Le Bepos va conduire à installer du photovoltaïque en façade. Voici quelques solutions, disponibles, dès à présent, et esthétiques qui plus est.
Comme vous le savez tous, après avoir lu les deux précédents articles sur le photovoltaïque (1 et 2), l’avènement du Bepos va conduire à poser du photovoltaïque non-seulement en toiture, mais partout où c’est physiquement possible, notamment en façades.
Il faut du beau photovoltaïque par conséquent. Le Bepos est optionnel pour l’instant, à travers le Label Energie & Carbonne qui s’accompagne d’un droit à sur-construire de 30% en échange d’une performance supérieure à celle de la RT2020.
Considérons ce label comme une très motivante incitation, en attendant la généralisation du Bepos en 2020. Pour atteindre le Bepos et surcompenser la consommation énergétique des bâtiments neufs de toutes natures, il existe plusieurs solutions de mise en œuvre du photovoltaïque.
Ces solutionsne sont pas si nombreuses. La crise mondiale de la surproduction de panneaux photovoltaïque a tué nombre de fabricants, parmi les plus intéressants et en a poussé d’autres à se recentrer sur les panneaux traditionnels.
Voici un bâtiment Bepos à Aix-en-Provence avec du photovoltaïque en silicium cristallin tout à fait classique, posé en façade. C'est parfaitement possible du point de vue technique, mais pas extrêmement beau. ©P. Poggi
Les panneaux photovoltaïques classiques en façade
La première solution consiste à monter des panneaux photovoltaïques classiques, en silicium mono ou polycristallin en façades. Ils s’y prêtent parfaitement. Leur rendement est diminué de 20 à 30% - ce qui donne des rendements crête de l’ordre de 12-13% pour des modules monocristallins - par rapport à une pose en toiture.
Leur orientation par rapport à la course du soleil n’est plus optimale lorsqu’ils sont posés verticalement. Posés en façade, les panneaux photovoltaïques peuvent jouer le rôle des éléments de bardage sur des murs à isolation par l’extérieur sous bardage ventilé.
Ils ne craignent pas la pluie, ni le vent, ni la chaleur ou le froid. Il faut tout de même tendre des câbles de raccordement électrique sur toute la façade. Le principal inconvénient de cette approche est qu’elle n’est pas très jolie. La couleur des panneaux classiques varie du bleu au noir. Elle n’est pas uniforme.
La plupart d’entre-eux portent des raccordements électriques apparents qui rythment leur face avant de carrés et de traits. Les offres les plus récentes des panneaux en silicium cristallin font appel à des « jonctions arrières » (back contact ou back junction). Ce qui élimine l’essentiel de ces raccordements apparents en face avant, augmente la surface photovoltaïque et le rendement du module.
Au salon Glasstec 2016 à Dusseldorf à l'automne 2016, le thème du BIPV (Building Integrated Photovoltaic) était très présent. Plusieurs montages mettaient en avant diverses solutions en façade à base de panneaux en silicium mono- ou polycristallin classiques. ©P. Poggi
Les panneaux conçus spécifiquement pour les façades
Un petit nombre de fabricants, comme l’allemand Solarnova (http://www.solarnova.de/en/) ou l’autrichien Ertex Solar (http://www.ertex-solar.fr/accueil/), sont capables de fabriquer des modules sur-mesure, conçus pour un projet spécifique à partir de cellules photovoltaïques en silicium cristallin classiques.
Dans une certaine mesure, ils peuvent aussi proposer des solutions de diverses couleurs et de diverses formes. Ertex Solar, par exemple, existe depuis 2004. Ce qui dans le temps photovoltaïque remonte à l’antiquité, mais témoigne d’une belle résistance et d’une indéniable faculté d’adaptation.
En France Ertex Solar a notamment équipé le Green Office de Meudon, conçu et construit par le groupe Bouygues. Les panneaux verre/verre d’Ertex Solar et de Solarnova sont constitués de deux faces en verre, emprisonnant la couche photovoltaïque.
Avancis a développé une gamme spécifiques à base de couches minces CIGS pour le montage en façade. Cinq couleurs et plusieurs dimensions en carrés ou rectangles, sont déjà disponibles. ©P. Poggi
Les panneaux photovoltaïques transparents
La révolution en cours dans la technologie des panneaux photovoltaïques pour BIPV est le grand retour des couches minces, en couleur, avec divers degrés de transparence. L’idée est d’équiper carrément les ouvrants de vitrages photovoltaïques, à l’image de la fenêtre Horizon ou bien les parois fixes des façades de verre des bâtiments tertiaires
Cette fenêtre Horizon a été mise au point par les français Sun Partner et Vinci Construction à l’aide des panneaux à couches minces en CIGS fournis par Avancis,. En septembre dernier, au salon Glasstec de Dusseldorf, nous avons rencontré deux fabricants qui développent des solutions de PV en façade.
