L’énergie solaire est puissante.
Le soleil est une source d’énergie inestimable que l’homme exploite déjà avec succès. Le potentiel est énorme, car toutes les toitures et façades exposées au soleil peuvent être équipées d’installations photovoltaïques. La production d’électricité peut ainsi être étendue sans qu’il soit nécessaire d’accaparer des terres supplémentaires.
L’électricité solaire a la cote.
À l’heure actuelle, 10 % de l’électricité consommée en Suisse provient déjà de l’énergie du soleil.
Ce n'était pas toujours le cas.
10%
Actuellement, 10 % de la consommation d’électricité suisse
(6 térawattheures, TWh, par an)
1,5
Croissance annuelle absolue
en 2023 (en TWh)
20%
Croissance annuelle relative (2,5 %, près de 20 % en quatre ans)
Utilisons l’énergie solaire.
En Suisse, les premières installations solaires ont été mises en service dans les années 1980. Ces essais ont mis en évidence les possibilités que l’électricité solaire pourrait offrir à l’avenir. C’est ainsi qu’une première phase de développement a été lancée dès les années 1990. Au cours des années suivantes, le photovoltaïque s’est considérablement développé. Le rendement des cellules solaires a augmenté, tandis que les coûts ont fortement baissé.
Depuis 2024, l'électricité solaire fournit en Suisse plus de 10 % des besoins. D'ici 2050, cette part devrait atteindre environ 50 %.
Coûts de production de l’électricité solaire en comparaison avec d’autres sources d’énergie 2009-2023 (prix moyens mondiaux)
Fonctionnement du photovoltaïque
Lorsque les rayons du soleil atteignent une cellule solaire, ils sont transformés en courant continu grâce à l’effet photoélectrique. Un onduleur se charge ensuite de convertir le courant continu en courant alternatif. L’électricité générée peut être consommée directement dans le bâtiment. Si la production est supérieure aux besoins, l’électricité solaire est injectée dans le réseau électrique public. Les possibilités de montage sont les suivantes :
La production d’électricité fonctionne même par temps nuageux
Du courant solaire est produit dès lors que les cellules solaires sont exposées au soleil. La quantité d’électricité produite dépend directement de l’intensité de la lumière du soleil. Même lorsque des nuages masquent le soleil, la production de courant solaire reste possible en quantité réduite.
Un réseau électrique sûr grâce à une production solaire prévisible
Les méthodes de prévision modernes permettent de prédire précisément la quantité d’électricité solaire qui pourra être générée dans les jours à venir. Comme le réseau électrique suisse repose sur un mix de plusieurs sources d’énergie, les jours de faible ensoleillement il est possible d’injecter davantage d’électricité provenant d’autres sources (notamment l’énergie hydraulique). Les méthodes de prévision sont d’ailleurs constamment améliorées, de sorte qu’à l’avenir il sera possible de prévoir encore plus précisément la quantité de courant solaire générée à l’échelle de la Suisse.
Énergie solaire : production et développement
L’électricité solaire est en plein boom.
Les avancées techniques et les développements politiques ont conduit à un boom de l’énergie solaire autour de 2010. Alors que la Suisse ne produisait encore que 94 gigawattheures (GWh) d’électricité solaire en 2010, ce chiffre a considérablement augmenté au cours des années suivantes. En comparaison internationale, la Suisse restait cependant toujours à la traîne. Ce n’est qu’avec l’adoption de la Stratégie énergétique en 2017 que la Suisse est passée à la vitesse supérieure dans le domaine du solaire. En 2022, la production de courant solaire atteignait déjà 3858 GWh. À titre de comparaison, la consommation annuelle de la ville de Zurich s’élève à environ 3000 GWh.
Vidéo : 3S Swiss Solar Solutions
Le secteur connaît actuellement un essor sans précédent
Le volume de courant solaire n’est pas le seul à augmenter continuellement. La Suisse pose également de plus en plus d’installations photovoltaïques (PV). En 2023, un nombre record d’installations photovoltaïques ont été mises en service. Pour la première fois, le développement du parc photovoltaïque a dépassé 1,5 TWh. Et pour 2024, Swissolar table sur une croissance encore plus importante, de l’ordre de 1,7 TWh. Cette progression doit être maintenue, puisque le rythme de développement annuel doit dépasser 2 TWh à partir de 2027. Grâce à cet essor, l’énergie solaire contribue de façon significative à la transition énergétique.
