Les solutions photovoltaïques sur les grandes toitures existantes

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Façades : un nouvel Avis Technique pour AQUAPANEL® Outdoor

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EDILIANS, engagé pour des toitures durables et une transition énergétique responsable

EDILIANS renforce son engagement pour le développement durable. Avec des solutions innovantes pour la rénovation énergétique des toitures et notre large offre solaire photovoltaïque, nous accompagnons les professionnels vers un avenir durable, répondant aux exigences de confort et de performance pour les générations futures.

Selon Soprasolar, la filiale d’installation photovoltaïque de Soprema, 90% des toitures terrasse ou à faible pente existantes – dont Soprasolar évalue le parc total à 100 millions de m² - ne peuvent recevoir d’installation photovoltaïque classique – panneaux rigides + système de fixation – pour deux raisons : leur résistance mécanique est insuffisante ou bien leur complexe étanchéité + isolation thermique présente une durée de vie trop courte (10 à 15 ans), incompatible avec celle d’une installation photovoltaïque (20 à 25 ans).

Il existe cependant un remède : l’utilisation de solutions photovoltaïques légères, pesant de 500 g à 3,5 kg/m², selon leur technologie et l’encapsulation des panneaux.

Les solutions de panneaux PV souples et légers se multiplient. Nous en comptons déjà une demi-douzaine en Europe. Il y en aura sans doute une vingtaine fin 2020. ©PP

Refaire l’isolation thermique et l’étanchéité en même temps que l’installation PV

Cela ne résout malgré tout que l’une des deux difficultés : la tenue mécanique des toitures. En ce qui concerne l’isolation thermique et l’étanchéité, on ne peut que recommander de les renouveler en même temps que l’on installe les modules PV et de retenir des solutions dont la durée de vie en œuvre sera compatible avec la durée d’amortissement et de fonctionnement de l’installation PV : soit 20 à 25 ans.

Les solutions PV à faible poids disponibles en Europe présentent toutes deux caractéristiques communes. Tout d’abord, elles sont plus ou moins souples, offrant au minimum un rayon de courbure de 15°. Ensuite, elles sont conçues pour être collées sur les toitures terrasse ou les toitures à faible pente, soit sur des toitures acier, aluminium ou en zinc, soit directement sur la membrane d’étanchéité. Ce qui minimise le poids du système module PV + solution d’accrochage.

Flisom propose l’une des solutions les plus souples et les plus légères. ©PP

Flisom, une fabrication suisse

Parmi les solutions disponibles, Flisom, une entreprise sino-suisse, propose deux gammes modules souples à base de couches minces en CIGS (Copper Indium Gallium Selenium). La gamme eMetal est conçue pour être collée sur des toitures métalliques, tandis que la gamme eFlex se colle directement sur les membranes d’étanchéité en bitume, en EPDM ou en PVC.

Dans les deux cas, eMetal et eFlex se présentent sous forme de modules souples de 410 mm de largeur sur 3 mm d’épaisseur et en quatre longueurs : 800, 1600, 2300 et 3100 mm de longueur. Grâce à sa technologie de fabrication « Rool-to-Roll », Flisom peut concevoir et fabriquer à la demande des longueurs plus importantes.

Le rendement des panneaux culmine à 15% pour l’instant, mais Flisom a une roadmap technologique pour parvenir à 20% en conditions nominales (STC) d’ici 5 ans. La puissance des panneaux eFlex et EMetal va de 30 à 120 Wc, selon leur longueur.

Flisom garantit 90% de la puissance nominale au bout de 10 ans et 80% au bout de 20 ans. Les cellules en CIGSD sont par ailleurs moins sensibles que les cellules en silicum à l’élévation de température. Flision possède une capacité de production de 15 MW/an en Suisse et construit une seconde usine en Hongrie qui sera opérationnelle au troisième trimestre 2020.

Galix Solaire distribue une solution souple et légère, à base de cellules en sicilicium monocristallin. ©PP

SPP Flex1.0 distribué par Galix Solar

Le français Galix Solaire distribue les produits Jiangsu Sunport Power Corp, Ltd en exclusivité pour le marché français. Parmi eux, figure la gamme souple en silicium cristallin SPP Flex1.0.

Ce sont des panneaux de 60 cellules en silicium monocristallin. Le panneau de 290 Wc atteint un rendement de 17,6%, celui de 320 Wc pousse à 19,5% Pour l’instant, le principal marché de Galix Solaire pour ces panneaux souples sont les bateaux. La souplesse des panneaux permet de les coller sur des toitures aux formes arrondies.

