Les startups face aux principaux enjeux de l’énergie solaire

By Katerina Mansour - 24 août 2021

Ces dernières années, le recours à l’énergie solaire n’a cessé d’augmenter dans le monde. Le marché de l’énergie solaire était estimé à 50 milliards de dollars en 2019 et devrait atteindre 200 milliards de dollars d’ici 2026, avec un taux de croissance annuel moyen de 20 % entre 2020 et 2026. Si le phénomène a été lent, les lois et réglementations encouragent de plus en plus la transition vers les énergies renouvelables.

De nombreux pays se sont fixé des objectifs et ont pris des engagements en faveur d’une transition vers des énergies plus propres et plus durables. Par exemple, le Royaume-Uni espère atteindre zéro émission nette d’ici 2050 (c’est-à-dire compenser toutes les émissions de gaz à effet de serre produites par l’homme grâce à des mesures de réduction). La Suède vise à produire 100 % d’énergie propre d’ici 2040. Bien sûr, 193 pays ont également adopté les 17 objectifs de développement durable de l’ONU en 2015. Ces objectifs comprennent entre autres :

  • une énergie propre et abordable
  • des villes et communautés durables
  • des actions pour le climat

Toutefois, et sans surprise, la transition vers les énergies renouvelables s’accompagne d’importants défis à relever. Voici donc notre tour d’horizon des tendances en matière d’énergie solaire ponctué des initiatives des startups pour surmonter les principaux obstacles à son adoption.

Répondre aux craintes relatives à l’efficacité

L’efficacité des panneaux solaires peut varier en raison de nombreux facteurs :

  • la lumière solaire disponible,
  • l’excès de chaleur,
  • la saleté,
  • la poussière,
  • les matériaux des panneaux,
  • la conception…

Les chercheurs et les acteurs du secteur citent des chiffres variables concernant l’efficacité moyenne d’un panneau solaire. Les estimations oscillent généralement entre 10 et 22 %.

La limite de Shockley-Queisser indique en effet que le rendement théorique maximal de la conversion solaire pour une cellule photovoltaïque à jonction p-n unique est de 33,7 % dans des conditions d’ensoleillement typiques. Les scientifiques ont exploré de multiples façons de résoudre ce problème, comme l’utilisation de cellules photovoltaïques à jonctions multiples. La nécessité de mener de telles recherches montre bien que les panneaux solaires ont leurs limites.

Les scientifiques, les chercheurs et les ingénieurs du monde entier ont essayé de battre des records pour améliorer l’efficacité de ces panneaux. Cependant, atteindre une conversion énergétique de 100 % reste tout simplement impossible. Dans ce contexte, les startups font partie des nombreux acteurs qui tentent d’améliorer l’efficacité des panneaux solaires autant que possible.

Zoom sur les startups notées par Early Metrics

La startup notée Pellucere développe des revêtements optiques avancés. Le produit phare de la startup, MoreSun, comprend un revêtement solaire exclusif et un système d’application qui ajoutent un écran de silice anti-reflets et anti-salissures aux panneaux solaires. Les tests sur le terrain de la solution de la startup ont montré des gains d’énergie allant de 3,5 % à 4,1 %.

Solar Bankers, qui développe un film photovoltaïque holographique, est une autre startup digne d’intérêt figurant dans notre base de données. Cette membrane sépare la lumière en différentes longueurs d’onde et ne conserve que celles qui sont nécessaires à la production d’énergie. Les autres sont diffractées pour éviter la surchauffe. Le produit réduit également la sédimentation du sable et de la poussière. Toutes ces propriétés permettent d’augmenter l’efficacité des panneaux solaires.

Surmonter les appréhensions liées à la fiabilité

La fiabilité des panneaux solaires est étroitement liée à la question de l’efficacité. Par définition, ils dépendent de la lumière du soleil pour fonctionner. Par conséquent, tout changement dans la disponibilité et l’intensité de la lumière solaire a un impact. La nuit, le temps couvert et les tempêtes peuvent donc devenir un défi.

Néanmoins, la technologie s’est attaquée à ce problème avec des options de stockage sur batterie pour les systèmes hors réseau. En stockant l’énergie solaire excédentaire dans des batteries, l’énergie peut continuer à être distribuée lorsqu’il n’y a pas de soleil pour alimenter les panneaux. Il convient de noter que ce processus est déjà disponible pour les systèmes en réseau.

Dans l’ensemble, beaucoup pensent que la question de la fiabilité ne sera pas durable, étant donné les progrès des options de stockage et la baisse du coût de ces solutions. Il n’en reste pas moins que c’est l’une des préoccupations les plus courantes lorsqu’on parle de l’adoption de l’énergie solaire.

