Les nouvelles énergies s’exposent à Tokyo,

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Du 3 au 5 mars 2010 se sont déroulés à Tokyo le 3e Salon International des Cellules Photovoltaïques (PV Expo 2010), le 6e Salon International de l’Hydrogène et des Piles à Combustible (FC Expo 2010), ainsi que les premières éditions du Salon International de la Batterie (Battery Japan), du Salon International de la Fabrication des Systèmes Photovoltaïques (PV System Expo) et du Salon des Techniques Industrielles pour le Secteur des Energies Renouvelables (Processing Technology Expo). Ce rapport présente les technologies japonaises majeures exposées dans les domaines de l’énergie photovoltaïque (PV Expo), des piles à combustible (FC Expo) et des batteries (Battery Japan).

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  • 1.Ambassade de France au JaponService pour la Science et la Technologie4-11-44, Minami-Azabu, Minato-ku,Tokyo, 106-8514, Japon Tl. : 81-3-5798-6034 Fax : 81-3-5798-6050 http://www.ambafrance-jp.org Domaine: nergie Document : rapport dambassade Titre: les nouvelles nergies sexposent Tokyo Auteurs: Hugues CHATAING (adjoint.ing@ambafrance-jp.org)Pierre DESTRUEL (attache.ing@ambafrance-jp.org) Date : mars 2010 Mots-clefs : photovoltaque, hydrogne, pile combustible, batterie,nouvelles nergies Rsum : Du 3 au 5 mars 2010 se sont drouls Tokyo le 3e Salon Internationaldes Cellules Photovoltaques (PV Expo 2010), le 6e Salon International delHydrogne et des Piles Combustible (FC Expo 2010), ainsi que lespremires ditions du Salon International de la Batterie (Battery Japan),du Salon International de la Fabrication des Systmes Photovoltaques(PV System Expo) et du Salon des Techniques Industrielles pour leSecteur des Energies Renouvelables (Processing Technology Expo). Cerapport prsente les technologies japonaises majeures exposes dans lesdomaines de lnergie photovoltaque (PV Expo), des piles combustible(FC Expo) et des batteries (Battery Japan). NB : Toutes nos publications sont disponibles auprs de lAgence pour la Diffusion de l'Information Technologique (ADIT), 2, rue Brle, 67 000 STRASBOURG (http://www.adit.fr)

