Panneau solaire nouvelle génération : Les avancées technologiques qui révolutionnent l’industrie

L’arrivée des panneaux solaires a été accueillie avec beaucoup d’enthousiasme par les consommateurs d’énergie. En plus de faciliter l’indépendance énergétique des foyers, ces dispositifs participent à une véritable démarche écoresponsable. Depuis, le panneau solaire n’est pas resté ce module de taille moyenne, recouvert de verre, qui se pose sur le toit. L’industrie photovoltaïque n’a cessé de faire sa mue pour proposer à ses consommateurs des produits de plus en plus performants. Au-delà du panneau mobile, les industriels se sont tournés vers des produits plus sophistiqués. Après avoir présenté le panneau solaire classique, intéressons-nous à ces innovations.

Brefs rappels sur le panneau solaire classique

Le panneau solaire est un module qui capte la lumière du soleil et la transforme en énergie électrique ou en chaleur sous l’effet photovoltaïque. Son histoire remonte en 1839, lorsque Alexandre-Edmond Becquerel découvre que des matériaux « semi-conducteurs » chargés d’électrons peuvent se mettre en mouvement, lorsqu’ils absorbent l’énergie des photons contenus dans la lumière. Depuis la découverte de cet ingénieur, les panneaux ont vu le jour. Ils sont constitués de :

• Un cadre en aluminium ;
• 01 couche de verre qui protège la surface du panneau des chocs extérieurs et de la saleté ;
• Deux couches d’encapsulant en éthylène-acétate de vinyle (EVA) qui entourent la matrice cellulaire pour l’isoler de l’humidité et des infiltrations d’eau de pluie ;
• Connexions en cuivre et/ou en argent ;
• Cellules de silicium.

Composant semi-conducteur qui émet les électrons au contact de la lumière, la cellule de silicium constitue le cœur du panneau solaire et de l’effet photovoltaïque. En fonction de la production visée, on retrouve deux principaux types de panneaux solaires, à savoir le panneau photovoltaïque et le panneau thermique. Le premier assure la production électrique pour alimenter les appareils électriques au quotidien. Le second (panneau solaire thermique), quant à lui, génère de la chaleur (eau chaude sanitaire, chauffage à eau), grâce à l’énergie solaire. À ces deux types principaux de panneaux, on ajoute le panneau hybride, capable de produire de l’électricité et de l’eau chaude par ses deux faces.

L’importance des innovations en matière de panneaux solaires

Puissante source d’énergie renouvelable qui n’entraîne pas d’émission de gaz à effet de serre, le panneau solaire est intéressant à plus d’un titre. Outre la qualité de l’empreinte environnementale des utilisateurs qui se trouve améliorée, ces appareils sont recyclables. Les industriels asiatiques et occidentaux, engagés dans ce secteur, ne cessent d’améliorer leurs offres. Les innovations dans le domaine des panneaux solaires se justifient par plusieurs éléments. La première raison qui justifie les innovations technologiques en matière de panneaux solaires, c’est l’accentuation de l’indépendance énergétique des utilisateurs. Si la consommation d’énergie verte contribue au mix énergétique, l’option des panneaux solaires de nouvelle génération favorise un développement considérable de meilleures approches et applications en termes d’énergie renouvelable. L’objectif principal des différentes innovations technologiques dans l’industrie photovoltaïque est de mettre sur pied des panneaux proposant une efficacité plus importante que les anciens. L’efficacité énergétique plus accentuée signifie que les panneaux solaires produisent plus et mieux d’électricité. Cela a des implications positives sur l’amélioration des performances et la rentabilité des installations solaires. La deuxième justification des panneaux solaires de nouvelle génération, c’est la nécessité de limiter les coûts d’installation et de production de ces dispositifs énergétiques. Les différentes avancées technologiques, en termes de procédés de fabrications et de choix de matériaux, permettent aux industriels de baisser les coûts de production et donc des installations solaires. On retrouve ainsi sur le marché de plus en plus de systèmes d’énergie solaire accessibles pour les ménages. La troisième importance des panneaux solaires de nouvelle génération, est qu’ils permettent de maximiser le temps d’utilisation des modules. Les innovations technologiques en la matière permettent d’améliorer la durabilité des panneaux. La majorité des modules solaires de nouvelle génération sont fabriqués à base de matériaux hyper résistants aux conditions climatiques. Leur durée de vie est prolongée au même titre que leur rentabilité.