L’électricité solaire peut être stockée
La combinaison du photovoltaïque avec des batteries de stockage a également pris de l’ampleur au cours des dernières années. L’électricité qui n’est pas directement consommée et qui n’est pas injectée dans le réseau peut être stockée pendant plusieurs jours dans des batteries en vue d’une utilisation ultérieure. Les propriétaires d’installations photovoltaïques peuvent ainsi consommer une part plus importante de l’électricité autoproduite. Grâce aux batteries de stockage, l’électricité solaire peut également être utilisée la nuit.
En matière de stockage d’électricité solaire, les véhicules électriques changent considérablement la donne. Les fonctions de charge/décharge bidirectionnelle permettent de stocker l’électricité solaire produite durant la journée dans les voitures électriques et de la restituer au réseau électrique la nuit. Si le recours à ce procédé reste actuellement encore marginal, le stockage dans les batteries des véhicules électriques devrait bientôt être mis en application à grande échelle. Ainsi, et grâce au nombre croissant de personnes optant pour un véhicule électrique, il sera possible de stocker nettement plus d’électricité solaire à l’avenir.
Un secteur très florissant
Avec le fort développement de l’énergie solaire, la demande en personnel qualifié capable d’installer et d’entretenir des systèmes photovoltaïques a augmenté. À l’heure actuelle, le secteur du solaire emploie déjà quelque 10 000 personnes dans toute la Suisse. Et le développement prévu dans les décennies à venir nécessitera encore 10 000 spécialistes supplémentaires. Pour faire face à ces besoins considérables, plusieurs formations initiales et continues ont été mises en place. Cela doit non seulement favoriser l’accès à ce secteur pour les jeunes, mais aussi faciliter la reconversion de personnes travaillant dans d’autres métiers du secteur de la construction.
Quelles formations trouve-t-on dans le secteur de l’énergie solaire ?
Installatrice/installateur solaire CFC / Monteuse/monteur solaire AFP
À partir de l’été 2024, ces cursus développés par Swissolar formeront pour la première fois des apprentis. Outre les travaux de préparation du bâtiment, les professionnels titulaires de ces diplômes s’occupent du montage, de l’entretien et du démontage des installations solaires.
Solarteur
Cette formation continue permet aux professionnels de la construction de se reconvertir rapidement dans le secteur de l’énergie solaire. Les solarteurs sont spécialisés dans le montage, la mise en service et la maintenance d’installations solaires. Pour les projets photovoltaïques, ils sont également responsables du conseil et de la planification.
Cheffe/chef de projet en montage solaire
Cette formation continue permet aux solarteurs d’assurer le suivi de projets solaires complexes, de la planification jusqu’au montage.
Le potentiel est énorme.
L’électricité solaire a un potentiel énorme en Suisse. Une fraction de ce potentiel suffit déjà pour faire jouer à l’énergie solaire un rôle central dans la transition énergétique. Si l’énergie du soleil représente dès aujourd’hui 10 % de l’électricité consommée en Suisse, elle devrait en représenter environ 50 % en 2050. En combinaison avec d’autres sources d’énergie renouvelable, la transition énergétique est faisable.
Vidéo : Helion
L’électricité solaire soulage les centrales à accumulation
Durant les mois d’hiver, le niveau des centrales à accumulation baisse fortement, car c’est à cette saison-là que la production d’électricité y est la plus importante alors que la recharge en eau est faible. La demande d’électricité est particulièrement élevée en hiver. Les installations hydrauliques à accumulation ne peuvent pas couvrir les besoins hivernaux à elles seules. L’électricité solaire hivernale permet de soulager les barrages afin de faire durer les réserves d’eau et de concentrer leur utilisation.
