développement de l`énergie solaire

DÉVELOPPEMENT DE L’ÉNERGIE SOLAIRE
7 novembre 2007
Demande R-3671-2008
AEE-9, Document 4

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ÉLABORATION DE PROGRAMMES EN ÉNERGIE SOLAIRE
PRÉAMBULE
Sommaire
1. Technologies solaires
1.1 Principales technologies et applications
1.1.1 Énergie solaire passive
1.1.2 Énergie solaire active
1.1.2.1 Solaire thermique
1.1.2.2 Solaire photovoltaïque
1.2 Aspects technico-économiques
1.2.1 Systèmes passifs
1.2.2 Systèmes actifs
1.2.2.1 Solaire thermique
1.2.2.2 Solaire photovoltaïque
2. Contexte et état de situation
2.1 Potentiels énergétiques et économiques
2.1.1 Systèmes passifs
2.1.2 Systèmes actifs thermiques
2.1.3 Systèmes électriques
2.2 Intégration des systèmes thermiques et électriques
2.3 Principaux intervenants
2.4 Conclusions
3. Balisage
3.1 Expériences acquises et programmes mis en place ailleurs
3.2 Situation au Japon
3.3 Situation en Allemagne
3.4 Situation aux États-Unis
3.5 Situation au Canada
3.6 Transposition au Québec
4. Programmes à mettre en place et développement des marchés
4.1 Programmes proposés
4.2 Ouverture des marchés
4.3 Environnement réglementaire et politique
4.4 Difficultés appréhendées
ANNEXES
1 INNOVATION ET DÉVELOPPEMENT TECHNOLOGIQUE
2 ÉTUDES COMPLÉMENTAIRES
3 BIBLIOGRAPHIE

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Recherche et rédaction :
Benoît Drolet
Consultant
Tél. : [phone]
Courriel : [email protected]

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PRÉAMBULE
Le Soleil est la source de la plupart des formes d’énergie que l’on exploite sur la Terre :
l’énergie de la biomasse provient de son rayonnement capté par les plantes et transformé par
photosynthèse en matière végétale; l’énergie hydraulique a pour origine l’évaporation de l’eau
et le cycle de l’eau dont le rayonnement solaire est aussi la source; l’énergie éolienne vient du
vent produit par l’échauffement différentiel des masses d’air et du sol par le soleil. Les produits
pétroliers et les carburants fossiles sont aussi liés à l’énergie solaire, étant le résultat de la
décomposition de matières organiques.
La Terre reçoit du Soleil en une heure plus d'énergie que la planète en consomme en une
année. La quantité d’énergie solaire qui atteint la Terre représente, à sa surface, une
puissance en moyenne de 1 000 watts par mètre carré (W/m2).
En raison d’un ensoleillement abondant et de conditions climatiques rigoureuses, le Québec
est dans une situation particulièrement avantageuse pour tirer profit de cette énergie. Les
systèmes solaires conçus et adaptés en fonction des conditions rigoureuses peuvent se
rentabiliser plus rapidement que dans les régions du sud, où les besoins en chauffage
(espaces habitables ou eau chaude) sont moindres.
Une comparaison entre quelques villes québécoises et des villes de référence ailleurs dans le
monde, selon l’ensoleillement et les besoins de chauffage, illustre l’intérêt particulier de
l’énergie solaire au Québec.
(Source : Énerconcept)
Afin d’évaluer le potentiel de l’énergie solaire au Québec, une cartographie par satellite de
l’ensoleillement a été faite par le Laboratoire de télédétection de l'Université du Québec à

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Chicoutimi (UQAC), pour le compte du ministère des Ressources naturelles et de la Faune
(MRNF).
Cette cartographie1 donne la moyenne quotidienne du rayonnement solaire global pour chaque
mois (années 1998, 1999 et 2000). Elle montre, par exemple, que pour la plaine du Saint-
Laurent, entre Montréal et Québec, les niveaux de rayonnement solaire sont élevés : ils varient
entre environ 2 kWh/m2 en janvier, 4 kWh/m2 en avril, 6 kWh/m2 en juillet et 2 kWh/m2 en
octobre.
Janvier Avril Juillet Octobre
On peut convertir ce rayonnement en énergie thermique, pour le chauffage de l’air et des
espaces habitables ou de l’eau de consommation domestique (systèmes passifs ou actifs) ou
en électricité (systèmes photovoltaïques).
Parmi les moyens qui permettent de le faire, les systèmes solaires passifs, notamment les
fenêtres à haute efficacité, contribuent à réduire les besoins en chauffage. Les gains d’énergie
solaire passive2, additionnés aux gains thermiques internes, peuvent même représenter jusqu’à
50 % de l’énergie requise pour le chauffage d’une maison. De plus, les systèmes solaires
actifs, faisant appel à des capteurs thermiques, peuvent couvrir jusqu’à 50 % des besoins en
chauffage3 de l’eau de consommation domestique. Ceux qui font appel à des capteurs
photovoltaïques peuvent fournir de l’électricité d’appoint ou alimenter des bâtiments isolés, où il
n’est pas physiquement possible ou trop coûteux de se relier aux réseaux d’énergies
conventionnelles (électricité, gaz naturel).
Toutefois, des coûts relativement élevés et des limitations technologiques entravent le
développement de l'énergie solaire et les consommateurs leur préfèrent d’autres formes
d'énergie, moins coûteuses.
Le présent rapport propose que l’Agence de l’efficacité énergétique mettre en place des
programmes favorisant le développement et l’exploitation de l’énergie solaire. En première
partie, il passe en revue les principales technologies d’énergie solaire applicables au Québec.
En seconde partie, il traite du contexte québécois et des principaux intervenants. En troisième
1 Voir le site Internet du MRNF : http://www.mrn.gouv.qc.ca/energie/innovation/innovation-non-conventionnelles-
cartes.jsp. Des cartes de l’ensoleillement moyen sont aussi disponibles sur le site Internet de Ressources naturelles
Canada (voir : cartes interactives de l’ensoleillement et du potentiel d’énergie solaire photovoltaïque du Canada).
2 Les gains d’énergie solaire correspondent à la quantité de chaleur captée par l’intermédiaire des fenêtres, au cours
de la saison de chauffage. Le gain d’énergie solaire net est égal au gain d’énergie solaire moins les pertes de
chaleur par les fenêtres (source : Agence de l’efficacité énergétique).
3« Guide des énergies vertes pour la maison », Patrick Piro, Terre vivante – L’écologie pratique, 2006.