En cette période cruciale où la France, tout comme de nombreux pays européens, entreprend une transition écologique indispensable, la question centrale réside dans les moyens technologiques à notre disposition pour atteindre ces objectifs ambitieux. Les enjeux économiques, écologiques et sociétaux sont de taille, avec la nécessité de maîtriser la hausse des factures énergétiques tant pour les particuliers que pour les industriels, tout en réduisant de manière drastique l’utilisation des énergies fossiles et les émissions de gaz à effet de serre.
Dans ce contexte, le secteur du solaire, où les innovations foisonnent, apparaît comme une solution prometteuse pour répondre à ces défis. Le Bureau d’Indépendance Énergétique vous présente les dernières tendances en matière de panneaux solaires pour les nouvelles maisons : technologies, matériaux utilisés, puissance, design… Vous découvrirez tout ce qu’il y a à savoir sur ces nouveaux équipements.
Les dernières tendances en matière de panneaux solaires montrent une augmentation constante de la demande d’énergie solaire au cours des dernières années, phénomène qui devrait encore s’accélérer. Cette croissance a incité de nombreux professionnels du secteur à développer de nouvelles technologies et à faire preuve d’innovation pour optimiser le rendement de ces installations. Le marché propose désormais une variété d’offres, parmi lesquelles on peut citer :
- 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
À ces options s’ajoutent des installations actuellement en phase de test, nécessitant des perfectionnements techniques, telles que ::
- 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 disponibles sur le marché, tandis que d’autres sont encore au stade de développement. Néanmoins, la recherche dans ce domaine se multiplie pour améliorer la conception de ces équipements, dans le but d’assurer une production électrique maximale à partir de l’énergie solaire, une source renouvelable et écologique.
les nouvelles technologies de production de panneaux photovoltaïque
La technologie la plus couramment utilisée actuellement repose sur le silicium (monocristallin ou polycristallin), représentant plus de 90% du marché mondial.
Les équipements monocristallins, fabriqués à partir d’un seul cristal, se distinguent par leur haute performance, bien que leur principal inconvénient demeure leur prix d’achat relativement élevé.
Les capteurs polycristallins, issus d’un mélange de cristaux, présentent une esthétique et des performances moindres. Cependant, leur processus de fabrication reste simple, et leur prix demeure abordable.
Néanmoins, de nouvelles technologies de production émergent sur le marché. Elles résultent d’innovations tant au niveau de leur conception que des 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 fabricants de cellules solaires utilisent silicium, verre, plastique, cuivre, argent. Des matériaux alternatifs émergent, comme dans les panneaux hybrides (pérovskite : titane de calcium, métaux : plomb, halogénure d’étain).
Autres recherches portent sur systèmes organiques ou à colorants. Panneau solaire organique utilise carbone, électronique organique comme semi-conducteur, imprimé sur plastiques fins. Recherches approfondies sur les cellules à colorant (DSSC), convertissant lumière en électricité.
Les améliorations de la performance des panneaux solaires photovoltaïque
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 design innovants des panneaux solaire
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 intégrées aux bâtiments
La technologie intégrée au bâtiment (BIPV), auparavant coûteuse, se développe rapidement. Ces produits innovants remplacent des éléments constructifs (fenêtres, toits, façades, garde-corps) et s’intègrent parfaitement au bâtiment. Polyvalents, fonctionnels, esthétiques, ils conviennent à la rénovation énergétique et aux sites protégés du patrimoine culturel. La possibilité d’ajouter des couches ou des films colorés permet de préserver le style architectural du bâtiment rénové.
Les panneaux solaire 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 croît, la demande persiste. Produire de l’électricité de manière respectueuse de l’environnement est un enjeu politique, économique et écologique majeur. Les nouvelles normes environnementales encouragent le développement de ces technologies, stimulant des recherches mondiales pour les rendre plus abordables.
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.