Les panneaux solaires sur les toits sont jusqu'à 79 % moins chers qu'en 2010. Ces coûts en chute libre ont rendu les panneaux solaires photovoltaïques sur les toits encore plus attrayants pour les ménages et les entreprises qui souhaitent réduire leur dépendance aux réseaux électriques tout en réduisant leur empreinte carbone .
Mais y a-t-il suffisamment de surfaces de toit pour que cette technologie génère une énergie abordable et à faible émission de carbone pour tous ceux qui en ont besoin ? Après tout, ce ne sont pas seulement les gens qui possèdent leur propre maison et veulent réduire leurs factures qui ont besoin de solutions comme celle-ci. Environ 800 millions de personnes dans le monde sont privées d'un accès adéquat à l'électricité.
Notre nouvel article dans Nature Communications présente une évaluation globale du nombre de panneaux solaires sur les toits dont nous aurions besoin pour générer suffisamment d'énergie renouvelable pour le monde entier – et où nous aurions besoin de les placer. Notre étude est la première à fournir une carte aussi détaillée du potentiel solaire mondial des toits, évaluant la superficie des toits et la couverture solaire à des échelles allant des villes aux continents.
Nous avons découvert que nous n'aurions besoin que de 50 % des toits du monde pour être recouverts de panneaux solaires afin de fournir suffisamment d'électricité pour répondre aux besoins annuels du monde .
Méthode
Nous avons conçu un programme qui a incorporé les données de plus de 300 millions de bâtiments et analysé 50,1 millions de miles carrés (130 millions de kilomètres carrés) de terres, soit la quasi-totalité de la superficie terrestre de la planète. Cela a estimé la quantité d'énergie pouvant être produite à partir des 0,07 million de miles carrés (0,2 million de kilomètres carrés) de toits présents sur ce terrain, une superficie à peu près de la même taille que le Royaume-Uni.
Nous avons ensuite calculé les potentiels de production d'électricité à partir de ces toits en regardant leur emplacement. En général, les toits situés à des latitudes plus élevées, comme dans le nord de l'Europe ou au Canada, peuvent varier jusqu'à 40 % dans leur potentiel de production tout au long de l'année, en raison des grandes différences d'ensoleillement entre l'hiver et l'été. Les toits près de l'équateur, cependant, ne varient généralement en potentiel de production que d'environ 1% au fil des saisons, car l'ensoleillement est beaucoup plus constant.
Ceci est important car ces grandes variations du potentiel mensuel peuvent avoir un impact significatif sur la fiabilité de l'électricité solaire dans cette région. Cela signifie que les endroits où la lumière du soleil est plus irrégulière nécessitent des solutions de stockage d' énergie , ce qui augmente les coûts d'électricité.
Points chauds
Nos résultats ont mis en évidence trois points chauds potentiels pour la production d'énergie solaire sur les toits : l'Asie, l'Europe et l'Amérique du Nord.
Parmi ceux-ci, l'Asie semble être l'endroit le moins cher pour installer des panneaux, où - dans des pays comme l'Inde et la Chine - un kilowattheure (kWh) d'électricité, ou environ 48 heures d'utilisation de votre ordinateur portable, peut être produit pour seulement 0,05 pence (0,00068 $). ). C'est grâce à des coûts de fabrication de panneaux bon marché, ainsi qu'à des climats plus ensoleillés.
Pendant ce temps, les pays les plus coûteux pour la mise en œuvre de l'énergie solaire sur les toits sont les États-Unis, le Japon et le Royaume-Uni. L'Europe occupe le juste milieu, avec des coûts moyens sur le continent d'environ 0,096 pence (0,0013 $) par kWh.
Les panneaux solaires sur les toits semblent être aussi utiles dans les zones à faible population que dans les centres urbains. Pour ceux qui vivent dans des zones reculées, les panneaux aident à compléter ou même à remplacer l'approvisionnement des réseaux locaux potentiellement peu fiables. Et pour ceux qui vivent dans les villes, les panneaux peuvent réduire considérablement la pollution de l'air causée par la combustion de combustibles fossiles pour l'énergie.
Il est essentiel de souligner que l'approvisionnement mondial en électricité ne peut pas reposer sur une seule source de production pour répondre aux besoins de milliards de personnes. Et, grâce aux conditions météorologiques changeantes et au cycle jour/nuit de notre planète, une inadéquation entre la demande et l'offre d'énergie solaire est inévitable.
L'équipement nécessaire pour stocker l'énergie solaire en cas de besoin est encore extrêmement coûteux . De plus, les panneaux solaires ne seront pas en mesure de fournir suffisamment d'énergie pour certaines industries. La fabrication lourde et le traitement des métaux, par exemple, nécessitent des courants très importants et une livraison d'électricité spécialisée, que l'énergie solaire ne sera pas encore en mesure de fournir.
Malgré cela, l'énergie solaire sur les toits a un énorme potentiel pour réduire la pauvreté énergétique et remettre une énergie propre et non polluante entre les mains des consommateurs du monde entier. Si les coûts de l'énergie solaire continuent de baisser , les panneaux de toiture pourraient être l'un des meilleurs outils pour décarboner notre approvisionnement en électricité.
Siddharth Joshi est titulaire d' un doctorat. étudiant en ingénierie énergétique globale à l'University College Cork en Irlande.
James Glynn est chercheur principal en modélisation des systèmes énergétiques au Center on Global Energy Policy de l'Université Columbia.
Shivika Mittal est chercheuse associée en modélisation des systèmes énergétiques à l'Imperial College de Londres.
Cet article est republié à partir de The Conversation sous une licence Creative Commons. Vous pouvez trouver l' article original ici.