Les différentes technologies de panneaux solaires de nouvelle génération

Dans le secteur des panneaux solaires, des efforts sont faits par les fabricants pour proposer des produits plus écologiques, plus économiques et plus performants sur le marché. Si certains misent sur des matériaux ayant des grandes capacités de conversion d’énergie solaire, d’autres misent sur les formes, les processus de fabrication. La recherche et développement est effective. À côté des nouvelles technologies qui ont déjà pris corps, d’autres sont annoncées pour les jours à venir.

Les technologies actuelles

Les panneaux solaires thermodynamiques

Ils constituent l’une des technologies avancées les plus connues en matière de panneaux de nouvelle génération. Appelés panneaux à concentration, ils fonctionnent sur la base d’un principe relativement simple. Leurs miroirs captent le rayonnement solaire et le redirigent vers une unité chargée d’eau ou d’un liquide caloporteur. Le principal atout de cette technologie est que la chaleur est concentrée au niveau du liquide caloporteur. Plus la température de celle-ci est élevée, plus elle continue de générer de l’énergie électrique. Ce type de module peut produire du courant, même après le coucher du soleil.

Les panneaux solaires basés sur l’effet albédo

Le panneau solaire classique fonctionne généralement grâce à une face. Il existe désormais des panneaux solaires qui produisent l’électricité en se servant de leur face externe et interne. Il s’agit des panneaux à double-face, fonctionnant sur la base du principe de l’effet albédo. Comme pour tout panneau, la face externe de ce type de module capte les rayons de soleil et c’est la face interne qui subit l’effet albédo, selon lequel tout corps a la capacité de réfléchir les rayons solaires. Bien que la surface interne du panneau ne soit pas exposée directement au soleil, ses cellules vont capter le rayonnement solaire réfléchi par le sol désertique, le plan d’eau ou le sol enneigé. Grâce à cette technologie, les panneaux photovoltaïques produisent plus d’électricité.

Les panneaux solaires biverre

Ce sont des panneaux dotés de 2 couches de verre chargées d’encapsuler les cellules photovoltaïques. Ils se distinguent des panneaux classiques par 3 éléments :

• Une durée de vie plus longue ;
• Leur plus grande résistance à l’humidité, aux intempéries et aux chocs physiques ;
• Une stabilité de production d’énergie, même lorsque les températures sont extrêmes.

Les panneaux solaires intégrés aux bâtiments

C’est une innovation technologique qui consiste à intégrer les modules solaires dans l’architecture des bâtiments en les plaçant sur les fenêtres, les toitures ou les façades. Il s’agit de panneaux nouvelle génération, plus esthétiques et moins visibles que les modèles traditionnels. C’est le cas des tuiles solaires, des installations colorées, des panneaux solaires flexibles et ceux qui se posent directement sur les revêtements extérieurs.

Les solutions avenir

Il existe d’autres promesses en termes de panneaux solaires de nouvelle génération :

Les panneaux solaires à pérovskite

Les panneaux solaires constitués de cellules à pérovskite sont en pleine expérimentation. Ce sont des panneaux dotés de cellules solaires, capables de convertir efficacement la lumière du soleil en électricité. Légères, flexibles et peu coûteuses, ces cellules offrent un rendement plus intéressant que les cellules en silicium.

Les panneaux thermo radiatifs

Classiquement, le panneau solaire produit l’énergie sous l’effet du soleil, actif le jour. Seulement, il est possible de convertir l’énergie thermique en énergie électrique, grâce aux rayonnements infrarouges, actifs pendant la nuit. C’est le contenu du concept de panneaux thermo radiatifs. Cette solution d’avenir consiste à concevoir des dispositifs en vanadium et en titane, en vue de générer de l’énergie en direction d’un environnement froid.

Les panneaux solaires flottants

Récemment développés et actuellement expérimentés en Chine et en Belgique, les panneaux solaires flottants pourraient être les sources d’énergie pour les lacs, les fermes et les sites industriels. Ils fonctionnent par système de flottaison. Étant en perpétuel mouvement, ils dissipent la chaleur, réduisent le risque de surchauffe, refroidissent l’eau, en limitant le développement des bactéries.