Des Fenêtres qui Produisent de l'Électricité

Le fabricant allemand de systèmes de façades Ehret a présenté SolarSlide, un volet coulissant avec des modules photovoltaic intégrés conçus pour transformer les façades de bâtiments en générateurs d'électricité. Développé en collaboration avec le Fraunhofer Institute for Solar Energy Systems (Fraunhofer ISE), le produit est disponible en France depuis janvier et représente une nouvelle approche des building-integrated photovoltaics (BIPV) qui combine l'ombrage solaire à la génération d'électricité sur site.

Chaque module glass-on-glass mesure un mètre sur un mètre et contient 25 cellules de monocrystalline silicon produisant environ 141,7 watts. Installé comme un panneau coulissant devant les fenêtres, le volet remplit une double fonction : filtrer la lumière directe du soleil pour réduire les gains de chaleur estivale et les charges de air conditioning, tout en convertissant simultanément cette lumière solaire en électricité utilisable.

Deux Configurations pour Différentes Échelles

Ehret propose le SolarSlide en deux configurations ciblant différents segments de marché. La version standard de SolarSlide est conçue pour les installations commerciales et résidentielles de moyenne envergure. Elle se connecte à des inverters externes et des systèmes de stockage d'énergie, permettant l'intégration avec l'infrastructure électrique existante du bâtiment. Plusieurs volets peuvent être connectés en série ou en parallèle selon l'architecture du système d'énergie du bâtiment.

Le SolarSlide Pro inclut un microinverter intégré et peut se connecter directement à un outlet standard de 230 volts. Cette approche plug-and-play cible les petits projets résidentiels et les rénovations où la simplicité est primordiale. Un propriétaire peut avoir des volets installés et générer de l'électricité sans recâbler son panneau électrique ou installer un système d'inverter séparé, une réduction significative de la complexité et du coût d'installation.

Les deux versions utilisent la même conception de module principal : une construction glass-on-glass colorée sans structures de cellule visibles. Les cellules sont intégrées entre deux couches de verre avec un revêtement de couleur qui dissimule l'apparence typique bleu foncé ou noire des cellules solaires en silicium. Cela permet aux architectes de spécifier des couleurs de volet qui complètent le design de la façade d'un bâtiment plutôt que d'imposer l'apparence industrielle des panneaux solaires conventionnels.

L'Opportunité du Marché BIPV

Les building-integrated photovoltaics sont discutées depuis des décennies mais ont du mal à atteindre une adoption généralisée. Le défi fondamental a été le coût : les panneaux solaires sur toit dédiés sont moins chers par watt que les solutions building-integrated parce qu'ils utilisent des designs standardisés fabriqués à grande échelle. Les produits BIPV, en revanche, doivent être personnalisés pour s'adapter à des éléments de bâtiment spécifiques et sont produits en volumes beaucoup plus petits.

SolarSlide contourne ce défi en intégrant la PV dans une catégorie de produits - les volets coulissants - qui existe déjà sur les marchés de la construction européens. Les volets coulissants sont un élément architectural courant dans les bâtiments Mediterranean et Central European, utilisés pour le contrôle de la lumière, l'intimité et la régulation thermique. En ajoutant une capacité PV à un type de produit existant, Ehret évite le besoin de convaincre les architectes et les constructeurs d'adopter un élément de bâtiment entièrement nouveau.

La Directive Energy Performance of Buildings de l'European Union crée également des vents favorables réglementaires pour les produits BIPV. La directive exige que les bâtiments nouveaux soient progressivement plus efficaces énergétiquement, les bâtiments à énergie quasi-nulle devenant la norme. La PV montée en façade peut aider les bâtiments à répondre à ces exigences lorsque l'espace de toit est insuffisant, particulièrement pour les bâtiments résidentiels et commerciaux de plusieurs étages où la surface de façade dépasse de loin la surface de toit.

Rendement et Considérations Pratiques

À 141,7 watts par panneau d'un mètre carré, la production du SolarSlide est modeste par rapport aux panneaux de toit. Une fenêtre résidentielle typique pourrait accueillir un ou deux volets, générant environ 140 à 280 watts. La proposition de valeur s'améliore avec l'échelle. Un bâtiment commercial avec des dizaines de fenêtres orientées sud et ouest pourrait installer un ensemble substantiel de panneaux SolarSlide, générant collectivement plusieurs kilowatts de puissance.

La double fonction d'ombrage et de génération crée une synergie énergétique intéressante. En bloquant la lumière directe du soleil, les volets réduisent les charges de air conditioning - une dépense énergétique majeure pendant les mois d'été. L'électricité qu'ils génèrent peut partiellement compenser le besoin d'énergie de refroidissement restant. Cet effet combiné est plus important que l'une ou l'autre fonction seule et peut être quantifié dans les outils de modélisation énergétique des bâtiments pour soutenir les calculs de conformité réglementaire.

Installation et Architecture

Le système coulissant monté sur rail est basé sur les conceptions d'aluminum joinery existantes d'Ehret, qui sont déjà largement utilisées dans la construction de facades européennes. Cela signifie que les architectes et les entrepreneurs travaillant avec le produit peuvent utiliser des techniques d'installation et un matériel familiers. Les volets glissent le long de rails montés au-dessus et au-dessous des fenêtres, permettant aux utilisateurs de les positionner pour un ombrage optimal ou de les rétracter complètement lorsque l'ombrage n'est pas nécessaire.

Les connexions électriques passent par les rails de montage et se connectent au câblage du bâtiment aux points de jonction désignés. Pour la version Pro avec microinverters intégrés, la sortie est une puissance AC standard qui se connecte directement au circuit électrique du bâtiment - aucun câblage spécial ni équipement n'est nécessaire au-delà d'un outlet standard.

SolarSlide rejoint un nombre croissant de produits BIPV qui estompent la ligne entre les matériaux de construction et les systèmes énergétiques. À mesure que les bâtiments deviennent de plus en plus électrifiés et que les energy codes se renforcent, les façades qui produisent de l'électricité passeront d'une curiosité architecturale à une nécessité pratique.

Cet article est basé sur les reportages de PV Magazine. Lire l'article original.