Les architectes les adorent : diversité esthétique grâce aux modules solaires semi-transparents à double vitrage pour les abris de voiture et les terrasses solaires

Le soleil, en traversant les modules à double vitrage, apporte une lumière abondante aux zones couvertes. Grâce à l'utilisation d'un verre trempé spécial de seulement 2 mm d'épaisseur (verre avant et arrière), le module solaire sans cadre ne pèse que 20 kg, ce qui le rend plus léger que certains modèles concurrents qui pèsent souvent 30 kg pour une puissance équivalente.

Les toitures privées ou publiques, comme celles des terrasses et des abris de voiture, sont valorisées tant sur le plan énergétique que visuel. L'esthétique des espaces lumineux et accueillants créés sous les modules transparents est saisissante et dissipe le scepticisme souvent manifesté par les architectes et les propriétaires de bâtiments à l'égard des systèmes photovoltaïques intégrés.

Testé avec succès selon la norme européenne EN 12600. Offre une protection contre les chutes d'éclats en cas de bris.

Cette protection contre les blessures dues au bris de verre est assurée par les modules solaires à double vitrage que nous recommandons. Une protection efficace contre l'effraction repose sur l'association du verre et d'un feuillet étirable servant d'intercalaire résistant et élastique.
La norme européenne EN 12600 (Verres dans la construction – Essai de choc au pendule) encadre les essais de ces feuillets verre-verre. Cette norme définit une méthode d'essai de choc et de classification du verre plat et s'applique de manière analogue aux modules à double vitrage feuilletés.

Le photovoltaïque intégré au bâtiment (PVIB) désigne l'intégration de modules photovoltaïques à l'enveloppe du bâtiment, visant non seulement la production d'énergie classique (conversion de la lumière solaire en énergie électrique), mais aussi des fonctions complémentaires. Le groupe de travail « Photovoltaïque dans le bâtiment », sous l'égide de la Fédération allemande des systèmes de construction (Bundesverband für Bausysteme e. V.), définit le PVIB comme l'intégration architecturale, physique du bâtiment et structurelle d'éléments photovoltaïques à l'enveloppe du bâtiment, en tenant compte des propriétés multifonctionnelles du module. Ces multifonctionnalités peuvent inclure la protection contre les intempéries, l'isolation thermique, la protection solaire, l'esthétique et le design, ainsi que la préservation de l'intimité, l'isolation acoustique, le blindage électromagnétique, la protection contre les effractions, et le contrôle et la transmission de la lumière.

Les systèmes photovoltaïques intégrés au bâtiment (PVIB) sont utilisés pour l'intégration en toiture, en façade, au niveau des fenêtres et pour les solutions de protection solaire. Des variations spécifiques à chaque projet (adaptées au bâtiment concerné) en termes de dimensions, de forme, de matériaux, de couleur, de transparence et de design sont recherchées afin d'obtenir une apparence générale aussi homogène que possible.

Pour répondre aux exigences architecturales et à la multifonctionnalité souhaitée, les modules photovoltaïques doivent être adaptables en termes de dimensions, de forme et de matériaux. Les différentes exigences d'intégration mécanique et électrique doivent également être prises en compte.

En résumé, deux types de technologies peuvent être utilisés pour les modules destinés aux systèmes photovoltaïques intégrés au bâtiment (BiPV) :

• cristallinssont constitués de plusieurs plaquettes de silicium, généralement connectées en série. L'espacement des cellules, variable selon la taille des plaquettes et les dégagements nécessaires à l'interconnexion et à l'isolation, se situe généralement entre 15 et 25 cm. Le matériau des cellules est classé en silicium monocristallin ou polycristallin, selon leur rendement. Ce rendement indique le pourcentage d'énergie solaire incidente convertie en énergie électrique. Les modules (mono)cristallins offrent actuellement le meilleur rendement (15-20 %) avec une orientation optimale. Cependant, dans le domaine du photovoltaïque intégré au bâtiment (PVIB), une telle orientation optimale (par exemple, une façade verticale) est généralement impossible. De plus, les solutions cristallines sont très sensibles à l'ombrage et subissent une réduction de leurs performances à haute température, conditions fréquentes dans les applications du bâtiment. Il est donc conseillé d'utiliser un logiciel de simulation pour déterminer le rendement énergétique réel. Les solutions cristallines offrent une grande flexibilité dans le choix du matériau d'encapsulation, un atout majeur pour le PVIB. Différentes épaisseurs de verre, ainsi que des plastiques, peuvent être utilisés. Cependant, les cellules cristallines sont très fragiles et ne peuvent être pliées. On peut également créer une semi-transparence dans des motifs simples.