Heliatek bénéficie du soutien d’Engie sur le marché français, au moins deux opérations pilotes ont été réalisées. Le panneau Heliasol sera largement disponible en 2020. ©PP

Heliatek et ses panneaux PV organiques

L’allemand Heliatek a développé les panneaux Heliasol en utilisant une technologie de cellules organiques : des encres imprimées sur un support forment des cellules à triple jonction, raccordées en série. En France, Heliatek a conclu un partenariat de prescription et de distribution avec Engie, qui a pris une partie du capital d’Heliatek.

Les panneaux Heliasol peuvent être collés en toiture ou verticalement en façade. Ils pèsent en moyenne 1,8 kg/m² et offrent des rendements de 7,9 à 8,3%, très peu sensibles à l’élévation de température. Ils ont obtenu le classement au feu Broof T1 sur toitures acier ou béton.

Heliatek garantit les panneaux 5 ans et leur rendement atteint 80% au bout de 20 ans. Ils sont disponibles en 54 Wc (436 x 2000 mm), 169 Wc (645 x 4000 mm) et 185 Wc (1270 x 2000 mm). Helaitek disposait jusqu’à présent d’une petite capacité de production à Dresden et a achevé la construction une nouvelle usine en septembre 2019. Les panneaux Heliasol seront largement disponibles en 2020.

Alwitra propose le couple membrane d’étanchéité + photovoltaïque dans un seul produit. ©PP

Evalon Solar d’Alwitra

Alwitra a choisi des cellules en silicium ultrafines pour assurer la flexibilité de ses panneaux Evalon Solar cSi. Cette solution combine le revêtement d’étanchéité Evalon d’Alwitra avec des cellules en silicium cristallin encapsulées.

Le panneau mesure 1,55 x 3,49 m et pèse 3,3 kg/m² pour une puissance nominale de 450 Wc. La solution est commercialisée en France par Alwitra. La membrane se pose à la fois en toiture et sur parois verticales.

HyET Solar construit une usine de 300 MW de capacité annuelle en Hollande pour son panneau PV Powerfoil. ©PP

Du silicium amorphe pour HyET Solar

Le Hollandais HyET Solar a mis au point Powerfoil : un panneau composé de cellules en silicium amorphe encapsulées entre deux feuilles de plastique. Le panneau PV Powerfoil est souple avec seulement 3 cm de rayon de courbure.

Il ne pèse que 250 g/m². Son rendement est de 8% dans sa version standard, de 12% dans la version Powerfoil HE. HyET Solar vise 18% de rendement vers 2022. Ce qui donne des puissances de 200 à 500 Wc/kg.

Les panneaux Powerfoil peuvent atteindre jusqu’à 12 m de longueur et sont moins sensibles que les panneaux en silicium cristallin à l’augmentation de température. Ils peuvent être collés sur des parois verticales ou sur des toitures.

HyET Solar dispose d’une capacité de production de 37MW/an à Arnhem et construit une seconde usine de 300 MW/an à Arnhem également. Elle sera opérationnelle à la fin du second trimestre 2020. L’entreprise a ensuite le projet, avec l’aide de partenaires locaux, de construire 5 autres usines de 300 MW de capacité chacune hors d’Europe.

Pour l’instant, DAS Energy est le seul fabricant a faire l’effort de parvenir à l’assurabilité de sa solution Universal Module en passant par un Avis Technique sur le marché français. ©PP

Un ATEC en cours pour DAS Energy

L’autrichien DAS Energy fabrique des modules PV en silicium cristallin de 2 à 72 cellules, sur panneau semi-rigide en plastique, dans sa nouvelle usine de Vienne d’une capacité de production annuelle de 75 MWc.

DAS Energy a développé plusieurs gammes – Desert Module insensible à la température et à la poussière des déserts, Greenhouse module partiellement transparent pour laisser la lumière pénétrer dans des serres agricoles, … - mais le Universal Module destiné au bâtiment pèse en moyenne 2,5 kg/m². Le Universal Module de 2024 x 991 mm offre une puissance nominale de 340 Wc avec 72 cellules pour un poids total de 5 kg.

DAS Energy est aussi en mesure de fabriquer des modules sur mesures en couleurs et dimensions. Das Energy est présent en France et s’est engagé dans une démarche d’obtention d’un Avis Technique qui devrait arriver fin 2019.