Une technologie PV à faible concentration innovante
Pour faire baisser les coûts de production d'électricité PV, le secteur de l'énergie solaire a été obligé de mettre en œuvre des solutions innovantes pour le déploiement à grande échelle de systèmes PV. Celles-ci devraient essentiellement permettre de réduire les coûts d'investissement et les délais d'amortissement énergétique, et d'apporter une longue durée de vie et de la souplesse aux systèmes. Le consortium SOLGAIN (Competitive stationary low concentrating solar module of novel design) a été mis en place pour répondre aux obstacles économiques, environnementaux et technologiques en développant de nouveaux concepts de systèmes LCPV stationnaires. L'objectif était d'atteindre un coût de 0,67 euros/Watt et d'optimiser l'assemblage des modules pour les applications commerciales. Par rapport aux systèmes à haute concentration, les systèmes LCPV sont plus faciles et moins chers à fabriquer et à entretenir. De plus, ils sont particulièrement adaptés pour l'intégration dans les bâtiments, offrant une alternative concurrentielle aux systèmes PV plats. Les collecteurs concentrateurs paraboliques et les concentrateurs à base de prisme sont des exemples de systèmes LCPV. Les chercheurs ont réussi à concevoir un système LCPV avec un collecteur concentrateur parabolique couplé à un prisme avec un grand angle d'acceptation qui devrait permettre d'optimiser la production annuelle d'énergie. En utilisant un matériau nanocomposite diélectrique transparent avec un indice de réfraction élevé, ils ont éliminé le besoin de suiveur solaire mécanique. Enfin, les chercheurs ont utilisé une cellule solaire à contacts de cuivre entrecroisés inversée à haut rendement pour optimiser les performances, éliminer les pertes liées à l'ombrage et réduire les coûts. Le développement de ces LCPV innovantes présente un potentiel important pour répondre aux besoins énergétiques au cours des heures de pointe. Ceci est dû à leur grand angle d'acceptation et leur capacité de capturer une grande partie des rayonnements solaires diffus en plus du composant direct. Le module PV à couche mince réduit la quantité de matériau actif. Cela a un impact important sur le délai de retour sur investissement énergétique, estimé à moins d'un an. Les chercheurs ont conçu les modules LCPV avec pour objectif la souplesse. Ces modules peuvent remplacer les matériaux de construction conventionnels dans certaines parties de l'enveloppe des bâtiments, en particulier dans les façades verticales. Améliorer les rendements de conversion énergétique des cellules tout en réduisant leurs coûts d'installation et en utilisant moins de matériaux actifs devrait faciliter le développement de modules rentables. Les prototypes du projet SOLGAIN devraient permettre d'augmenter les rendements de conversion et de diviser par cinq les quantités de matériaux actifs, ce qui devrait aboutir à des réductions de coût significatives.
Mots‑clés
Photovoltaïque à faible concentration, énergie solaire, amortissement énergétique, SOLGAIN, intégration dans les bâtiments
