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Innovations solaires photovoltaïques

décembre 22, 2020 - Energie renouvelables, Photovoltaique
Innovations solaires photovoltaïques

L’enjeu majeur pour les solutions solaires photovoltaïques selon France PAC Environnement est constitué par l’optimisation des performances et du rendement photovoltaïque. Actuellement, les taux de conversions sont passé de 20% à 22% en 2 ans pour les panneaux solaires photovoltaïques de type monocristallin et de 24,7 à 26,1 pour la technologie monocristallin. Cette évolution du solaire photovoltaïque se fait pour le moment assez lentement en raison de blocages technologiques. Aujourd’hui, les équipes de chercheurs travaillent actuellement sur une vingtaine de technologies solaires photovoltaïques différentes.

Les évolutions attendu qui concerne le secteur de l’énergie solaire sont nombreuses. Elles ont différents objectifs comme l’optimisation du rendement photovoltaïque ou l’amélioration de l’intégration que ce soit d’un point de vue technique ou esthétique. Malgré tout, la majeure partie des efforts sont concentrés sur la maximisation de la rentabilité soit suite à une baisse des coûts de production et donc par suite des coûts d’acquisition soit par une optimisation technique.

Innovations esthétiques photovoltaïque

Les innovations pour améliorer l’aspect esthétique des panneaux photovoltaïques, sont nombreuses. Initialement, les solutions solaires photovoltaïques ne se présentaient uniquement que sous la forme de modules rectangulaires. Les cellules photovoltaïques présentaient une dominante bleuté lié à l’aspect initial des cristaux de silicium.

Aujourd’hui les fabricants nous apportent différentes solutions pour permettre une intégration plus discrète sur les toitures. L’une des solutions actuelles les plus répandues étant de proposer différents coloris adaptées à la couleur initiale de la toiture, dans le respect des éventuelles obligations communales. Les panneaux solaires photovoltaïques peuvent ainsi revêtir un aspect dit « full black » ou l’ensemble des éléments constituants sont noirs. Il est d’ailleurs possible d’obtenir des modules photovoltaïque avec une dominante rouge pour se fondre dans une toiture en tuile rouge.

Innovations pour faciliter l’installation de panneaux solaires photovoltaïques

Aujourd’hui, il existe majoritairement 2 méthodes d’installation solaire permettant de profiter de l’ensoleillement, la méthode d’intégration au bâti et la pose en surimposition.

Intégration au bâti d’une installation photovoltaïque

Elle nécessite un dé-tuilage de la zone de la toiture qui va accueillir les panneaux photovoltaïque. Elle permet une parfaite intégration visuelle sur la toiture.

Méthode de pose en surimposition

Les énergies solaires photovoltaïques permettent aux particuliers de devenir producteur d'énergie

Les solutions solaires photovoltaïques représentent une excellente alternative pour permettre aux particuliers de devenir producteur d’une énergie verte basée sur l’exploitation d’une énergie renouvelable

Le montage d’une telle installation photovoltaïque ne nécessite pas le retrait des tuiles. Des supports fixe permettent d’installer directement par dessus la toiture. Cette méthode d’installation apporte l’assurance d’une étanchéité parfaite et permet une optimisation de l’orientation et de l’inclinaison des panneaux. De plus, ce type d’installation assure une meilleure circulation d’air sous les panneaux permettant ainsi une meilleure régulation de la température sous les panneaux et ainsi peut permettre d’obtenir de meilleures performances et un meilleur rendement photovoltaïque.

Des éléments novateurs pour améliorer le rendement

Le rendement photovoltaïque se définit en kwh crête est permet de définie la quantité d’électricité photovoltaïque produite. La production d’une énergie par un panneau photovoltaïque permet une production de courant continu. Or, nous utilisons du courant alternatif. Usuellement, dans la majeure partie des installations, c’est un onduleur principal qui va permettre de convertir le courant continu produit par les panneaux solaires photovoltaïques en courant alternatif afin soit de faire l’objet d’une revente sur le réseau soit consommé directement au sein de l’habitation. Aujourd’hui, nous recommandons plutôt l’usage de micro onduleurs permettant d’obtenir de meilleurs rendements.

