Énergie solaire
Les dernières technologies en matière de panneaux solaires
Publié le 02/02/2024
Le marché des panneaux solaires a connu une croissance significative au cours des dernières années, alimentée par la prise de conscience croissante de l'importance des énergies renouvelables et de la réduction de l'empreinte carbone.
Les progrès technologiques dans le domaine des panneaux solaires, tels que l'amélioration de l'efficacité énergétique et la réduction des coûts de production, ont également contribué à stimuler la demande.
De plus, les incitations gouvernementales et les politiques de soutien à l'énergie solaire ont encouragé l'adoption de cette technologie.
A lire également ➡️ : L’énergie solaire, moteur incontesté de la transition énergétique.
Un panneau solaire est un dispositif qui convertit la lumière du soleil en électricité. Il est composé de cellules photovoltaïques qui captent les photons de la lumière solaire et les convertissent en courant électrique continu. Ils sont utilisés pour produire de l'électricité, que ce soit pour des applications résidentielles, commerciales ou industrielles.
Ces dernières années, de nombreuses innovations ont été développées et sont apparues sur le marché de la rénovation énergétique. Dans cet article, nous vous détaillons les principales innovations en matière de panneaux solaires.
Les progrès technologiques dans le domaine des panneaux solaires, tels que l'amélioration de l'efficacité énergétique et la réduction des coûts de production, ont également contribué à stimuler la demande.
De plus, les incitations gouvernementales et les politiques de soutien à l'énergie solaire ont encouragé l'adoption de cette technologie.
A lire également ➡️ : L’énergie solaire, moteur incontesté de la transition énergétique.
Un panneau solaire est un dispositif qui convertit la lumière du soleil en électricité. Il est composé de cellules photovoltaïques qui captent les photons de la lumière solaire et les convertissent en courant électrique continu. Ils sont utilisés pour produire de l'électricité, que ce soit pour des applications résidentielles, commerciales ou industrielles.
Ces dernières années, de nombreuses innovations ont été développées et sont apparues sur le marché de la rénovation énergétique. Dans cet article, nous vous détaillons les principales innovations en matière de panneaux solaires.
Les panneaux solaires bi-faciaux et bi-verre
Contrairement à un module classique, un panneau solaire bi-facial est composé de cellules photovoltaïques sur ses deux faces ce qui lui permet de capter la lumière solaire des deux côtés, et ainsi de générer de l'électricité de manière plus efficace. La face arrière du panneau peut également capter la lumière réfléchie par le sol ou d'autres surfaces.
En captant la lumière des deux côtés, un dispositif solaire bi-facial peut produire plus d'électricité que son homologue à simple face (jusqu’à 10 % à 20 % de plus). De plus, ce système est plus efficace dans des environnements avec beaucoup de lumière réfléchie, tels que les toits blancs ou les surfaces enneigées. De ce fait, son installation se fait souvent dans les zones montagneuses.
💡Lorsque les cellules photovoltaïques sont protégées par une enveloppe en verre, on parle de technologie bi-verre.
En captant la lumière des deux côtés, un dispositif solaire bi-facial peut produire plus d'électricité que son homologue à simple face (jusqu’à 10 % à 20 % de plus). De plus, ce système est plus efficace dans des environnements avec beaucoup de lumière réfléchie, tels que les toits blancs ou les surfaces enneigées. De ce fait, son installation se fait souvent dans les zones montagneuses.
💡Lorsque les cellules photovoltaïques sont protégées par une enveloppe en verre, on parle de technologie bi-verre.
Les panneaux solaires en pérovskite
Ces modules sont composés de couches minces de matériaux à base de pérovskite, une structure cristalline particulière. Ces matériaux sont généralement déposés sur un substrat tel que le verre ou un matériau flexible.
Ils ont une efficacité énergétique élevée par rapport aux panneaux traditionnels en silicium, avec un rendement supérieur à 25 %. Leur conception sur des substrats flexibles, leurs permet d’être utilisés dans des domaines tels que les vêtements solaires, les équipements portables ou dans des espaces montagneux et vallonés.
Cependant, les cellules photovoltaïques en pérovskite sont composées de plomb qui est toxique pour l’environnement.
Ils ont une efficacité énergétique élevée par rapport aux panneaux traditionnels en silicium, avec un rendement supérieur à 25 %. Leur conception sur des substrats flexibles, leurs permet d’être utilisés dans des domaines tels que les vêtements solaires, les équipements portables ou dans des espaces montagneux et vallonés.
Cependant, les cellules photovoltaïques en pérovskite sont composées de plomb qui est toxique pour l’environnement.
Les panneaux solaires organiques
Ce sont des dispositifs photovoltaïques qui convertissent la lumière du soleil en électricité en utilisant des molécules organiques comme semi-conducteurs (carbone, azote…) à la place du silicium cristallin traditionnel.
Ces panneaux sont conçus en déposant une couche de matériaux organiques sur un fin substrat, comme du verre ou du plastique, puis en ajoutant des électrodes en haut et en bas de la couche organique. Quand la lumière du soleil touche le module, un champ électrique se crée à travers la couche organique, ce qui produit l’électricité.
Comme les cellules organiques sont fabriquées sur des matériaux fins, cela leur donne une certaine flexibilité, et leur permet de s’adapter sur des surfaces courbées, comme des dômes. Néanmoins, ils sont moins efficaces que les cellules solaires traditionnelles à base de silicium (le rendement est diminué de 10 % environ).
💡Il est possible d’utiliser les cellules photovoltaïques organiques pour créer des fenêtres à énergie solaire, ce qui pourrait concurrencer les panneaux photovoltaïques traditionnels.
