Panneaux solaires photovoltaïques : les dernières innovations
En cette période où la France, comme bon nombre de pays européens, amorce une nécessaire transition écologique, la question est de savoir quels sont les moyens technologiques dont nous disposons pour y parvenir. Les enjeux économiques, écologiques et sociétaux sont immenses. En effet, nous devons faire face à la hausse des factures d’énergie pour les particuliers comme pour les industriels, tout en réduisant drastiquement l’utilisation des énergies fossiles et l’émission de gaz à effet de serre.
Dans ce contexte, le secteur du solaire où les innovations sont nombreuses, semble un bon moyen pour atteindre ces objectifs.
Demeures Côte d’Argent, constructeur de maison à énergie positive, vous présente les dernières tendances en matière de panneau solaire pour la maison neuve : technologies, matériaux utilisés, puissance, design…Vous saurez tout sur ces nouveaux équipements.
Les dernières tendances en matière de panneaux solaires
Ces dernières années, la demande en énergie solaire n’a cessé d’augmenter et le phénomène va encore s’accélérer. Cette tendance a poussé bon nombre de professionnels du secteur a développé de nouvelles technologies et à faire preuve d’innovation pour optimiser le rendement de ces installations. Désormais, se côtoient sur le marché différentes offres dont voici une liste non exhaustive :
- Les installations à haut rendement en pérovskite
- Les panneaux bifaciaux pour capter des 2 côtés la luminosité des rayons du soleil
- Les cellules organiques
- Les produits hybrides soleil et pluie dont les performances doivent encore être améliorées
- Les tuiles solaires particulièrement esthétiques
A cela s’ajoutent des installations encore en phase de test, qui nécessitent des perfectionnements techniques
- Le panneau nocturne
- Les panneaux autocollants, dont la capacité à produire et la résistance à la chaleur doivent encore être améliorés
Certaines de ces innovations sont déjà commercialisées auprès du grand public alors que d’autres sont encore au stade de développement. Toutefois, les recherches dans ce domaine se multiplient pour améliorer la conception de ces équipements. L’objectif est d’assurer une production électrique maximale à partir de l’énergie solaire, une source renouvelable et écologique.
Les dernières technologies de production de panneaux photovoltaïques
La technologie actuelle la plus employée est à base de silicium (monocristallin ou polycristallin). Celle-ci représente plus de 90% du marché mondial.
Les équipements monocristallins sont fabriqués à partir d’un seul cristal, ce qui les rend particulièrement performants. Le principal inconvénient de ces installations reste leur prix d’achat assez élevé.
Quant aux capteurs polycristallins, ils sont issus d’un mélange de cristaux. Ils sont moins esthétiques et moins performants, mais leur process de fabrication reste simple et leur prix abordable.
Toutefois, on note l’émergence sur le marché de nouvelles technologies de production. Celles-ci sont issues d’innovations tant au niveau de leur conception que dans les matériaux utilisés pour leur fabrication.
Les innovations dans la conception des panneaux solaires
A côté des technologies cristallines de type monocristallin ou polycristallin, on trouve également les cellules photovoltaïques amorphes, composées d’une fine couche de silicium vaporisée sur une surface amorphe. A l’origine moins efficace que le photovoltaïque conventionnel, leur puissance s’est considérablement améliorée. Flexibles, légères, ces cellules offrent l’avantage de pouvoir épouser différentes formes et d’être utilisées sur un support souple.
Or, si la très grande majorité des équipements solaires sont issues de technologies cristallines, d’autres procédés de fabrication sont à l’étude ou en voie de développement. C’est le cas notamment des panneaux hybrides. Il s’agit-là d’une technologie à base de pérovskite dont la production à grande échelle est en phase de développement. Enfin, une technologie plus résistante aux intempéries et plus durable a vu le jour avec l’apparition des panneaux bi-verre et bi-facial.
Les avancées en matière de matériaux utilisés pour la fabrication
Les cellules solaires sont majoritairement fabriquées à partir de silicium, de verre, de plastique et de connexions en cuivre et en argent. Toutefois, à côté de cela, d’autres matériaux sont désormais employés pour la fabrication des cellules. C’est le cas notamment pour le panneau hybride dont les cellules en pérovskite sont composées d’un mélange de minéral (titane de calcium) et de métal (plomb ou halogénure d’étain).
Enfin, d’autres systèmes basés sur l’utilisation de matériaux organiques ou de colorants sont à l’étude. Ainsi, le panneau solaire organique utilise des matériaux à base de carbone et d’électronique organique, qui font office de semi-conducteur. Il se compose d’éléments dissous dans de l’encre et imprimés sur des plastiques fins, ce qui le rend particulièrement polyvalent.
Enfin, des recherches sont menées sur les cellules à colorant (DSSC). Il s’agit de systèmes qui reposent sur des colorants photosensibles permettant de convertir la lumière en électricité.