Les nouvelles technologies rendent l’électricité solaire plus flexible
L’électricité solaire peut déjà être stockée pendant plusieurs jours, par exemple dans des batteries. Les recherches portent actuellement sur une technologie permettant de stocker le courant solaire à plus long terme. Lors du processus d’électrolyse, sur lequel travaille notamment l’Energy Science Center de l’EPF de Zurich, l’électricité solaire est utilisée pour produire de l’oxygène et de l’hydrogène à partir d’eau. L’hydrogène ainsi obtenu peut ensuite être transformé en carburant ou combustible synthétique (Power-to-X) pour finalement être réutilisé sous forme d’électricité ou de chaleur après stockage. Un projet de production d’hydrogène de ce type a été mis en service en 2023 à Reichenau, dans les Grisons. Avec une capacité de production annuelle de 350 tonnes d’hydrogène, il permet d’économiser 1,5 million de litres de diesel par an. Des projets comme celui-ci montrent qu’une utilisation à grande échelle de ces nouvelles technologies pourrait bientôt devenir réalité.
Développement majoritaire sur des infrastructures existantes
L’énergie solaire présente un grand avantage par rapport à d’autres formes d’énergie : la réalisation de nouvelles installations ne nécessite pratiquement pas de nouvelles surfaces. Divers bâtiments peuvent être équipés d’installations photovoltaïques. Une large part du développement de l’énergie solaire devrait ainsi se faire sur des infrastructures existantes.
Sur quels bâtiments peut-on envisager une installation photovoltaïque ?
Tous les toits ne se prêtent pas aussi facilement à l’exploitation d’une installation photovoltaïque. L’emplacement et l’orientation sont des facteurs décisifs pour déterminer dans quelle mesure un toit se prête à la production de courant solaire. Les toitures ne sont toutefois pas les seules à permettre la production d’électricité solaire : depuis quelques années, les façades bien exposées sont de plus en plus souvent équipées d’installations photovoltaïques. L’Office fédéral de l’énergie a élaboré des cartes d’aptitude interactives qui permettent de visualiser le potentiel solaire de toutes les toitures et façades de Suisse.
Toit solaire
Façade solaire
Les centrales solaires alpines sont une petite partie de la solution
Une petite part du développement de l’énergie solaire doit se faire dans les Alpes. La raison n’en est pas que les régions urbaines manquent d’espace pour les installations solaires, mais que les hautes altitudes sont plus souvent ensoleillées, en particulier en hiver. Les installations solaires alpines produisent environ trois fois plus d’électricité pendant les mois d’hiver qu’une installation de taille équivalente sur le Plateau. Alors que les installations solaires de plaine sont épisodiquement couvertes de brouillard élevé, les centrales solaires alpines profitent bien plus souvent du rayonnement solaire direct. Pour que les montagnes ne soient pas durablement affectées par les centrales, celles-ci sont conçues de manière à devoir être intégralement démantelées en fin de vie.
Des centrales solaires alpines sont prévues sur les sites suivants :
Pourquoi ne pas se développer exclusivement sur des infrastructures existantes ?
Le développement sur les infrastructures et les bâtiments existants ne procure pas suffisamment vite l’électricité hivernale, pourtant si importante. L’aménagement de bâtiments appartenant à des particuliers est tributaire du délai dans lequel le propriétaire souhaite rénover le bâtiment en question, de sa capacité à financer les travaux correspondants et de la compatibilité de ces derniers avec les plans d’affectation et d’autres intérêts. Les installations solaires alpines nécessitent elles aussi de tenir compte des intérêts en jeu : les installations solaires alpines ne sont réalisées que si la commune d’implantation approuve le projet. Les centrales solaires offrent en revanche l’avantage de pouvoir produire d’un coup une énorme quantité d’énergie, dès lors qu’une installation est autorisée. Pour un développement aussi rapide que possible, la Suisse doit donc aussi miser sur les installations solaires alpines.
La solution : l’interaction entre différentes technologies.