Le Suisse glass 2 energy (www.g2e.ch) a mis au point des panneaux photovoltaïques partiellement transparents, de couleur verte, jaune ou orange à base de couches minces. Les dimensions sont modestes 300 x 1000 mm pour l’heure, mais devraient grandir considérablement dès la fin 2017.
Avancis (http://www.avancis.de/en/facade-solutions/), pour sa part, a développé la gamme de panneaux photovoltaïques Powermax SKALA (1 587 x 664 x 38 mm) spécialement pour une pose verticale en façade. Avancis propose 8 couleurs : bleu, or, gris, gris pâle, vert, bronze, noir ou vert-jaune. Chaque panneau atteint une puissance crête nominale de 135 Wc avec un rendement de 12,8%.
Le Suisse glass 2 energy (www.g2e.ch) développe des solutions spéciques pour les façades. Ses produits, disponibles en trois couleurs et avec plusieurs degrés de transparence, sont destinés à remplacer le vitrage classique des parties fixes sur les façades vitrées tertiaires. ©P. Poggi
Le film souple d’Heliatek
Les panneaux photovoltaïques souples fabriqués et vendus dans le monde entier par l’américain Unisolar ont disparu depuis 2012. L’Allemand Helaitek (http://www.heliatek.com/en/) a repris le flambeau avec des cellules organiques. C’est aujourd’hui le seul fabricant en Europe capable d’approvisionner des clients en panneaux photovoltaïques collés sur membrane.
Son produit HeliaFilm mesure seulement 1 mm d'épaisseur. Il est souple, avec un rayon de courbure maximal de 10 cm, léger (500 g/m²), transparent (50% de transparence avec un rendement de production PV de 6%), coloré (gris, bleu ou vert) et personnalisable en largeur et longueur.
En version totalement opaque, HeliaFilm atteint un rendement de 14%. Engie, BNP Paribas, BASF, Bosch et RWE comptent parmi les investisseurs au sein d’Heliatek. En septembre dernier, Heliatek a levé encore € 80 millions de financement pour son développement, notamment l’accroissement de sa capacité de production à 1 millions de m² par an..
Les produits d’Heliatek se collent sur les façades, sur les toitures, etc. Leur souplesse leur permet d’épouser des toitures aux formes arrondies. Heliatek travaille avec le verrier AGC pour développer des vitrages photovoltaïques incorporant HeliaFilm à 50% de transparence..
Engie, BASF, Bosch, BNP Paribas ont investi dans l'Allemand Heliatek. Installé à Dresde, il développe du photovoltaïque souple à base organique. Il travaille également avec AGC pour incorporer ses films photovoltaïques HeliaFilm, partiellement transparents, dans des complexes de double ou de triple vitrage. ©Heliatek
Pensez à Pinterest et à Flickr
Pour avoir des idées d’intégration du photovoltaïque dans le bâtiment (ou BIPV pour Building-integrated Photovoltaics), ne négligez pas les ressources des réseaux sociaux. Sur Pinterest, par exemple, plusieurs groupes sont consacrés au BIPV en façade , au BIPV sous toutes ses formes , au BIPV en architecture, au BIPV transparent ...
Sur flickr.com, une recherche BIPV génère plus de 1100 photos de toutes sortes. La méthode est utile pour avoir des idées d’intégration du photovoltaïque en façade, en protection solaire, en garde-corps, etc.
Prenez garde, cependant, au fait que bon nombre d’images parmi les plus séduisantes font appel à des produits – les couches minces transparentes de Sharp, les membranes d’Unisolar, le vitrage photovoltaïque de Schott Glass, etc. – qui n’existent plus sur le marché.
Autre idée : le photovoltaïque en tant que protection solaire. Voici le siège de Suntech, l'un des tous premiers industriels chinois du photovoltaïque. Il a fabriqué pour cet usage des panneaux verre/PV/verre spécifiques, avec un écartement entre les cellules en silicum polycrisallin pour laisser passer la lumière du jour, tout en protégeant contre le soleil. ©Suntech
Le Suisse Ertex Solar est le grand spécialiste des panneaux en silicum cristallin, sur mesures, pour des application en façades ou en brise-soleil. ©Ertex Solar
Source : batirama.com / Pascal Poggi