Ces panneaux sont conçus en déposant une couche de matériaux organiques sur un fin substrat, comme du verre ou du plastique, puis en ajoutant des électrodes en haut et en bas de la couche organique. Quand la lumière du soleil touche le module, un champ électrique se crée à travers la couche organique, ce qui produit l’électricité.
Comme les cellules organiques sont fabriquées sur des matériaux fins, cela leur donne une certaine flexibilité, et leur permet de s’adapter sur des surfaces courbées, comme des dômes. Néanmoins, ils sont moins efficaces que les cellules solaires traditionnelles à base de silicium (le rendement est diminué de 10 % environ).
💡Il est possible d’utiliser les cellules photovoltaïques organiques pour créer des fenêtres à énergie solaire, ce qui pourrait concurrencer les panneaux photovoltaïques traditionnels.
Les panneaux solaires hybrides
Le panneau hybride à air (ou aérovoltaïque)
Ce système combine les technologies photovoltaïques et thermiques pour produire à la fois de l'électricité et de la chaleur. La face externe des panneaux utilise le rayonnement solaire pour générer de l'électricité, tandis que la face interne récupère la chaleur du soleil pour produire une source de chauffage. Le système de ventilation intégré permet ensuite de diffuser l'air chaud dans le logement.
Ce système permet d’exploiter jusqu’à 80 % de l’énergie solaire reçue. Le rendement est optimisé notamment grâce au système de ventilation intégré qui permet de réduire la température du panneau.
Ce système permet d’exploiter jusqu’à 80 % de l’énergie solaire reçue. Le rendement est optimisé notamment grâce au système de ventilation intégré qui permet de réduire la température du panneau.
Le panneau hybride à eau
Ce dispositif combine à la fois la production d'électricité photovoltaïque et la production d'eau chaude. Ce système innovant intègre des panneaux photovoltaïques traditionnels avec un dispositif de collecte de chaleur pour maximiser l'utilisation de l'énergie solaire.
Les cellules photovoltaïques sur le dessus utilisent la lumière du soleil pour générer de l'électricité comme les panneaux classiques, et l’échangeur de chaleur en dessous permet de transférer la chaleur du soleil à un liquide domestique tel que l'eau chaude sanitaire ou le chauffage intérieur.
Cependant, l’entretien de ce dispositif est plus contraignant, car il est nécessaire pour un bon fonctionnement de changer le filtre de l’installation tous les ans.
Les cellules photovoltaïques sur le dessus utilisent la lumière du soleil pour générer de l'électricité comme les panneaux classiques, et l’échangeur de chaleur en dessous permet de transférer la chaleur du soleil à un liquide domestique tel que l'eau chaude sanitaire ou le chauffage intérieur.
Cependant, l’entretien de ce dispositif est plus contraignant, car il est nécessaire pour un bon fonctionnement de changer le filtre de l’installation tous les ans.
Les panneaux photovoltaïques à concentration
Ils sont aussi appelés panneaux solaires thermodynamiques et sont constitués de petits miroirs qui renvoient la lumière du soleil vers un liquide caloporteur. Ce liquide va ensuite vers un échangeur qui produit de la vapeur.
Le fluide caloporteur a la possibilité d’être maintenu à haute température pendant plusieurs heures, ce qui permet de différer la production d'énergie durant la nuit par exemple. Cela évite ainsi le stockage.
Le fluide caloporteur a la possibilité d’être maintenu à haute température pendant plusieurs heures, ce qui permet de différer la production d'énergie durant la nuit par exemple. Cela évite ainsi le stockage.
Les tuiles solaires
Les tuiles solaires ressemblent aux tuiles classiques, cependant, elles sont composées de cellules photovoltaïques et d’un verre de protection en silicium, et sont électriquement reliées entre elles. Ce système garantit l’étanchéité du toit, mais permet également de transformer l’énergie solaire en électricité.
Les technologies prometteuses en développement
Le panneau solaire transparent
Son principe est de laisser passer la lumière du soleil, en produisant de l’énergie verte. Actuellement, ce type de panneau n'est pas commercialisé et est toujours au stade de recherche.
Cette technologie pourrait être utilisée pour des fenêtres, des pare-brises…Cependant, son rendement n'est pas satisfaisant, il est entre 1 % et 3 % en comparaison d’un panneau classique ou le rendement est plutôt compris entre 15 % et 25 %.
Le panneau solaire nocturne
L’objectif de ce type de panneau solaire serait de produire de l’électricité durant la nuit en utilisant les flux de chaleur. Grâce à des cellules thermoradiative, la chaleur serait transformée en énergie.
Actuellement, cette technologie est au stade de recherche, et seuls des prototypes ont été développés. Néanmoins, cette innovation est prometteuse, et pourrait permettre une production électrique en continu, et pas seulement au moment où le soleil brille.
Conclusion
Ces dernières années, de nombreuses innovations en termes de panneaux solaires ont vu le jour. Cependant, les panneaux solaires les plus efficaces sur le marché actuellement, restent les panneaux solaires classiques en silicium monocristallin, car ils offrent un rendement allant de 15 % à 25 %. Certaines technologies que nous avons détaillées pourraient être plus efficaces, mais elles ne sont encore que très peu présentes sur le marché.
Pour en savoir plus, sur les nouvelles technologies ➡️ La peinture solaire : une révolution dans le domaine de l'énergie solaire ?
Vous êtes un particulier et vous souhaitez installer des panneaux solaires photovoltaïques ? Cozynergy vous accompagne pour concrétiser votre projet et bénéficier des meilleures solutions de rénovation énergétique. N’hésitez pas à faire une demande de rappel via ce lien, ou à simuler directement votre projet ici.
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15% à 20%
C'est le rendement que peut offrir un panneau solaire monocristallin.
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