Les 4 types d’AMI : Solaire photovoltaïque (IV)
L’Etat a manifesté son intérêt pour le développement d’une filière dans le domaine des technologies et des systèmes photovoltaïques ; Pour cela les démonstrateurs de recherche, les démonstrateurs préindustriels et les plateformes technologiques doivent répondre à au moins l’un des 6 thèmes ci-après.
Les références en terme de pertinence économique à horizon 2020, à appliquer suivant le type de projets sont les suivantes :
• Des coûts de modules photovoltaïques « sortie d’usine » inférieurs à 0,5 €/W ;
• des coûts système en toiture résidentielle installés chez le client inférieurs à 2 €/W ;
• des coûts système au sol installés inférieurs à 1,5 €/W ;
• une fourniture de courant électrique au client final respectant les contraintes de sécurité et continuité d’alimentation, et dont le coût est inférieur à 150 €/MWh en zone moyennement ensoleillée
• 1er thème : développer et valider des dispositifs photovoltaïques innovants :
Le démonstrateur contribue à l’émergence de briques technologiques critiques, propices à l’expansion de l’électricité d’origine photovoltaïque : on citera notamment l’ensemble des matériaux (1) intervenant dans la chaîne de valeur, qu’ils soient photosensibles ou non, les cellules, les modules, les composants d’encapsulation, les composants intégrables dans le processus constructif (bâtiments neuf ou en rénovation). Les développements proposés pourront concerner la validation des performances des dispositifs innovants ou les modes de fabrication en série, y compris les fabrications intégrées (matériaux-cellules-modules). Ces composants (ou bouquets de composants) contribueront à maximiser la valeur de l’énergie fournie par augmentation de performances (rendements et/ou garantie de fourniture) et/ou diminution des coûts de possession des technologies ou des systèmes complets. En particulier, seront privilégiés les projets portant sur les cellules à haut rendement ou sur les couches minces.
• 2ème thème : expérimenter et valider des procédés systèmes ou équipements innovants de fabrication de matériaux, plaquettes, cellules ou modules
Le démonstrateur expérimente, en condition d’usages réels, des éléments, des machines ou des lignes complètes de fabrication de matériaux intervenant dans la chaîne de valeur (matériaux de base, plaquettes, cellules, modules, produits de construction ou sous-systèmes mettant en œuvre matériaux, procédés et logiques de contrôle de fonctionnement optimal). Une fois validés et industrialisés, ces systèmes, procédés ou équipements (2) permettront de réduire le coût de fabrication d’une manière suffisamment répétable pour pouvoir être intégrés sur des sites industriels de fabrication dès l’horizon 2015. Le démonstrateur devra également permettre et / ou être compatible avec des notions d’intégration des procédés de fabrication afin de notamment prendre en compte les questions de disponibilité des matières premières et de recyclage des composants, modules, produits de construction et systèmes photovoltaïques.
Il s’agira de développer les capacités et compétences en conception, développement, tests, fabrication et installation d’équipements de production (et de contrôle de la production) des matériaux, des cellules et des modules et de faciliter le déploiement des opérations d’assemblage, robotisation et intégration des modules. Les procédés de fabrication pourront concerner les cellules et modules destinés aux applications sous concentration. En particulier, seront privilégiés les projets portant sur les cellules à haut rendement ou sur les couches minces.
• 3ème thème : expérimenter et valider des systèmes innovants de production d’électricité d’origine photovoltaïque
Le démonstrateur expérimente, en condition d’usages réels, des assemblages de modules qui, une fois validés et industrialisés, permettent d’engager la transition vers des systèmes de production d’électricité injectée sur le réseau électrique dans des conditions où toute la valeur de l’énergie électrique peut être exprimée. Les systèmes favorisant l’autoconsommation ou/et une consommation directe avec un stockage (3) et une connexion au réseau réduite au minimum sont aussi éligibles. Les centrales d’expérimentation ou de démonstration pourront utiliser des modules classiques ou des composants intégrés à des bâtiments. Une attention particulière sera portée aux coûts de possession (€/kWh) calculés sur la durée de vie totale estimée.
