Grâce aux améliorations remarquables de ses taux de conversion, l’énergie photovoltaïque (PV) présente un potentiel de développement réel en tant que source d’appoint pour des applications particulières. Son utilisation à grande échelle reste toutefois bloquée par la très faible densité des flux du rayonnement solaire.

Explication: à raison d’une irradiation solaire moyenne de 1000 watts par mètre carré (W/m²) et malgré des durées d’insolation comprises entre 1750 et 3000 heures par année en Europe, la densité du flux solaire sous nos latitudes serait théoriquement de 200 à 350 W/m². Même si toute l’énergie ainsi captée pouvait être directement convertie en électricité, elle n’alimenterait, par mètre carré, que deux ampoules de 100 watts, et cela dans la journée seulement.

Compte tenu des lois de la thermodynamique, le rayonnement ne peut pas être converti totalement en électricité. On le voit à l’exemple de la dernière centrale solaire américaine Nevada Solar One, qui aligne des miroirs paraboliques dernier cri de la société allemande Schott, avec des récepteurs sous vide et des vitrages avec aciers spéciaux. Malgré sa capacité de 64 mégawatts-crête sous le soleil de midi, sa puissance moyenne équivalente effectivement disponible reste inférieure à 15 MW. Répartie sur les 1,3 million de mètres carrés de captage, la capacité effective atteint tout juste 11,4 W/m2, permettant la production d’électricité de quelque 100 kWh/m² et par année.

En clair, la différence entre le potentiel théorique et la pratique technologique se traduit par l’utilisation de 9 mètres carrés pour alimenter une seule ampoule de 100 watts. En France, on n’en n’est même pas encore là. La nouvelle centrale photovoltaïque montée sur le toit de l’hypermarché Carrefour, à Nîmes, réalisée avec des modules en couches très minces mais de moindre rendement, présente une capacité effective de 3,8 W/m². Autrement dit, 16 m² sont nécessaires pour alimenter une ampoule de 60 W.