Les bâtiments n’auront plus à faire de compromis sur la transparence des fenêtres lors de l’installation de panneaux solaires. Polysolar, basée à Cambridge, a une vision claire de l’avenir de l’énergie solaire et a lancé un remplacement des vitres en verre traditionnelles qui produisent également de l’énergie propre et renouvelable.

Polysolar existe depuis 2007, développant des systèmes photovoltaïques de nouvelle génération à base de polymères organiques. La société fournit des panneaux solaires sur le marché depuis environ cinq ans.

Le procédé d’impression

Le verre photovoltaïque (PV) utilise le même principe de base que les panneaux solaires que l’on voit sur les toits, mais il est transparent. La technologie utilisée est connue sous le nom de film mince, ce qui signifie simplement que la couche PV active est appliquée très finement. Contrairement aux panneaux solaires conventionnels où les monocristaux de silicium sont cultivés et découpés en tranches, la technologie à film mince dépose sous vide un film sur une couche de verre conduite.

Hamish Watson, PDG de Polysolar, explique le procédé, qui a été développé en collaboration avec le groupe chimique allemand Merck.

Données, insights et analyses qui vous sont livrés Voir toutes les newsletters de l’équipe Power Technology Inscrivez-vous à nos newsletters Inscrivez-vous ici

 » produit et développe notre matériel actif; une couche absorbante incolore qui peut être imprimée par liquide « , explique-t-il. « Il s’agit donc d’un procédé d’impression plutôt que de l’utilisation plus traditionnelle d’une grande chambre à vide.

« Vous imprimez sur un morceau de verre et vous avez une grille électrique imprimée. Vous mettez ensuite différentes couches, mais toutes sont imprimées les unes sur les autres, pour créer votre cellule. »

L’autre partenaire du projet est le Centre for Process Innovation (CPI), un institut de recherche financé par le gouvernement britannique qui possède un centre d’innovation à Sedgefield, dans le comté de Durham, spécialisé dans le domaine de l’intensification de la technologie pour la fabrication.

L’avantage de l’élément d’impression est que toutes les tailles, formes et variations du verre souhaitées par le client peuvent être produites.

Pourquoi le verre PV l’emporte sur la concurrence

Watson dit qu’il y a de nombreux avantages à utiliser du verre PV au lieu des panneaux traditionnels, en plus de pouvoir le voir à travers.
« Cela fonctionne à des niveaux de lumière inférieurs, donc cela fonctionnera à moins de 10% de la lumière solaire », explique Watson. « Il ne change pas son efficacité en fonction de la quantité de lumière qu’il reçoit. »

Cela signifie que ces panneaux peuvent être placés là où d’autres ne fonctionneraient pas normalement, comme sur des façades verticales de n’importe quel côté d’un bâtiment. La lumière ambiante et la lumière réfléchissante sont toutes absorbées, de sorte que la position des panneaux n’est pas aussi primordiale que pour les panneaux d’origine qui doivent absorber autant de lumière directe du soleil que possible.

De plus, lorsqu’un panneau est ombré, les autres ne sont pas affectés, ce qui peut être le cas lorsqu’il y a beaucoup de panneaux solaires ensemble dans une chaîne de série.

« Grâce à notre technologie, vous vous connectez en parallèle à des panneaux déjà à haute tension », explique Watson. « Cela signifie que si l’on est ombragé, tout le lot ne descend pas.

« Nous travaillons toujours à leurs performances optimales sur un tableau, plutôt que d’être au niveau de performance le plus bas de n’importe quel panneau d’une chaîne de série. »

Les panneaux solaires conventionnels sont moins efficaces plus ils sont chauds, et doivent donc être ventilés pour les garder au frais. Les panneaux polysolaires ne sont pas affectés par la température car ils peuvent être isolés directement et peuvent donc être ajoutés dans des doubles vitrages.

Le verre PV présente également l’avantage de réduire à la fois le gain thermique dans un bâtiment et ses pertes de chaleur.

« Nos panneaux, l’unité à double vitrage, sont l’équivalent en termes de performances d’une unité à triple vitrage », explique Watson. « Cela évite d’avoir à mettre des choses comme brise soleil et ce genre de chose pour ombrager les bâtiments. »

Essayer de garder les bâtiments au frais coûte cher, donc aider cela aura probablement un impact sur le montant d’argent que les entreprises dépensent pour la climatisation et les éléments d’ombrage.

