Les applications du photovoltaïque souple en bâtiments à Intersolar 2018

Les solutions photovoltaïques souples ont eu leur heure de gloire, il y a 10 ans grâce notamment à l’américain United Solar Ovonics et au suisse Flexcel. Mais les divers fournisseurs de ces solutions ont disparu en l’espace de deux années après la crise de 2008. Elles sont de retour en force cette année à Intersolar, conservant leurs nombreux avantages et mais incorporant de nouvelles technologies.

Le marché naturel des panneaux photovoltaïques souples est celui des toitures métalliques, rectilignes ou courbes. ©PP

Les avantages des solutions photovoltaïques souples

Un panneau souple encapsule des cellules photovoltaïques dans des membranes à base de matériaux de synthèse. Le module ainsi fabriqué est complètement étanche. Il se met en oeuvre par collage, sans percement des façades ou des toitures. Il est insensible à la grêle et extrêmement léger, pesant entre 1 et 3 kg/m², avec sa fixation par collage.

Les dimensions proposées vont du carré de 10 cm x 10 cm à des bandes de plusieurs mètres de longueur. Leur marché de prédilection est la toiture métallique à charpente légère. Imaginez un toit d’hypermarché. Calculé au plus juste, il supporte les contraintes météorologiques prévisibles – poids de l’eau de pluie, de la grêle, de la neige -, mais guère plus. Il ne peut accepter le poids supplémentaire d’une installation photovoltaïque classique : panneaux et fixations.

En revanche, coller des panneaux souples sur ces milliers de m² de toitures métalliques inoccupés est parfaitement possible. De plus, le poids et réparti de manière égale sur la toiture et non-concentré sur les potelets des fixations. Enfin, les modules souples s’accommodent parfaitement des toitures ou façades courbes.

Un panneau souple DAS Energy peut être vrillé : deux courbures simultanément. ©PP

Des modules en silicium cristallin chez DAS Energy

L’autrichien DAS Energy propose des modules souples dotés de cellules en silicium monocristallin à 4 busbars, des cellules polycristallines sont disponibles sur demande. Les cellules sont tout à fait classiques. Le poids des modules commence à 2,5 kg/m². Les modules peuvent être collés à une surface métallique ou maçonnée, vissés, rivetés, … Ils ne craignent ni la grêle, ni la poussière.

La surface de leur finition – brevetée et constituée d’un film ETFE – n’est pas tout à fait lisse. Ce qui lui donne un effet anti-réflexion de la lumière. Les cellules sont encapsulées dans une membrane en matière plastique renforcée de fibres de verre. La sous-face est un PET à haute résistance.

DAS Energy propose des modules composés de rangs de 1 à 6 cellules et comptant 6 à douze rangs. Ce qui donne des modules de 6 à 72 cellules, avec des puissances de 27 à 340 Wc. Les boîtes de jonction électriques sont soit sur l’avant, soit à l’arrière des modules. La tension maximale admissible dans le système est de 1000 V. Et la plage de température de fonctionnement de ces modules va de -40 à +85°C. Un module de 72 cellules pèse 6,7 kg pour une épaisseur de 2 mm et une surface 2024 x 991 mm, soit environ 3,35 kg/m².

Outre des panneaux standards, DAS Energy est capable de fabriquer des modules sur mesures de formes variées. ©PP

Un partenariat entre DAS Energy et le Groupe Dubreuil

En plus de ces modules standards, DAS Energy sait proposer des modules personnalisés où les couleurs et les formes répondent à la demande des clients. Jeudi 21 juin, DAS Energy et le groupe vendéen Dubreuil ont signé une lettre d’intention qui sera rapidement suivie d’un contrat. Il s’agit pour les deux partenaires de partager les efforts et les risques pour rendre les produits DAS Energy compatibles avec les exigences du marché français du bâtiment.

DAS Energy est en effet anxieux que ses produits soient normalement assurables en France. Le groupe Dubreuil et DAS Energy vont donc examiner les voies les plus rapides et les plus fructueuses pour que les capteurs photovoltaïques souples soient commercialisables en France. Il n’y en a que trois : l’Avis Technique Expérimental pour des chantiers tests, suivi par un Pass Innovation, ensuite transformé en Avis Technique en bonne et due forme.

Le groupe Dubreuil, présent dans le transport aérien, l’énergie, … , a acquis une société d’installation photovoltaïque il y a dix ans, puis créé Solingest, une société d’investissement pour installer du photovoltaïque sur ses propres bâtiments. L’ensemble est désormais regroupé dans « Groupe Dubreuil Energies Nouvelles » qui gère aujourd’hui 98 centrales PV en toiture avec une puissance installée totale de 24 Mc. Employant plus de 4500 personnes, le groupe Dubreuil devrait atteindre un chiffres d’Affaires consolidé de 2 milliards d’Euros en 2018.

DAS Energy ne craint pas non-plus la couleur, avec des résultats mitigés : les cristaux du silicium deviennent clairement visibles. ©PP

Les modules souples en CIGS de Global Solar

L’américain Global Solar, désormais propriété du groupe chinois Hanergy, spécialiste du photovoltaïque en film mince, montrait à Intersolar son offre de panneaux souples portant des cellules en CIGS. Le CIGS (Copper Indium Gallium DiSelenide) affiche des rendements un peu moindres que ceux du silicium cristallin, bien que Solibro, une autre société du groupe Hanergy, commercialise depuis février dernier un panneau CIGS atteignant un rendement de 18,72%.

Le CIGS offre cependant une meilleure tenue face à l’élévation de température et un meilleur comportement à basse lumière. La gamme PowerFlex de Global Solar est disponible en 12 modules de 100 à 315 Wc, avec une épaisseur inférieure à 3 mm, une largeur constante de 494 mm et des longueurs de 2068, 3978 et 5411 mm, pour un poids moyen de 2,3 kg/m².

Global Solar utilise des cellules CIGS de 211,5 x 58 mm et monte une diode de bypass toutes les deux cellules, ainsi que sur la boîte de jonction. Le principal intérêt de ces panneaux est leur comportement en faible irradiation (faible lumière). Si l’on prend un indice 100 pour le comportement des panneaux en irradiation STC (Standard Test Conditions) de 1000 W/m² avec une température de cellules de 25°C, l’indice atteint 100,9 pour 800 W/m², 101,5 pour 600 W/m², 100,7 pour 400 W/m² et encore 97,1 pour 200 W/m².

Alwitra, une marque longtemps fameuse pour ses solutions de panneaux souples Evalon Solar collés en toiture, constitués à partir des modules du défunt United Solar Ovonic, a désormais adopté les solutions DAS Energy. ©PP

Le russe Hevel Solar montrait à Intersolar un prototype de panneau souple. Il devrait être commercialisé en 2019. SunPower, propriété de Total, a dévoilé deux modules souples de 50 et 100 Wc à base de cellules en silicium monocristallin. ©PP

Le groupe Hanergy propose des panneaux souples à base de CIGS sous plusieurs marques, dont Global Solar et MiaSolé. ©PP