différentes options solaires à l’endroit des propriétaires de bateaux, en fonction du type de panneau et d’un système de contrôleur de charge.
Les différents types de panneaux pour les bateaux
- Panneaux à façade en verre
Les panneaux à façades en verre sont les modèles les plus appréciés du public étant donné qu’ils offrent davantage de puissance à moindre coût. Ces panneaux photovoltaïques peuvent être de deux types : polycristallins et monocristallins. Le polycristallin est le moins cher, mais son efficacité en termes de conversion énergétique est plus faible. Par conséquent, il a beau être volumineux, il ne fonctionne pas toujours aussi bien par temps chauds. Le monocristallin coûte plus cher, mais il s’avère bien plus performant par temps ensoleillés comme par temps nuageux – cela révèle la capacité de la batterie à « emmagasiner » l’énergie solaire captée durant la journée.
- Panneaux polycarbonates
Ces modèles sont les plus chers du marché et utilisent généralement la technologique polycristalline. Cependant, ils sont légèrement flexibles et peuvent être fixés avec un adhésif en silicone. Les panneaux polycarbonates s’avèrent pratiques pour les bateaux comme les yachts.
- Panneaux solaires (entièrement) flexibles
Auparavant, ils étaient limités à la technologie solaire « amorphe », comme dans nos calculatrices.
Le contrôleur de charge solaire
Le régulateur de charge solaire est nécessaire pour connecter les panneaux photovoltaïques aux batteries et surtout éviter toute surcharge. Ils existent plusieurs types de contrôleur de charge solaire :
- Régulateur de charge solaire de base
Ce régulateur utilise la modulation de largeur d’impulsion (PMW, pour pulse with modulation), une technique utilisée pour coder les informations de transmission, permettant de contrôler la puissance fournie aux dispositifs électriques, en particulier aux charges inertielles telles que les moteurs. Ces contrôleurs sont simplistes dans leur conception, ils sont donc les moins chers du marchés.
- Régulateur de milieu de gamme
Le régulateur utilise la technologie PMW, mais est équipé d’affichage à cristaux liquides indiquant l’état de charge et l’état de la batterie, et permet un meilleur contrôle des paramètres du système.
- Régulateur MPPT
MPPT, pour maximum power point tracking ou suivi du point de puissance maximale. Ce modèle est le plus onéreux que l’on puisse trouver sur le marché. Il présente surtout l’avantage de maximiser consommation d’énergie en fonction des performances de chaque panneau.
L’installation des panneaux solaires sur les bateaux
Plusieurs facteurs doivent être pris en considération lors de l’installation des panneaux sur les bateaux. Le manque d’espace est l’un des principaux obstacles. Les panneaux solaires sont au demeurant suffisamment spacieux pour qu’on puisse littéralement marcher dessus. Certains modèles sont par ailleurs conçus pour qu’on puisse les accrocher au mât, optimisant ainsi tout l’espace disponible. Sur des bateaux plus grands et donc plus spacieux, vous pouvez installer des panneaux à façade en verre, qui offrent plus d’énergie à moindre coût.
Comme pour toutes les autres installations solaires, celle des panneaux pour bateaux doit suivre plusieurs étapes :
- La première étape du processus d’installation serait une évaluation énergétique du bateau, dans laquelle il est déterminé la qualité d’énergie utilisée quotidiennement sur l’embarcation.
- L’utilisation de ces informations permet de déterminer la quantité d’énergie que les panneaux solaires sont censés fournir et donc de déterminer leur taille.
- Enfin, choisissez les types de panneaux à installer : panneaux à façade en verre, en polycarbonate ou entièrement flexibles.
Les avantages des panneaux solaires pour bateaux
Grâce à l’installation de panneaux solaires, les coûts de maintenance et d’exploitation d’un bateau pourraient être réduits de façon considérable. Si un système solaire performant est installé, l’embarcation pourrait devenir autonome, éliminant ou réduisant significativement le coût du carburant. La charge sur le groupe sera en outre réduite, ce qui est plus facile et moins onéreux que de générer plus d’énergie. Les émissions de dioxyde de carbone seront également réduites, l’énergie solaire figurant parmi l’une des principales solutions dans la lutte contre le réchauffement climatique – plus largement, plus il y a de bateaux fonctionnant à l’énergie solaire, moins le monde du transport sera dépendant des énergies carbonées. Le bruit sera par ailleurs considérablement réduit.
L’amélioration de l’efficacité des panneaux solaires constitue la première de toute mise à niveau du système d’alimentation. Un choix judicieux des appareils à alimenter permet de réaliser des économies considérables sur la demande énergétique quotidienne. Une stratégie d’alimentation à haute efficacité énergétique nécessite un parc de batteries beaucoup plus petit, des panneaux solaires moins encombrants, des éoliennes plus petites, des câbles plus petits et un poids total du système nettement inférieur.
Les inconvénients de l’énergie solaire (de manière générale)
Dans un souci d’apporter une logique contradictoire, il convient de relever quelques arguments qui font en défaveur de l’énergie solaire.
