l'Actualité du Solaire

   La Directive Européenne sur l’efficacité Energétique des bâtiments, oblige à construire des Bâtiments à Energie Positive (Bepos) dès 2018 pour les bâtiments publics et à partir de 2020 pour toute la construction neuve. Bepos signifie produire

plus d’énergie sur site que le bâtiment n'en consomme durant l’année. Trois technologies existent pour produire de l’énergie sur site. Les micro-éoliennes ne sont pas encore fiables, le solaire thermique et le solaire photovoltaïque.

Solaire thermique : le solaire thermique implique soit un stockage de chaleur saisonnier, soit la possibilité de verser la chaleur solaire produite dans un réseau de chauffage urbain basse température pour l’exporter hors du bâtiment.

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Le solaire photovoltaïque est la solution la plus simple et la moins coûteuse pour produire de l'énergie sur site, auto-consommer et exporter le surplus. Elle consiste à poser autant de panneaux photovoltaïques que possible sur les bâtiments neufs. L’exportation de l’énergie est facilitée par le fait que le réseau de distribution publique d’électricité existe partout en France ou presque. Equiper la toiture de panneaux photovoltaïques ne suffira pas pour couvrir et dépasser la consommation d'énergie annuelle d'un bâtiment.

   Pour atteindre le Bepos, même en limitant sévèrement les consommations d’énergie du bâtiment, il faudra mettre à profit aussi les façades. Les architectes rechignent largement à poser des panneaux photovoltaïques en façade. Ils ont bien raison, les panneaux classiques ne sont pas faits pour ça et offrent une esthétique pas toujours attrayante si l’on doit en tapisser les façades de nos bâtiments.

Heureusement, de nouveaux types de panneaux apparaissent, avec des degrés de transparence et disponibles dans diverses couleurs.

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Les déboires du CPV : les deux principaux protagonistes du CPV, Soitec et Suncore, ont arrêté leurs unités de production et mis fin à cette activité. Le CPV, plus coûteux à fabriquer et à mettre en œuvre, a été ruiné par la baisse continue du prix des panneaux photovoltaïques en silicium traditionnels. Pourtant, 360 MWc d’installations CPV sont raccordées au réseau dans le monde, dont deux champs de 60 et 80 MWc construits à Golmud en Chine par Suncore, 44 MWc bâtis par Soitec à Touwsrivier en Afrique du Sud, et 30 MWc installés à Alamosa (Colorado) par Amonix. Le CPV consiste à concentrer la lumière du soleil sur une cellule PV à l’aide d’une optique relativement simple. Ce qui augmente son rendement et permet de réaliser des cellules à plusieurs couches et comportant jusqu’à 3 ou 4 jonctions électriques. Après le renoncement de Soitec et de Suncore, il ne reste plus dans le monde qu’une poignée d’entreprises capables de fabriquer des cellules multi-jonctions pour le CPV : Azur Space (Allemagne), CESI (Italie), SolAero (USA), Microlink Devices (USA), Sharp (Japon), Solar Junction (USA), … A puissance égale, le CPV requiert environ 10 fois moins de surface que les panneaux à base de cellules en silicium

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Le CPV n’est pas tout à fait mort : c’est le principal argument qui incite le Fraunhofer Institut ISE et le CEA/LETI à poursuivre leurs recherches dans ce domaine. En tout état de cause, cette technologie ne sera pas disponible pour des bâtiments en 2018, sauf si la technologie de la start-up suisse Insolight s’avère payante.

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  Cette entreprise, soutenue par l’Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL), a développé des panneaux solaires avec une surcouche optique à concentration pour lesquels, Insolight revendique un rendement de 36,4%, vérifié par l’Institut Fraunhofer ISE. A titre de comparaison, le rendement des meilleurs panneaux au silicium se situe entre 18 et 22%. Insolight utilise des cellules haut de gamme d’une surface de quelques mm², habituellement réservées aux équipements spatiaux et dont le rendement atteint 42 %. Elle place au-dessus un fin système optique en plastique, plat et transparent, qui focalise le rayonnement solaire sur les mini-cellules. Cette plaque optique est montée sur un cadre métallique et se déplace de quelques millimètres dans la journée pour maximiser la récupération de lumière. Le panneau est installé à l’horizontale et capture 100 % du rayonnement solaire, quel que soit l’angle d’incidence. Le test en laboratoire est concluant. Insolight se lance en 2017 dans un test à grande échelle et espère commercialiser ses panneaux en 2018.

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Le silicium mono et polycristallin domine : l’offre photovoltaïque largement disponible et à des prix sans cesse plus bas est constituée de panneaux ou modules composés de cellules en silicium monocristallin ou polycristallin. Ils représentent 90 % des ventes. Les cellules monocristallines affichent un rendement supérieur aux cellules polycristallines, mais l’écart se resserre d’année en année. Pour l’instant, les cellules silicium les plus efficaces, dont la performance a été vérifiée par un laboratoire indépendant, sont les Panasonic HIT monocristallines à jonction arrière qui affichent un rendement de 25,6 % (avec une illumination de 1.000 W/m² et une température de cellule de 25°C, conformément à la norme IEC 60904-3). Ce qui n’est plus très loin du rendement théorique maximal de 34 % pour des cellules en silicium à simple jonction. Les cellules HIT de Panasonic sont suivies par les cellules multicristallines de Trina Solar avec un rendement de 21,3 %. Panasonic détient également le record de rendement des panneaux avec 23,8 %. En ce qui concerne les panneaux composés de cellules multicristallines, le record est détenu par Hanwha Q Cell avec un rendement de 19,5 %. D’autres technologies sont en développement. Sharp, par exemple, a présenté un module de 968 cm² atteignant un rendement de 31,2 % grâce à des cellules à couche mince InGaP/GaAs/InGaAs à triple jonction. C’est le premier module sans concentration qui dépasse un rendement de 30 %.

Batirama du 4 janvier 2017