En effet pour France PAC Environnement, l’utilisation de micros onduleurs permet de réduire les déperditions induisant ainsi un meilleur rendement et une meilleure rentabilité. D’autre part, l’usage d’un seul onduleur implique un raccordement en série des panneaux  solaires photovoltaïques. Ce raccordement peut provoquer des problèmes en série. En effet, dans le cadre d’une installation photovoltaïque en série, lorsqu’un des panneaux de l’installation pose problème, c’est l’ensemble de la production qui est a l’arrêt. Ainsi, une légère ombre portée même sur une courte période peut avoir un impact important sur la production d’électricité. L’utilisation de micro-onduleur assure donc une garantie de fonctionnement dans le temps ainsi qu’une meilleure rentabilité sur le long terme.

Une hybridation du silicium

Le silicium est le deuxième élément le plus présent sur Terre après l’oxygène. Les techniques actuelles de cristallisation du silicium permet d’obtenir des rendement situés autour des 20%. Une équipe de chercheurs réalise actuellement des tests permettant d’obtenir un rendement proche des 30%. Il s’agit d’une hybridation du silicium avec du pérovskite. Cependant, nous n’apportons que peu d’intérêt pour ce type de solutions tout simplement car le pérovskite fait parti des métaux rares dont le prélèvement génère un impact environnemental trop important.

Optimisation de l’autoconsommation

Pourtant l’usage de solutions solaires photovoltaïques nécessite quelques améliorations et optimisations. L’objectif a terme pour France PAC Environnement étant de permettre de répondre à l’ensemble des besoins énergétiques d’un foyer avec la technologie photovoltaïque. L’ambition non masqué du secteur photovoltaïque est constitué par la possibilité d’aboutir a une autoconsommation optimum. En effet, les énergies solaires souffrent d’une problématique de taille, l’énergie ne peut être produite que sous l’influence du soleil. La production d’énergie se fait donc en alternance en fonction de l’alternance du jour et de la nuit.

Il existe sur le marché 2 types de réponses. Une technique consiste simplement a stocker le surplus d’électricité produit non consommé afin de le restituer au besoin. Cependant, cette technique implique l’utilisation de batterie solaire que nous ne recommandons pas pour le moment pour des raisons écologiques. En effet, toutes les solutions proposées s’appuie sur l’utilisation de métaux rares qui outre cause un impact environnemental important. D’autre part le coût d’acquisition de cette technologie élevé impact trop lourdement la rentabilité du projet. Une autre solution consiste a automatiser la mise en fonction des appareils les plus énergivore lors des périodes de production importantes. Cela permet ainsi de libérer de l’énergie disponible lorsque la production est plus faible. Ainsi la domotique permet de synchroniser la consommation en fonction de la production d’énergie.

Des solutions esthétiques

Les tuiles solaires photovoltaïques

Il existe aujourd’hui sur le marché des solutions solaires photovoltaïques qui reproduisent exactement l’aspect d’une tuile.  Cependant, quelques problématiques ne doivent pas être sous estimé comme celles liées au raccordement des tuiles photovoltaïques. D’autres part, pour le moment, le rendement encore faible des tuiles photovoltaïques ne permet pas une utilisation concrète.

Les vitres solaires photovoltaïques

Actuellement, une solution basé sur l’impression d’un film « photovoltaïque » qui présente l’avantage d’être transparent et permet de laisser passer la lumière. La aussi les rendements sont assez faible, ce qui implique une utilisation sur de grands bâtiments professionnels. Cependant, cette solution est promise a un bel avenir puisqu’elle présage de nombreuses applications, notamment pour toutes les technologies nomades.

Ce type de technologie permet une exploitation dans les secteurs du transport grâce à la flexibilité qu’elle apporte. La conception de ces films photovoltaïques est finalement assez simple et la technique utilisé n’est pas novatrice. La technique similaire à celle des images « lenticulaires » donne l’impression de mouvement en fonction de l’orientation donnée et de l’angle de vision. Cette technologie associé a des capteurs solaire ultrafin devient une source d’énergie étonnante. Cette technologie permet de concentrer les rayons lumineux en un point. Les chercheurs parviennent pour le moment à des films avec une transparence de 90%.

 

 

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