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Le photovoltaïque intégré au bâtiment, des systèmes à fort potentiel

31/08/2020 Zoom sur

Vers l’infini et au-delà !

Les systèmes photovoltaïques intégrés au bâtiment – ou BIPV – sont généralement reconnus comme des matériaux photovoltaïques qui sont utilisés pour remplacer les matériaux de construction conventionnels dans certaines parties de l’enveloppe du bâtiment telles que les toits, les puits de lumière ou les façades. Ainsi, ces systèmes englobent à la fois des aspects énergétiques (liés à la production d’électricité) mais aussi à des aspects liés au bâtiment lui-même (à la fonction de matériau de construction). Aujourd’hui, nous pouvons identifier quatre catégories de bâtiments sur lesquels les produits BIPV peuvent être installés : les bâtiments résidentiels, les bâtiments tertiaires et industriels légers, les équipements publics et enfin les structures commerciales. Chacun d’entre eux a ses propres spécificités, en termes de caractéristiques techniques, architecturales et économiques. Ceci est le point de départ de nombreuses possibilités.

Ainsi, les systèmes BIPV reposent sur trois grandes catégories de technologies :

  • Les panneaux solaires en silicium cristallin principalement utilisés pour les centrales au sol et sur les toits par exemple ;
  • Les technologies à base de couches minces telles que : Silicium cristallin amorphe, CIGS (Cuivre Indium Gallium Selenide) ou Cadmium Tellurure – qui peuvent être partiellement transparentes, rouges, bleues, jaunes, et peuvent être intégrées sur les toits ou dans le verre et être montées sur mur-rideau et puits de lumière par exemple ;
  • Le photovoltaïque organique (OPV), comme le film ASCA®, qui englobe les caractéristiques des films minces avec une faible empreinte carbone et une promesse de coût de production inférieur grâce au processus roll-to-roll.

Les films minces et les modules organiques peuvent être laminés dans des éléments de l’enveloppe du bâtiment ou être montés directement sur le substrat de l’enveloppe du bâtiment.

Encore plus pour le BIPV que pour les applications PV grand public, le choix d’une technologie par rapport à l’autre, par ex. organique, couche mince ou le silicium cristallin, est fait selon le type d’application, ainsi que les performances et les exigences esthétiques souhaitées.

En servant simultanément de matériaux d’enveloppe du bâtiment et de générateurs d’énergie, les systèmes BIPV peuvent permettre des économies de matériaux et d’électricité, de réduire l’utilisation de combustibles fossiles et peuvent aussi permettre d’ajouter un intérêt architectural au bâtiment.

L’Europe a une longue histoire de recherche et de projets BIPV. Aujourd’hui, la France et l’Italie sont respectivement deuxième et troisième marchés en termes de capacités BIPV installées cumulées, grâce à leurs anciennes politiques spécifiques BIPV. Des études montrent que les façades de bâtiments existants, avec une exposition solaire appropriée, représentent plus de 4 000 millions de m² en UE. Cela montre qu’il existe un réel potentiel pour la technologie OPV pour répondre à ce marché en croissance constante.

Le film OPV ASCA® : une infinité de possibilités

ARMOR fabrique le film ASCA®, un film photovoltaïque organique ultra-fin aux propriétés uniques et à un impact environnemental minimal. Sa flexibilité, sa semi-transparence et sa légèreté en font la solution n°1 des produits BIPV. En effet, l’aspect esthétique est essentiel pour attirer l’intérêt des architectes et la technologie ASCA® permet de créer des modules free-form. ARMOR adopte une approche sur mesure pour chaque projet. Nous visons à créer une solution sur mesure unique. En outre, cette approche est compatible avec une capacité de production de masse. Avec 1 million de m² de capacité, ARMOR prévoit de développer dans les prochaines années une Giga Factory qui bénéficiera d’une efficacité accrue et de la réduction du coût des polymères organiques et contribuera pour une large part au déploiement du BIPV.

Glass laminated OPV

À titre d’exemple, nous pouvons jeter un œil à un projet mené par ARMOR solar power films GmbH à Marburg, en Allemagne. Un bâtiment existant était équipé d’une cage d’ascenseur externe. Des façades en verre avec des modules BIPV ASCA® ont été intégrés pour alimenter la ventilation de l’ascenseur. Une famille composée de quatre modules OPV différents a été conçue pour ce projet.

Solar BAPV installation

Un autre exemple d’OPV intégré est le pavillon allemand de l’exposition universelle de Milan où des modules organiques ont été laminés dans des feuilles de polycarbonate. Les formes des modules ont été spécifiquement conçues pour ce projet. L’ensemble de l’installation est légere et a été calculée pour résister à la force du vent.

External thermal insulation integration

Enfin, voici un exemple de modules OPV intégrés à un projet d’isolation thermique extérieure qui a été déployé dans le cadre de travaux de rénovation thermique d’un bâtiment. Il est possible de jouer sur les formes, les tailles, les motifs et couleurs pour obtenir un rendu esthétique.

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