2. Les nouvelles nergies sexposent Tokyo Du 3 au 5 mars 2010 se sont drouls Tokyo le 3e Salon International des Cellules Photovoltaques (PV Expo 2010), le 6e Salon International de lHydrogne et des Piles Combustible (FC Expo 2010), ainsi que les premires ditions du Salon International de la Batterie (Battery Japan), du Salon International de la Fabrication des Systmes Photovoltaques (PV System Expo) et du Salon des Techniques Industrielles pour le Secteur des Energies Renouvelables (Processing Technology Expo). Il sagit dun grand rassemblement international (le plus grand au monde en ce qui concerne lnergie photovoltaque) autour des nouvelles nergies, secteur dans lequel le Japon entend bien jouer le rle de leader mondial. Les salons ont attir 80 000 visiteurs sur trois jours. Les exposants, dont le nombre dpassait le millier, provenaient de nombreux pays asiatiques (Japon, Tawan, Core du Sud, Chine...), amricains (Etats-Unis, Canada), europens (Allemagne, Suisse, France) et ocaniens (Australie). Fort de ce succs, lexprience sera renouvele lanne prochaine (du 2 au 4 mars 2011), avec deux salons supplmentaires : lEco House Expo et le Smart Grid Expo. En attendant, ce rapport propose un aperu des technologies prsentes au cours des trois salons principaux : PV Expo, FC Expo et Battery Japan. Bien videmment, il nest pas question de dresser ici la liste exhaustive des produits exposs pendant ces trois jours mais seulement de proposer une slection des technologies qui ont attir notre attention, et ce afin doffrir au lecteur un panorama des dveloppements japonais rcents dans les domaines de la production dlectricit dorigine photovoltaque, de lhydrogne, et des batteries rechargeables. N.B. : le taux de change utilis dans ce document est de 125 yens pour un euro. Ambassade de France au Japon, mars 20102/26 3. SommairePV Expo 2010 ....................................................................................................................... 4Les diffrentes technologies photovoltaques................................................................ 4Le Silicium ............................................................................................................ 4Les cellules base de composs inorganiques autres que le silicium .................. 9Les cellules organiques et les cellules colorant.................................................11Lintgration des modules photovoltaques aux btiments : lexemple de Mitsubishi etOM Solar......................................................................................................................13Le photovoltaque devient mobile.................................................................................14 FC Expo 2010 ......................................................................................................................16Lhydrogne pour les vhicules....................................................................................16Lhydrogne la maison ..............................................................................................19Lhydrogne pour les appareils nomades.....................................................................20 Battery Japan .......................................................................................................................21Les batteries Li-ion.......................................................................................................21Les batteries Li-polymre.............................................................................................23Une autre technologie couramment utilise : le NiMH ..................................................24La batterie flux ..........................................................................................................25 Ambassade de France au Japon, mars 2010 3/26 4. PV Expo 2010PV Expo 2010 PV Expo 2010 a rassembl 579 exposants provenant de 21 pays. A lexception notoire de Sanyo, tous les plus grands industriels japonais du secteur de llectricit dorigine photovoltaque taient prsents sur le salon : Sharp, Kyocera, Mitsubishi, Solar Frontier (anciennement Showa Shell), etc.Ce rapport donne tout dabord une description des diffrentes technologies dveloppes par les entreprises nippones. Il prsente ensuite quelques exemples dapplication.Les diffrentes technologies photovoltaquesLe SiliciumQuil soit multicristallin, polycristallin, monocristallin ou amorphe, le silicium constitue le matriau de base de la majorit des panneaux solaires actuellement vendus dans le commerce. La recherche dans le domaine est trs active, si bien que les modules affichent des rendements de conversion de plus en plus levs.Kyocera a annonc le 2 mars de cette anne quil prvoyait de porter sa capacit de production annuelle 1 GW dici 2012. Cette entreprise est spcialise dans la fabrication de cellules photovoltaques silicium multicristallin (technologie qui reprsente 50% du march). Elle a prsent diffrents modles de toitures photovoltaques , aux noms de Samurai, Econoroots ou Heyban. Les deux premiers sont des modules rectangulaires de diffrentes dimensions poser sur la toiture. Le troisime prsente des panneaux en forme de tuiles. Tous ces modules ont leur surface texture par gravure ionique ractive (gravure au plasma o ce dernier ragit chimiquement avec llment grav) ce qui permet de rduire la rflexion de la lumire incidente et donc daugmenter son absorption par la cellule.La marque a galement expos le prototype dun module constitu de cellules silicium multicristallin contact arrire (i.e. les lectrodes sont situes larrire de la cellule, et non sur la face expose au soleil, ce qui vite un effet dombrage sur la partie qui absorbe la lumire). Chacune de ces cellules mesure 156 mm de ct et affiche un rendement de conversion en laboratoire de 18,5%. Le module, lui, a une puissance de 220 W. Ambassade de France au Japon, mars 2010 4/26 5. PV Expo 2010 Sharp a galement expos des modules en silicium multicristallin. De forme rectangulaire ou triangulaire (figure 1), ils sont conus pour recouvrir lintgralit de la toiture dune maison. Leur rendement de conversion varie entre 9% et 10% pour les modules triangulaires et de 12% 14% pour les modules rectangulaires. A noter la prsence dun module au rendement de 14,4%, le plus lev au monde pour les modules actuellement commercialiss.Etait galement prsent sur le salon la nouvelle cellule Figure 1 : module triangulaire deSharp (rendement de 10,1%) en silicium multicristallin de Mitsubishi Electric (figure 2) dont le rendement de conversion est de 19,3%. De forme carre, de 15 cm de ct et dune paisseur de 0,2 mm, elle est une version amliore dune premire cellule prsente en septembre 2009 dont le rendement slevait 19,1%. Ce gain de 0,2 points a t obtenu par ledveloppement dun procdde nettoyage de la galette de silicium avant le dpt des lectrodes, technique qui permettrait de rduire de 4% la rsistance de contact des lectrodes avec la galette. La figure 3 prsente le schma de principe de cette cellule avec la structure en nid dabeille de la face avant qui rduit la rflexion Figure 2 : cellule en silicium multicristallin de Mitsubishi et donc augmente la quantit de lumire absorbe. De plus, laElectric face arrire est constitue dune couche rflectrice qui renvoie la lumire lintrieur de la cellule.structure en nid dabeilles rduction de la rflexion des rayons lumineuxlectrodesgalette de silicium multicristallinrflexion des rayons infra-rougesface arrire rflchissante Figure 3 : structure de la cellule en silicium multicristallin de Mitsubishi ElectricAmbassade de France au Japon, mars 20105/26 6. PV Expo 2010 Le silicium amorphe est de plus en plus utilis dans la fabrication des cellules photovoltaques. Ces dernires prsentent des rendements infrieurs ceux des cellules en silicium cristallin, mais elles sont moins chres produire (quantit plus faible de silicium, procd de fabrication moins consommateur dnergie) et, parce que leur rendement se dgrade moins par mauvais temps, selon leurs fabricants, elles gnrent plus dlectricit dans une anne quun module en silicium cristallin.On peut noter deux constructeurs japonais qui ont dvelopp des produits base de silicium amorphe : Mitsubishi Heavy Industries (MHI) et Fuji Electric Systems.MHI a expos un panneau en silicium amorphe appel MA100. Dune forme rectangulaire, dune longueur de 1 414 mm et dune largeur de 1 114 mm pour une paisseur de 35 mm, sa puissance nominale est de 100 W. Il est plutt destin aux entreprises et aux btiments commerciaux dont les panneaux seraient connects au rseau de distribution dlectricit.MHI a galement prsent u