Les améliorations de la performance des panneaux photovoltaïques
Toutes les améliorations qui ont été apportées à ces équipements visent également à augmenter leur capacité de production et leur puissance. Elles ont également pour objectif d’en améliorer l’esthétique, la résistance face aux intempéries et leur capacité de stockage.
Les améliorations de la production d’électricité
Disposer de produits performants, c’est l’assurance de pouvoir produire de l’électricité à la hauteur de ses besoins et de rentabiliser son installation plus rapidement.
Dans ce domaine, les progrès technologiques ont été importants ces dernières années, portés par une demande croissante. Les performances des panneaux monocristallins ont ainsi quasiment doublé en dix ans.
Les progrès en matière de résistance aux intempéries
La législation actuelle impose des normes strictes quant à la résistance de ces équipements face aux charges mécaniques, à la lumière mais également face aux contraintes climatiques. Les industries du secteur ont donc fait de gros progrès en la matière et utilisent pour la plupart du verre borosilicate. Celui-ci est bien moins sensible aux éventuels chocs thermiques que le verre traditionnel. Ce verre est également trempé pour mieux résister aux impacts provoqués par la grêle.
Les innovations en matière de stockage d’énergie
Jusqu’à très récemment, la solution privilégiée pour le stockage résidait dans les batteries au plomb. Cette technique permet de conserver l’électricité pour la réutiliser ultérieurement. Toutefois, celle-ci revêt de nombreux inconvénients : durée de vie limitée, encombrement, pollution.
Partant de ce constat, les professionnels du secteur ont développé de nouveaux types de batteries : batterie AGM, batterie au sodium, batterie gel, batterie lithium-ion. Il existe également d’autres alternatives plus spécifiques aux industries : le volant d’inertie, le stockage thermique, le stockage gravitaire de masse d’eau.
Enfin, il est possible pour un particulier d’opter pour une batterie virtuelle. Le principe est que l’excédent produit par l’installation reste en attente d’utilisation sur le réseau public. Il s’agit d’un stockage virtuel. La formule est payante et n’est actuellement pas proposée par tous les fournisseurs.
Les designs innovants des panneaux solaires
Les technologies évoluant, ce ne sont pas que les performances qui ont été améliorées. En effet, de nouveaux modèles ont fait leur apparition, qui permettent par exemple une intégration à la structure du bâtiment. On trouve également des équipements flexibles et portables.
Les panneaux solaires intégrés aux bâtiments
Encore balbutiante il y a quelques années et trop coûteuse, la technologie intégrée au bâtiment (BIPV) se développe de plus en plus. Il s’agit-là de produits particulièrement innovants comparés aux modules traditionnels. En effet, ceux-ci viennent en remplacement d’éléments constructifs du bâtiment (fenêtres, toits, façades, garde-corps…) et lui sont complètement intégrés. Polyvalents, fonctionnels, esthétiques, ils permettent une utilisation en rénovation énergétique et sur des sites protégés du patrimoine culturel. En effet, il est possible de leur intégrer des couches ou des films colorés et donc de ne pas dénaturer le style architectural du bâtiment à rénover.
Les panneaux solaires flexibles et portables
Ces systèmes présentent de multiples avantages. Flexibles, plus souples et plus légers, ils ne nécessitent pas de lourds travaux d’installation et sont donc adaptés aux personnes qui voyagent en camping-car, van, bateau…On parle d’ailleurs d’énergie mobile. Bien que le rendement de ces capteurs soit inférieur à celui d’équipements rigides, il permet néanmoins de charger de petits appareils voire une batterie de moteur pour les versions les plus performantes. Il convient toutefois d’être précautionneux lorsqu’on les manipule car il s’agit d’un matériel léger et fragile.
Les perspectives d’avenir pour les panneaux photovoltaïques
L’industrie photovoltaïque est en pleine expansion et la demande devrait continuer de croître dans les années à venir. En effet, produire de l’électricité à partir d’une ressource respectueuse de l’environnement, renouvelable et naturelle est devenu un enjeu politique, économique et écologique. Les nouvelles normes environnementales en faveur de la transition écologique vont mener inéluctablement à un essor de ces technologies. De nombreuses recherches sont menées à travers le monde pour faire évoluer les équipements et les rendre plus accessibles financièrement.
Les développements futurs des technologies
On dénombre de nombreux projets encore à l’étude ou déjà en phase de développement, ce qui démontre bien que le photovoltaïque a de beaux jours devant lui. Ce constat est d’autant plus vrai qu’actuellement seulement 1 % de la production d’énergie mondiale est d’origine solaire.
Parmi les développements futurs se trouvent des projets aux utilisation aussi variées que : les routes solaires, les fenêtres photovoltaïques, les panneaux solaires et pluviaires.