Zoom sur les startups notées par Early Metrics

Pika Energy, solution de stockage par batterie

Pika Energy offre une plateforme complète dédiée à la gestion et au stockage de l’énergie. L’onduleur de la startup assure un flux d’énergie efficace entre la batterie intelligente, les cellules solaires et le bâtiment, permettant l’arbitrage des tarifs. La batterie est résiliente face aux événements environnementaux qui coupent l’alimentation électrique. Les utilisateurs bénéficient d’une application web et mobile pour consulter les informations relatives à la consommation d’énergie du système ou du ménage. Pika Energy s’est également classée dans le top 5 % des startups notées par Early Metrics en 2019.

Sur le même segment de marché, Kemiwatt vend une batterie à flux qui peut stocker l’électricité provenant de sources renouvelables. Cette batterie liquide est composée d’un électrolyte non corrosif et biodégradable qui stocke puis libère l’énergie. Elle permet aux industriels et aux collectivités locales de stocker de l’énergie pour des durées plus longues. La batterie a été initialement développée à l’Université de Rennes 1 et Kemiwatt utilise le brevet détenu par la SATT Ouest Valorisation.

Éviter les problèmes de forme, de taille et d’emplacement

Il existe plusieurs problèmes liés à la zone d’installation des panneaux solaires. Ils peuvent occuper une quantité considérable d’espace et leur forme peut limiter les options quant à l’endroit où les installer.

Les toits sont l’endroit idéal pour l’installation de panneaux solaires, en particulier dans les zones résidentielles et/ou urbaines. Toutefois, tous les toits ne sont pas compatibles avec la taille et la forme habituelles des panneaux solaires. En outre, pour certains bâtiments (grands complexes d’appartements, tours, etc.), le toit n’offre pas suffisamment d’espace pour le nombre de panneaux solaires nécessaires.

Lorsque le toit n’est pas une option pour les panneaux solaires, un placement sur les façades ou sur le sol peut être envisagé. Mais un autre problème se pose alors : nombreux sont ceux qui trouvent les panneaux solaires peu attrayants, ce qui est un facteur assez important à prendre en compte dans l’immobilier. Des startups ont développé des solutions pour tous ces problèmes d’installation, afin de rendre les panneaux solaires plus adaptables à différentes situations.

Zoom sur les startups notées par Early Metrics

Parmi nos startups les mieux notées, SolarGaps développe des stores solaires intelligents pour les ménages et les bâtiments commerciaux afin d’utiliser les surfaces des fenêtres pour générer de l’énergie verte. Les stores de la startup suivent automatiquement le soleil pour ajuster leur angle. Les stores génèrent de l’énergie qui est ensuite convertie et envoyée au réseau. L’énergie peut alors être utilisée pour alimenter les appareils du bâtiment.

Projet Solaxess à Männedorf, en Suisse

Une autre startup notée mérite d’être mentionnée : Solaxess. Elle développe des films blancs et colorés pour rendre les modules photovoltaïques plus esthétiques. Grâce à un mélange de couches métalliques et de polymères, les films nano-technologiques recouvrent la surface des panneaux bleu foncé (dus au silicium) et laissent passer la lumière afin de continuer à produire de l’énergie. Grâce à cette solution, les façades des bâtiments peuvent intégrer des panneaux solaires sans nuire à l’attrait du bâtiment.

Enfin, Naked Energy conçoit des capteurs solaires thermiques qui génèrent plus d’énergie et utilisent moins d’espace que les générateurs traditionnels, et ce à moindre coût. Le produit de Naked Energy, Virtu PVT, est un panneau solaire hybride modulaire breveté qui produit à la fois de l’électricité et de la chaleur pour des applications commerciales et résidentielles.

L’appétit du marché pour les startups de l’énergie solaire

Malgré les enjeux mentionnés ci-dessus, l’énergie solaire est l’une des options les plus viables en matière d’énergie renouvelable. Les acteurs de ce marché se tournent de plus en plus vers les startups pour trouver des solutions innovantes afin d’améliorer l’efficacité, la fiabilité et les problèmes d’installation des panneaux.

En effet, les opportunités de financement se multiplient. Les investisseurs se sont mis à créer des fonds qui soutiennent les startups dans ce domaine. Au début de l’année, Energy Transition Ventures a annoncé la création d’un fonds de 75 millions de dollars pour les startups qui contribuent à la transition des combustibles fossiles vers les énergies propres. En outre, les startups concluent des tours de financement de plus en plus importants. En mai 2021, Aurora Solar, un éditeur de logiciels de conception solaire, a atteint une valorisation de 2 milliards de dollars grâce à un tour de financement de série C de 250 millions de dollars. Enfin, les investissements mondiaux soulignent à quel point le passage aux énergies renouvelables est répandu : les investissements mondiaux dans l’énergie solaire ont atteint 141 milliards de dollars en 2019.

Traduit de l’anglais par Julie Durban

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