Institut Fraunhofer : un TRE du PV de 45 + analyse

Un article en anglais qui explique que les études sur le TRE du photovoltaïque sont anciennes et que en fait le PV est excellent.

Pour rappel, une société occidentale carbure à un TRE moyen utile pondéré (*) de 30-35 et le monde a un TRE de ~20

  • TRE MUP = (quantité de chaleur * TRE chaleur + quantité d’électricité * TRE électricité + quantité de force mécanique * TRE force mécanique) / quantité d’énergie totale (chaleur+élec+Fméca)
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Et une analyse cachée ci-dessous.
Je la cache pour que chacun puisse se faire son idée.

ANALYSE

En étant conservateur (toptimiste donc), j’obtiens pour la Belgique et nord de la France pour un PV :

  • EROI de 12 pour une exploitation de 20 ans
  • EROI de 18 pour une exploitation de 30 ans
  • j’utilisais déjà 4g/Wp comme donnée d’entrée
  • je ne considérais pas les pertes réseaux et de l’onduleur

Comme remarques :

  1. Le fait qu’il y ait moins de grammes n’implique pas forcément que l’énergie de fabrication soit réduite et certainement pas de manière proportionnelle car :
  • le silicium SG (solar grade : avec une pureté de 99,9999%) représente 5% du poids mais 50% du coût énergétique. Néanmoins, il faut donc toujours faire du verre, de l’aluminium et compagnie.
  • un wafer plus fin a peut-être nécessité un traitement physico-chimique supplémentaire (énergie en plus donc) pour qu’il soit plus résistant
  • un wafer plus fin implique que pour un même lingot de silicium, on a plus de sciage et donc potentiellement plus de pertes

Donc moins de matière = une possible réduction de l’énergie de fabrication mais pas dans des proportions énormes.

  1. Si l’insolation annuelle est élevée, le climat est sec et donc il y a plus de poussières et moins de pluie pour nettoyer
  2. Les rendements de conversions énergie solaire => électricité décroissent avec la température. En plus (mais il faudrait que je vérifie), une température élevée réduit la durée de vie du panneau.

La production d’énergie n’est donc pas proportionnelle avec l’insolation

  1. le prix de vente n’est pas un argument. Il ne l’est que dans un marché libre et non-faussé ce qui n’est absolument pas le cas ici.
    La chine a un quasi monopole
    les aides et primes faussent le marché
    les PV sont fabriqués avec du charbon qui est une source de chaleur (métallurgie) presque gratuite surtout quand on veut faire du dumping mais dans ce cadre-ci, je ne peux que faire des suppositions.

  2. le calcul du EROI sur les autres technologies est faux => Gallium, Tellure, Indium
    Ce sont des sous-produits d’une autre industrie et l’énergie de fabrication sont donc repris par le produit de base. La quantité disponible est donc très très limitée.

Le gallium est un sous-produit de l’aluminium. Il faut donc fabriquer une quantité énorme d’aluminium pour avoir un peu de gallium.

  1. Le fait que la capacité augmente n’est pas un argument. Le fait que tout le monde pense que c’est vrai ne le rend pas vrai #Gallilée

  2. les concentrateurs : je n’ai jamais fait l’exercice donc je n’ai pas d’avis sur la question hormis le lien avec la chaleur ci-avant

  3. l’efficacité de conversion n’est pas un argument car on ne sait pas l’énergie qu’on a du mettre en plus dans le procédé de fabrication

  4. tout les calculs se font avec le meilleur angle d’incidence possible, ceci concentre la production et rend donc le stockage problématique.

  5. slide 33

  • on ne sait pas si ils considèrent 20 ou 30 ans d’exploitation mais je dirais 30 années
  • ca donne un EROI de 30 dans le sud de l’Europe et je pourrais être d’accord avec ça mais uniquement en théorie (cf. tous les points ci-avants)
  1. la pollution atmosphérique : idem poussière et en Inde, ca doit pas être terrible

CONCLUSION :

Il serait en théorie possible d’avoir des EROI très élevés dans certains cas et conditions spécifiques et d’atteindre des EROI intéressants.

En Inde par exemple, si on a des insolations élevées entrecoupées de pluies intenses mais brèves et que l’on se situe hors d’une ville (pollution) et que le panneau dure bien 30 ans et que l’angle d’incidence est parfait et que l’on ne doit pas stocker et que l’onduleur tient la route (dans les conditions climatiques du pays) que tout se passe comme prévu ALORS oui, on peut atteindre un 40-45 de EROI.

Est-ce qu’on pourra installer une puissance importante dans les mêmes conditions : c’est très peu probable.

Par contre, tout ce qui a un bon EROI est bon à prendre même si la quantité totale est limitée.

Mais en pratique, ca ne fonctionne pas forcément aussi bien et donc en ajoutant les contraintes de la vrai vie :

  • stockage combiné à une production très concentrée intra journalière et sur l’année
  • onduleur (énergie de fabrication et perte)
  • chaleur importante
  • poussière et pollution
  • conditions climatiques hors norme
  • une durée de vie de 30 ans ou plus à confirmer
  • l’énergie de fabrication des matériaux de la structure si les PV ne sont pas mis en toiture (et toiture = chaleur plus importante)

Le cas d’étude des centrales solaires à concentration (avec miroirs) montre que la pratique ne colle pas trop avec la théorie.

C’est comme pour l’éolien, on a des éoliennes avec des EROI de 50-60 mais en moyenne on est sur du 20-25 et ca va continuer à décroitre à cause du cherry picking.

attention un EROI élevé permet de maintenir le niveau de vie actuel mais permet également aussi de continuer à défoncer la planète.