« En fait, il élimine également une partie de la chaleur et la transforme en électricité, de sorte qu’une partie de la lumière infrarouge est convertie en électricité », explique Watson. « L’un des autres éléments clés est que les couches conductrices que nous utilisons pour constituer la cellule sont exactement les mêmes que celles que vous utilisez dans le verre à faible émissivité, vous mettez donc une couche extérieure conductrice transparente pour refléter la chaleur. »

Le verre PV est-il une alternative réaliste?

Watson explique que les besoins énergétiques moyens des immeubles de bureaux sont assez énormes, en raison d’une forte dépendance aux ordinateurs et aux systèmes de refroidissement.

« Cela dit, oui, on pourrait faire un bâtiment zéro carbone en le recouvrant de photovoltaïque « , ajoute-t-il.

Chaque panneau produit de 60 à 70 watts par mètre carré, de sorte que les bâtiments de grande surface, comme The Shard à Londres, produiront beaucoup plus d’énergie que ceux de petite surface. La quantité d’énergie produite variera considérablement en fonction de la forme et de la position du bâtiment, mais Watson affirme que des niveaux significatifs ont été atteints dans la plupart des études de cas.

Par exemple, Polysolar a construit un bâtiment au Building Research Establishment de Watford, qui dispose d’un atrium en verre de trois étages qui produit toutes ses exigences en matière d’énergie.

« De même, certains des autres bâtiments que nous avons produisent environ un tiers et la moitié des besoins en énergie », explique Watson.
En termes d’abordabilité, Watson dit que les panneaux polysolaires sont plus chers que les vitrages conventionnels, mais ce n’est qu’un coût supplémentaire marginal, et l’équipe travaille à rendre les panneaux plus efficaces et rentables tout le temps.

« Si vous érigez un mur-rideau sur un bâtiment, vous comptez entre 700 et 1000 £ par mètre carré », dit-il. « Le côté PV coûtera probablement de 150 à 200 £ par mètre carré, ce n’est donc qu’un pourcentage raisonnablement faible. »

Avec les économies d’énergie associées, Watson dit que les utilisateurs peuvent généralement s’attendre à un retour sur investissement dans les huit à dix ans suivant l’installation.

Amélioration de l’efficacité et de la pérennité

Les derniers panneaux polysolaires sont entièrement transparents, alors que les versions précédentes avaient une teinte orange. Cette amélioration les rend considérablement plus attrayantes et signifie également une flexibilité quant à leur fabrication dans différentes transparences, couleurs et tailles.

Watson dit que la technologie progresse et que l’entreprise travaille sur l’efficacité et l’attrait du verre.
« Plus vous pouvez les rendre efficaces, mieux c’est », dit-il. « Il est clair que si vous absorbez toute la lumière pour la transformer en puissance, il y a une limite à ce que vous pouvez aller sur le front de l’efficacité.

« Notre moteur principal pour le moment est donc l’esthétique, pour les rendre aussi proches et similaires, plus faciles à installer et aussi bon marché que le verre conventionnel. »

Il dit que si le verre polysolaire coûte finalement le même prix qu’un vitrage ordinaire, il n’y aurait aucune raison de ne pas l’utiliser pour les développements futurs, surtout si les coûts énergétiques sont réduits à long terme.

Watson affirme que cette technologie a un rôle à jouer dans la tendance vers des bâtiments zéro carbone, surtout si l’installation est aussi simple et accessible que les matériaux ordinaires.

« Il y a eu des débuts et des arrêts fracassants en termes de réglementations de construction dictant des bâtiments zéro carbone et le passage à des bâtiments zéro carbone », dit-il. « Mais d’une manière générale, c’est ainsi que le monde entier se dirige. »

Malgré le fait que le gouvernement britannique ne soit pas particulièrement proactif en matière de construction zéro carbone, Watson estime que le mouvement ne fera que s’accélérer.

« Le secteur du bâtiment lui-même prend les devants parce qu’il essaie de construire des bâtiments à l’épreuve du temps », dit-il. « C’est un processus établi pour y arriver. Le règlement européen arrive dans quelques années, ce qui le dictera. »