- L’impossibilité de convertir toute l’énergie solaire
Même si les panneaux solaires deviennent de plus en plus efficaces grâce à des innovations dans les matériaux et la conception de cellules solaires, ils n’ont encore qu’un rendement d’environ 21.5 % (pour les modules solaires commerciaux largement disponibles), ce qui veut dire qu’ils ne peuvent convertir qu’environ un cinquième de l’énergie solaire produite.
Cependant, pour situer ce chiffre dans un contexte auquel nous pouvons rattacher, les moteurs de voitures modernes fonctionnant à l’essence ne sont efficaces que dans environ 25 à 30 % des cas – le reste de l’énergie consommée dans les moteurs à essence étant simplement libéré sous forme de chaleur. Néanmoins, avec les panneaux photovoltaïques, toute énergie solaire non récupérée n’est ni détruite ni gaspillée, et n’a pas d’incidence sur aucune autre activité sur Terre (contrairement aux émissions et à la chaleur dégagées chaque jour par les voitures et les camions fonctionnant à l’énergie fossile).
Outre les limites de l’efficacité des panneaux solaires – qui ne sont pas vraiment un inconvénient, car ces panneaux sont déjà suffisamment efficaces pour concurrencer les coûts du réseau –, il est tout impossible de capter la très grande quantité d’énergie que produit le soleil chaque jour, faute de panneaux suffisamment nombreux. Cela peut sembler idiot, mais si les véhicules fonctionnant à l’énergie fossile continuent d’être prédominants, c’est surtout parce que, contrairement aux énergies renouvelables, des infrastructures complètes et solides existent pour la production du pétrole.
- L’impossibilité de tout stocker
Parce que la plupart des panneaux solaires domestiques sont connectés au réseau, pour une bonne raison (et au bénéfice des propriétaires, qui peuvent « vendre » leur production excédentaire), et parce que les batteries de stockage restent chères, les maisons ne sont pas en mesure de stocker l’énergie produite par leurs propres panneaux.
La technologie des batteries évolue rapidement, mais le stockage à grande échelle abordable de l’énergie solaire à la maison n’est pas encore au point. Cependant, avec la récente révolution des véhicules électriques (et avec la demande croissante pour les appareils mobiles), la technologie de la batterie développée actuelle pourrait alimenter les maisons dans un avenir relativement proche. Et même si ces dispositifs de stockage d’énergie résidentiels n’étaient capables d’emmagasiner que quelques heures d’électricité pour une maison moyenne, ils pourraient servir de tampon supplémentaire pour les coûts pendant les périodes de pointe, tout en augmentant la quantité d’énergie solaire utilisée directement.
- Les panneaux en panne ne fournissent pas d’énergie
Il est important de rappeler en effet que les foyers utilisant des panneaux solaires, raccordés au réseau parce n’ayant pas de dispositif de stockage efficace, sont vulnérables aussi aux pannes de courant que les autres maisons n’utilisant pas l’énergie solaire. Pour faire simple, quand le réseau tombe en panne, tous les panneaux qui y sont raccordés tombent également en rade, pas parce qu’ils cessent de fonctionner, mais tout simplement parce que le système est conçu comme tel.
Mais cet inconvénient peut être considéré comme mineur pour au moins deux raisons. D’abord, les pannes de courant sont rares dans les pays développés, puis parce que nombreux sont les foyers à disposer d’une source d’alimentation de secours.
- Les coûts initiaux semblent élevés
Parmi les arguments en défaveur de l’énergie solaire, il y a aussi l’affirmation selon laquelle l’installation d’un panneau photovoltaïque domestique peut être « trop chère ». Il s’avère pourtant que l’énergie solaire résidentielle est un bon investissement. Pour résumer donc, le coût élevé peut être perçu comme un désavantage sur le court terme. En revanche, sur le moyen et long terme, la production d’électricité via l’énergie solaire promet un retour d’investissement conséquent pour un ménage et collectivement, cela participe à la lutte contre le réchauffement climatique.
- Les déperditions énergétiques
Les panneaux solaires produisent du courant continu alors que nos maisons sont câblées pour le courant alternatif. Un onduleur est donc nécessaire pour convertir le courant continu en courant alternatif. Et ce processus de conversion, qui gagne en efficacité au fil des années grâce aux innovations technologiques, n’est pas efficace à 100 %, ce qui entraîne des déperditions énergétiques dès le départ, réduisant l’efficacité énergétique du réseau dans son ensemble.
Il est également intéressant de noter que même si nos maisons sont câblées pour le courant alternatif, la plupart de nos appareils plus petits ont besoin d’un courant continu, et convertissent le courant alternatif du foyer en courant continu. Il en résulte une déperdition supplémentaire au cours de ce processus de conversion.
Cet inconvénient ne dépend pas vraiment des panneaux solaires eux-mêmes. En réalité, il s’agit davantage d’un problème de normes et d’infrastructures qui concerne un large éventail d’applications.
Pour résumer cet article, l’énergie solaire présente effectivement un certain nombre d’inconvénients. Mais dans de nombreux cas, ces inconvénients sont simplement perçus, et non réels et objectifs, avec le rythme rapide des progrès de la technologie solaire, d’autant que certaines limites sont déjà ou en passe d’être résolues.