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Zoom sur l’OPV, un allié énergétique souple et polyvalent

12/06/2019 Zoom sur

Panneaux silicium ou films organiques (OPV) ?

Il existe différentes technologies photovoltaïques mais la plus connue d’entre elles est le panneau solaire rigide couramment installé dans les centrales solaires, sur les toitures des bâtiments et des habitations. Cette technologie est la première génération mise au point et les cellules photovoltaïques sont constituées à partir d’un minéral transformé : le silicium.

Une deuxième génération s’en est suivie, composée cette fois de silicum amorphe et fabriquée à partir de fines couches de ce minéral, ce qui donne plus de souplesse à la technologie.

Enfin, la troisième et dernière génération sur le marché est en revanche à base de polymères et donc sans silicium. Le photovoltaïque organique (OPV) est une technologie dont la composition est enduite en fines couches pour la rendre très flexible, légère et semi-transparente. Alors laquelle choisir parmi ces 3 types de technologies ?

Comment savoir quelle technologie photovoltaïque est adaptée à votre projet ?

Bien que les différences soient nombreuses, des complémentarités à l’usage pourraient bien être envisagées entre certaines technologies. Il faut bien comprendre que les matériaux et les composants ne sont pas les mêmes en fonction des solutions photovoltaïques et que leurs propriétés et leurs utilisations varient tout autant.

Les panneaux solaires rigides en silicium

Ces panneaux de première génération ont l’avantage d’avoir un rendement énergétique important et une certaine robustesse aux conditions extérieures. Du fait de leur composition minérale, ils ont malheureusement un impact considérable sur l’environnement en plus d’être rigides et lourds. Ces panneaux s’adaptent donc uniquement aux surfaces planes capables de supporter un certain poids, ce qui limite leur utilisation dans de nombreux cas…

Les panneaux solaires souples en silicium

Les panneaux de deuxième génération en silicium amorphe sont composés de cellules déposées en fines couche s. Cela leur confère une épaisseur beaucoup plus faible que les panneaux rigides et une relative souplesse bien adaptée par exemple pour des petits appareils solaires et d’autres applications, y compris dans le bâtiment.

Les films solaires flexibles et semi-transparents à base de polymères organiques

Au contraire de toutes les autres, les technologies photovoltaïques à base de polymères organiques présentent quant à elles l’avantage d’être issues d’un procédé de fabrication bas carbone très peu énergivore. En prime, leur impact sur les ressources naturelles est minimal puisqu’un faible volume de matières premières est en effet nécessaire pour les produire. En réalité, des couches extrêmement fines de polymères sont déposées sur des films minces et l’avantage de ce procédé est de permettre une meilleure intégration dans les applications grâce à leur légèreté, leur finesse, leur souplesse et leur semi-transparence.

OPV_transparence_asca

Le support conditionne-t-il le choix de la technologie solaire ?

Pour installer des panneaux photovoltaïques rigides, les matériaux adaptés pour servir de supports sont essentiellement ceux que l’on retrouve dans les constructions comme le béton, les structures en métaux lourds ou le bois. En revanche, l’OPV aura, en plus de sa capacité à s’intégrer sur ces mêmes supports, plus de polyvalence. Il possède effectivement une bien meilleure conformabilité à des structures incurvées ou sur des matériaux souples, légers ou à faible portance.

Parmi les matériaux particulièrement bien adaptés à l’intégration de films OPV, on retrouve les plus connus comme le textile ou le papier mais aussi ceux qui sont habituellement présents dans les bâtiments comme :

  • le polycarbonate,
  • le verre,
  • le métal,
  • l’ETFE,
  • le béton,
  • le composite,

De plus, l’utilisation de l’OPV est largement recommandée pour solariser tout ce que l’on peut considérer comme faisant partie de « l’enveloppe du bâtiment ». Il peut s’agir des toitures, des façades, des ombrières ou encore des garde-corps par exemple.

Allier les technologies solaires pour exploiter toutes les surfaces d’une application

En définitive, on s’aperçoit que l’énergie solaire élargit largement ses champs d’application grâce à l’apparition de l’OPV. Mais s’il serait tentant de penser que chaque technologie a ses applications dédiées, la vérité est qu’il est possible d’envisager une complémentarité et de les associer sur une même application. Pourquoi ne pas envisager par exemple d’équiper une habitation avec des panneaux rigides sur son toit et des films OPV sur ses surfaces vitrées (fenêtres, vérandas, etc.) ?