• 4ème thème : expérimenter et valider des modules photovoltaïques et leurs procédés de fabrication ainsi que des systèmes de montage innovants facilitant leur intégration aux bâtiments comme produit de construction
Le démonstrateur expérimente, en condition d’usages réels, des modules ou systèmes photovoltaïques intégrés aux bâtiments qui seront considérés comme produits de construction à part entière (comme par exemple des tuiles ou des façades solaires). Une fois validés et industrialisés, ces dispositifs ou systèmes permettront de réduire le coût au W ou au m2 d’une manière suffisamment significative pour être fabriqués en série et intégrés au bâtiment dès l’horizon 2015. Ils devront également permettre et / ou être compatibles avec l’intégration aux procédés de fabrication afin de prendre en compte les questions de ressources en matière première et de recyclage des composants, modules, produits de construction et systèmes photovoltaïques.
Ce thème a été introduit pour prendre en compte la question de l’intégration aux bâtis de produits de construction intégrant une composante photovoltaïque.
• 5ème thème : expérimenter et valider une démarche complète de management de la performance sur la durée de vie des cellules, modules ou systèmes photovoltaïques
Le démonstrateur intègre des systèmes de mesure du comportement de cellules, modules, produits de construction ou systèmes pour comprendre le fonctionnement en conditions réelles d’exploitation et ainsi maximiser le productible et la durée de vie avec des marges d’incertitude sur les performances acceptables par les plans d’affaires. Des modèles de prédiction des durées de vie peuvent en être déduits ainsi que des stratégies de tests de certification de nouveaux produits qui prennent en compte les contraintes critiques conditionnant les performances de cellules, modules, produits de construction ou systèmes sur leur durée de vie et dans des conditions réelles d’exploitation. On pourra alors en déduire une unité de mesure de la performance tout au long de la vie de technologies qui dépasse les critères (4)encore utilisés à ce jour, et formuler des préconisations visant à maintenir dans le temps les performances du système complet.
• 6ème thème : expérimenter de nouveaux modèles d’affaires pour maximiser la valeur de l’électricité produite au sein du système électrique
Le projet de démonstrateur intègre l’expérimentation de nouveaux modèles d’affaires qui maximisent la valeur de l’électricité produite au-delà d’une valorisation purement énergétique telle que connue à ce jour, et ceci grâce à l’électronique de puissance interfaçant les modules ou systèmes photovoltaïques avec le réseau électrique. Ces démonstrations, qui sont nécessairement de grande échelle, peuvent nécessiter des dérogations aux règles de marché en vigueur de façon à faire des bilans techno-économiques complets incluant les acteurs régulés de transport et distribution d’électricité. In fine, l’objectif est d’expérimenter des modèles d’affaires qui permettraient de réduire notablement la dépendance de la filière aux tarifs d’achat, au-delà de 2015.
Ces thèmes, conformément à la chaîne de valeur, vont du développement et la production de composants et systèmes innovants jusqu’à l’expérimentation de modèles d’affaires permettant, à terme, d’extraire les systèmes photovoltaïques de leur dépendance actuelle aux tarifs d’achat, avec une attention particulière à leur intégration dans des systèmes (réseaux électriques intelligents, enveloppe des bâtiments, etc.).
1- On considère aussi bien les matériaux actifs (par exemple le silicium de qualité solaire) que les matériaux inactifs (par exemple des gaz de réaction pour la nitruration ou encore les polymères de spécialité).
2- Par exemple, des procédés laser innovants ou encore des outils de robotisation.
3- Les travaux sur le stockage proprement dit sont traités dans une feuille de route ad-hoc. Les travaux de développement de solutions de stockage ne sont pas éligibles dans le cadre de cet AMI.
4- Voir par exemple le concept d’Euro-Wirkungsgrad étudié en Allemagne 4 Voir par exemple le concept d’Euro-Wirkungsgrad étudié en Allemagne 4 Voir par exemple le concept d’Euro-Wirkungsgrad étudié en Allemagne
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