Vidéo : Axpo
Le scénario d’ensemble le montre : la combinaison de l’électricité solaire, hydraulique et éolienne forme un mix électrique fiable. Les inconvénients spécifiques à certaines technologies sont compensés par le système électrique dans son ensemble et par le réseau. L’énergie solaire et l’énergie hydraulique, constituent un couple idéal en matière d’approvisionnement en électricité :
- En été, le soleil fournit suffisamment d’électricité pour que l’énergie hydraulique soit utilisée le moins possible pendant cette période. Pour y parvenir, les lacs d’accumulation doivent être agrandis comme le prévoit la loi sur l’électricité. C’est la seule façon de créer un volume de stockage suffisant pour ne pas avoir à convertir trop d’eau en électricité dès les mois d’été.
- En automne, l’énergie hydraulique complète idéalement la production de courant solaire, tandis que la majeure partie de l’électricité continue d’être produite grâce à l’énergie solaire.
- En hiver – surtout de novembre à février –, lorsque l’énergie solaire fournit moins d’électricité, les réserves estivales des barrages sont mises à contribution. La gestion technique des centrales hydroélectriques à accumulation devra être adaptée à ces besoins dans les années à venir.
- Au printemps, l’énergie solaire fournit à nouveau suffisamment d’électricité pour soulager sensiblement les barrages. L’énergie éolienne et le biogaz procurent également une part conséquente d’électricité hivernale et peuvent compléter de façon optimale le couple hydraulique-solaire.
En 2022, le Conseil fédéral a en outre décidé que les exploitants de barrages ne pouvaient pas simplement produire de l’électricité pour le marché, mais devaient veiller à constituer une réserve d’énergie hydraulique. Cette ordonnance et le complément ajouté à la loi sur l’électricité permettent de garantir que le scénario susmentionné fonctionne.
La mise en œuvre de cette stratégie permettra à l’avenir de couvrir la majeure partie de nos besoins en électricité grâce à du courant produit en Suisse. Les importations sont limitées à un minimum. La dépendance vis-à-vis de l’étranger peut ainsi être fortement réduite et la Suisse contrôle sa propre production d’électricité, ce qui permet aussi des prix plus stables.
Le 9 juin 2024, la population suisse a approuvé la loi pour l’énergie avec une nette majorité de 68,7 %. Les mesures adoptées permettent désormais l’expansion rapide des installations solaires, hydroélectriques et éoliennes, créant un système électrique dynamique où il n’y a plus de place pour l’énergie de base. Une étude de l’ETH Zurich, de l’EPFL, de l’Université de Genève et de l’Université de Zurich, réalisée en janvier 2024, a montré que les objectifs ambitieux d’approvisionnement énergétique peuvent être atteints avec les énergies renouvelables.
Une véritable opportunité : les solutions d’électricité de quartier
La loi sur l’électricité permet notamment le déploiement à grande échelle de solutions d’électricité de quartier, qui permettent de revendre directement au voisinage l’électricité solaire qu’on ne consomme pas dans sa propre maison. Ainsi, l’électricité n’est pas seulement produite localement, mais aussi consommée sur place dans une très large mesure. De cette manière, l’approvisionnement en électricité est décentralisé – et la production démocratisée. Le commerce de l’électricité ne s’effectue plus par l’entremise d’une entreprise externe d’approvisionnement en énergie, mais directement entre le producteur et le consommateur final. Cela génère des incitations favorisant un soulagement de l’ensemble du système électrique : la production et la consommation sont harmonisées de manière décentralisée, par exemple en privilégiant automatiquement la recharge de la voiture électrique ou du ballon d’eau chaude lorsque la production de courant solaire est importante.
Développer la production, mais aussi améliorer l’efficacité
L’énergie solaire se développe actuellement à un rythme sans précédent et cette tendance à l’expansion va se poursuivre. En parallèle, des efforts permanents sont faits pour utiliser l’électricité produite de manière plus efficace. Par exemple, grâce à la conception d’appareils électroniques toujours plus économes. De même, les chauffe-eau électriques, les chauffages à accumulation, les pompes à chaleur, les centrales de pompage-turbinage ainsi que le tarif heures pleines/heures creuses permettent déjà d’influencer la consommation d’électricité en termes d’horaire et de quantité. Le système existant nécessitera à l’avenir des adaptations centrales aux nouvelles conditions, mais continuera à assurer l’équilibre entre la production et la consommation.