• mincessont appliqués sur un substrat (généralement du verre). Avec ce type de substrat, la variation de taille est très limitée. Le choix des matériaux est également très restreint, car les températures très élevées utilisées lors de la fabrication des cellules photovoltaïques excluent certaines essences de verre (par exemple, le verre de sécurité). D'autres solutions à couches minces sont appliquées sur des bandes de plastique ou de métal (acier, cuivre). Ces solutions offrent actuellement la plus grande flexibilité en termes de taille et de conditionnement, et permettent des solutions flexibles et très légères (plastique/plastique). Les solutions à couches minces présentent actuellement des rendements de 6 à 14 %, selon la technologie utilisée, offrent de meilleurs rendements en cas d'orientation sous-optimale (lumière diffusée, faible luminosité) et leurs performances sont moins sensibles à la température.

programmes de financement spéciaux

Diverses mesures politiques encouragent l'utilisation du BIPV : sous l'impulsion des objectifs 20-20-20 et de la volonté de promouvoir les bâtiments à faible consommation d'énergie, certains pays (par exemple l'Italie, la France) offrent des tarifs majorés pour le BIPV en plus des tarifs de rachat (voir l'EEG en Allemagne).

En Suisse, les systèmes solaires intégrés aux toitures / systèmes photovoltaïques bénéficient de subventions plus importantes que les systèmes standards.

Directives de construction

Le recours au photovoltaïque intégré au bâtiment (PVIB) est fortement encouragé par le durcissement progressif des réglementations relatives à la performance énergétique des bâtiments (bâtiments à énergie zéro, empreinte carbone). En Allemagne, l'ordonnance sur les économies d'énergie (EnEV) fait office de référence, s'appuyant sur la directive européenne relative à la performance énergétique globale des bâtiments. Par ailleurs, il existe des systèmes d'évaluation de la durabilité des bâtiments, spécifiques à chaque pays et présentant différents niveaux de qualité, qui promeuvent également une haute efficacité énergétique et un faible impact environnemental. Citons par exemple la certification LEED (Leadership in Energy and Environmental Design) aux États-Unis, BREEAM au Royaume-Uni et le Conseil allemand du bâtiment durable (Gütesiegel Nachhaltige Bauungen).

Modules solaires : Échantillons de cellules solaires polycristallines et monocristallines – Image : Xpert.Digital / Petair|Shutterstock.com

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La conformité aux réglementations de construction relatives aux vitrages de toiture a été testée dans un institut accrédité selon la norme EN 12600 en ce qui concerne les propriétés suivantes :

• Contrôle des éclats : Même en cas de bris de vitre, aucun éclat de verre pointu ne devrait se détacher.
• résistance à la pénétration
• Capacité portante résiduelle : Le vitrage supérieur doit présenter une résistance élevée aux charges et conserver une capacité portante minimale même en cas de dommages.

Les modules solaires à double vitrage que nous recommandons ont passé tous les tests avec succès. Aucun module n'a été gravement endommagé, ni même perforé. Ils peuvent donc être utilisés pour les verrières, les installations en façade et les balcons. Il en résulte un large éventail d'applications, allant des terrasses et abris de voiture aux grandes marquises de parking, en passant par les toitures de bâtiments industriels et d'installations sportives.

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Les modules solaires en verre sont durables et extrêmement résistants aux intempéries. Aussi légers que les modules conventionnels, ils sont également faciles à installer. Leur principal avantage réside dans le matériau : le verre ne vieillit pas. Il offre une protection optimale aux cellules solaires et garantit ainsi un rendement élevé pour les modules pendant des décennies.

Lorsqu'on compare les modules solaires verre-verre aux modules verre-feuille, il est essentiel de prendre en compte le coût total sur la durée de vie. De plus, la quantité d'énergie produite par un module pendant cette période est cruciale. Les exploitants de systèmes photovoltaïques bénéficient d'un produit haute performance avec les modules verre-verre, dont la durée de vie est nettement supérieure à celle des modules verre-feuille. Ainsi, à un prix quasi identique et avec une durée de vie plus longue, le module solaire verre-verre produit beaucoup plus d'énergie solaire.

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