On le sait, les panneaux solaires rigides exigent des supports très résistants et des surfaces planes. Par conséquent, sur les applications visées, seules les parties respectant ces critères pourront être couvertes de panneaux solaires. En revanche, les films OPV constituent la solution idéale pour contourner tous les inconvénients du panneau solaire s’il est question de solariser :

  • des vitrages,
  • des serres,
  • des surfaces design et esthétiques de certains projets architecturaux,
  • des solutions nomades dans les domaines militaires, sportifs ou du secteur de la téléphonie,
  • des objets connectés indoor dans les secteurs de la domotique ou des jouets (pour remplacer les piles).

Le Saviez-vous ?

L’énergie photovoltaïque n’est pas une invention du début du XXIème siècle ! Déjà en 1954, les laboratoires Bell expérimentent l’alimentation de certains appareils domestiques par une cellule solaire. Le satellite Vanguard est ensuite le premier à être alimenté par des panneaux photovoltaïques en 1958. Durant les années 1960, l’utilisation des panneaux solaires pour les applications spatiales se généralise et c’est au tour des applications terrestres et maritimes d’en être équipées à partir des années 1970. Le premier bâtiment autonome est expérimenté quant à lui pour la première fois en 1974. La performance est alors spectaculaire pour l’époque !

Interview de Moïra Asses, Marketing & Business Development Manager

Moïra est en charge de promouvoir, développer et commercialiser la technologie photovoltaïque organique ASCA®, un film solaire conçu et produit par le groupe industriel ARMOR, près de Nantes.

Avez-vous une spécialisation dans un domaine d’application précis ?

« Nos champs d’application sont très variés. Avec nos films solaires, nous équipons aussi bien des bâtiments comportant des toitures fragiles ou légères que des façades, des bardages, des structures métallo-textile…ou bien encore des accessoires dans le domaine de la bagagerie ou le mobilier urbain ! La force du film photovoltaïque ASCA®, c’est sa polyvalence infinie sur n’importe quelle application. D’une part, certains de nos clients cherchent à rendre leurs applications autonomes des réseaux électriques. D’autres y voient surtout l’opportunité de solariser des surfaces viabilisées pour les rendre « actives », c’est-à-dire productrices d’énergie. Quel que soit leur besoin, nos clients comprennent tout de suite l’intérêt de notre technologie ASCA® et de notre collaboration pour équiper leurs produits et donner une nouvelle dimension à leur projet. »

Comment équiper son application d’un film ASCA® ? Quel accompagnement proposez-vous à vos clients pour garantir la bonne intégration de votre film dans leur projet ?

« L’intégration du film ASCA® est relativement simple, compte-tenu de la complexité d’installation d’un panneau solaire, mais tout dépend bien sûr de l’application et de l’usage attendu. Equiper par exemple un accessoire de bagagerie consistera à coudre le film solaire, presque comme s’il s’agissait d’un autre composant, mais il reste ensuite à y associer une connectique et une solution de stockage adaptées pour exploiter l’énergie produite. ASCA® est une technologie légère et donc facile à manipuler, son procédé d’intégration global, une fois défini et maîtrisé, s’intègre au processus de fabrication en interne des produits de nos clients. Ceux-ci ont la possibilité d’être accompagnés dans toutes les étapes de leur projet par notre bureau d’étude interne – l’ASCA® Solutions Lab – jusqu’à la mise sur le marché du produit. »

Parole d’expert : Nicolas Vannieuwenhuyse, Responsable Bureau d’Etudes au sein d’ARMOR

Nicolas dirige l’ASCA® Solutions Lab et supervise les projets d’intégration du film ASCA®.

« Le bureau d’étude est composé de compétences pluridisciplinaires (mécanique, électrique, électronique, design et matériau) au service des projets qui nous sont confiés. Pour accompagner efficacement nos clients dans leur projet d’intégration, quels que soient leurs applications et leurs besoins, nous mettons tout notre savoir-faire et notre expérience à leur service. Nous accompagnons aussi bien des start-up que des grands groupes. Au total, près de 200 professionnels ont déjà fait appel à notre expertise pour étudier leur projet et leur apporter des réponses et des solutions sur-mesure. Pour chacun des projets que nous suivons, notre mission est d’aider nos clients à aller toujours plus loin dans le développement et l’amélioration de l’efficience énergétique de leurs applications en fonction des usages attendus par les utilisateurs ou nos clients. Nous leur proposons de travailler en co-développement sur des solutions innovantes. Enfin, nous mettons à leur disposition un réseau de partenaires que nous avons sélectionné pour faciliter l’industrialisation et la mise sur le marché de leurs produits. »

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