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Sur 50 slides le ctrl f me donne 2 mentions du mot « storage » et 1 du mot « battery »/« batteries ». Donc mon café à 17h30 le 20 Décembre on va avoir du mal sans pilotable derrière.

Toujours le même constat, content de voir la techno progresser, maintenant il faut l’intégrer proprement au système de production/demande et on verra si son utilisation est réaliste (sans parler d’EROI, je voudrais parler en nombre de cafés nocturnes). :thinking:

Je ne suis pas du tout si spécialiste, mais je rajouterais que quand la production pic (en cumul avec autres sources) approche ou dépasse les besoins instantanés, on doit stocker ou écréter et le tre s’écroule… non?

Comme toujours, c est un calcul théorique sans compter toute l energie utilisée pour transporter le PV transporter l energie…

Ca dépend de beaucoup de paramètres, de facteurs et de l’usage.
La réponse va de : « ça va encore » à « KO sysmique ».

A la louche et sans calcul je considérerais de 25% à 50% de pertes

L’article est très « Pro PV » donc ils évitent de se tirer une balle dans le pied.

  • et sinon les batteries ?
  • oh mon dieu, là-bas, une licorne ! (vite, fuyons)
  • :running_man: :running_woman:

Théorique : très clairement
Le transport aussi surprenant que ca puisse paraître peut être négligé en première approximation (<1% si c’est bien géré). Après, ca vient se rajouter au reste mais comme toutes les autres technos qui nécessite forcément du transport à un moment ou à un autre.

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C’est assez dingue les progrès faits sur le PV en si peu de temps, ça me rappelle le milieu des semi-conducteurs. Ca doit être stressant de travailler dans ce domaine, la chute du prix a dû tuer plus d’une entreprise. Certains disent que ça va être la même chose pour les batteries.

Sur le EROI personnellement je n’ai peu ou pas d’avis tant qu’on ne met pas la feuille excel en copie et qu’il n’y a pas l’embryon d’une étude de sensibilité de quelques paramètres (j’ai essayé de trouver la source, chou blanc).

Sur l’énergie grise des wafers de Si :

En fait elle ne baisse plus pas grâce de la diminution d’épaisseur des wafers (on le voit sur la courbe) mais surtout par les progrès dans les techniques de découpe qui provoquent moins de pertes.

Mais sinon, je rejoins tout le monde sur le fait qu’il s’agit d’une « étude » hors du monde réel…

Le prix n’a strictement aucune espèce d’importance, je ne le répèterai jamais assez !
La chute est uniquement due aux mécanismes de marché, une mauvaise compréhension du problème et au prix pas cher du charbon (chaleur)

  1. J’ai mis à plusieurs reprises un fichier excel sur le forum, je le remets tantôt et si j’ai le temps j’actualiserai si nécessaire.
  2. je ne suis pas pro-photovoltaïque (sans blague :rofl:) et je suis théoriquement d’accord avec leurs résultats. cf. analyse ci-avant.

Je sais mais comme aucune indication n’est donnée à ce sujet dans l’article, je soulevais le point pour que les gens du forum puissent y réfléchir par eux-même #donneunpoissonoudonneunecanneàpèche.
Et de toute manière, c’est plus compliqué que ça ^^

Découpe plus fine mais :

  • quid échauffement et traitement supplémentaire ?
  • qui technique et énergie nécessaire et matériaux utilisés ?
  • quid gain ?
  • quid quid j’ai envie de dire :wink:

Rejoignons-nous !
Un TRE pour les gouverner tous et dans les ténèbres les lier (quand y a pas de soleil ou de vent)

Le taux de retour énergétique (EROEI) de l’énergie solaire serait compris entre 22 et 52 pour 1, selon le niveau d’ensoleillement du site. Ce sont là les résultats d’une nouvelle étude américaine publiée le 1er juin dans la revue Progress in Photovoltaics. Ces chiffres corroborent ceux de l’étude de l’Institut Fraunhofer, en Allemagne, dont ce blogue a rendu compte en mai. L’étude américaine présente ses calculs de manière plus détaillée que la précédente et montre à quel point l’amélioration des techniques de fabrication des panneaux solaires contribue à ces étonnants gains de rendement.

Plus d’infos:

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Ok intéressant mais rien de neuf sous le soleil :sweat_smile: par rapport à l’étude Fraunhofer, ca reste très théorique et dans le meilleur des cas. J’avais déjà ces résultats mais moins détaillés en 2019-2020

Au pire TRE de 22 c’est quand meme pas mal non ?

C’est un TRE théorique électrique hors pertes de stockage, disons que ça pourrait éventuellement soutenir une société faiblement industrialisée mais pas beaucoup plus. Pour les insolation plus élevées, il y a d’autres problèmes pratiques qui sont gênants. Un PV apprécie assez peu des différences de températures importantes, les hautes températures, l’humidité, la poussière et compagnie créole.

Le plus gros souci du PV, c’est la répartition de sa production annuelle et journalière qui nécessite une grande puissance d’électrolyse ou une grande capacité d’accumulation rapide. Le tout sur de l’inter saisonnier.

C’est rigolo, je viens de finir une analyse sur le sujet justement.

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Une analyse intéressante : Negative energy return of solar PV in Northern Europe | Peak Energy & Resources, Climate Change, and the Preservation of Knowledge
Il y a eu une controverse scientifique, notamment sur ce qui doit être pris en compte pour l’EROI. Les liens sont fournis…; chacun peut se faire son idée.