Une innovation technologique majeure : Les cellules photovoltaïques en pérovskite

La cellule photovoltaïque en pérovskite est la découverte la plus prometteuse et la plus révolutionnaire de cette liste. Le meilleur panneau solaire est peut-être le panneau composé de cette cellule.

Je vous explique pourquoi.

Qu’est-ce qu’une cellule en pérovskite ?

Nommé d’après le nom d’un scientifique russe, la pérovskite est un minéral. On peut le trouver dans la nature mais c’est assez rare. Mais là où c’est intéressant, c’est que sa structure peut être reproduite facilement en combinant des éléments qui sont davantage disponibles.

Pour rappel, une cellule solaire utilise l’effet photovoltaïque pour convertir le rayonnement du soleil en électricité en utilisant un matériau semi-conducteur.

Aujourd’hui, 90% des panneaux solaires sont composés de silicium. C’est lui qui joue le rôle de semi-conducteur dans les capteurs.

Dans une cellule en pérovskite, c’est la pérovskite qui va jouer ce rôle.

Ce changement paraît anodin mais c’est en réalité une véritable innovation technologique.

Un rendement supérieur

Si l’on parle de découverte révolutionnaire, ce n’est pas pour rien.

Tout d’abord, une cellule en pérovskite a une meilleure efficacité que celle à base de silicium.

En à peine 10 ans de recherche, les chercheurs ont réussi à améliorer le rendement de leurs panneaux, passant de presque 4% à 28%.

Pour faire une comparaison : le rendement moyen d’une installation classique est de 18%. Et le rendement maximal de 25%. En sachant que pour arriver à ce résultat, il a fallu 70 ans de recherches.

Une facilité de production

Les panneaux composés de silicium sont complexes à produire. Le silicium doit être pur et sans défaut pour être utilisé. Il faut être très prudent lorsqu’on le manipule.

À l’inverse, la pérovskite est plus tolérante aux défauts. Il ne nécessite pas de soins particuliers pour être utilisé.

La production de ce type de cellules est facilité et plus rapide.

Un coût inférieur

Ce que je viens de vous expliquer, sur la tolérance de ce minéral, rend possible la fabrication de cellules avec des méthodes à bas coûts.

Cela permet de réduire considérablement les coûts de production.

Le Laboratoire National des Énergies Renouvelables américain (NREL) estime que les coûts de production de ce type de capteurs pourraient être 10 fois moins élevés que ceux des panneaux standards.

Si les coûts de productions sont bas alors le prix de vente sera lui aussi moins élevé.

D’ici peu de temps, vous pourriez investir dans un projet d’installation de modules pérovskites, en autoconsommation simple ou avec vente du surplus à EDF, pour un tarif très intéressant.

Vous feriez des économies d’électricité et rentabiliseriez rapidement votre installation.

Un matériau souple et transparent

La structure de ce minéral fait qu’il est très souple, léger et presque transparent. Imaginez tout ce qu’il est possible de faire avec un tel matériau.

Il pourrait être utilisé pour faire des vitres de fenêtres solaires qui laisseraient passer la lumière et produirait en même temps de l’électricité.

Découvrez une cellule pevroskite
Voici à quoi ressemble une cellule en pérovskite.

Ces caractéristiques le rendent même possible à intégrer dans une peinture ou un enduit.

Ces installations sont plus esthétiques et peuvent être intégrées sur presque n’importe quelle surface.

Quels sont ses inconvénients ?

La pérovskite ne peut avoir que des avantages. Ce serait trop beau.

Les cellules solaires à base de pérovskite sont aussi composées d’un peu de plomb, ce qui n’est pas du tout idéal pour l’environnement. Des expérimentations sont menées afin de remplacer le plomb par d’autres matériaux non-toxiques.

Un autre inconvénient est sa durabilité. Ce qui rend ce matériau si souple et léger le rend aussi plus fragile. Sa durée de vie est plus courte que celle du silicium.

L’aérovoltaïque continue de se développer

Les panneaux aérovoltaïques ne sont pas une réelle nouveauté de 2021 mais cette année, ils devraient se développer davantage.

Pour rappel, cette technologie permet de produire de l’électricité et du chauffage pour votre maison.

Les capteurs photovoltaïques reçoivent les rayons solaires et les transforment en électricité. Cela produit de la chaleur au dos du panneau et cet air chaud est ensuite transmis dans l’habitation pour la chauffer.

De plus, l’air qui passe sous le module pour être chauffé permet de refroidir les cellules photovoltaïques. Cela améliore leurs rendements. Vous ne le savez peut-être pas, mais au-dessus de 25° le rendement de vos modules diminue.

Ce type de module maximise la production d’énergie. L’inconvénient reste son prix d’achat élevé.

Ces panneaux ne peuvent être installés que par des techniciens qualifiés.

Nouveau panneau photovoltaïque : La technologie Insolight

Les panneaux Insolight sont une réelle innovation.

Chaque panneau est composé de plusieurs cellules photovoltaïques à haut rendement. Elles sont positionnées sous des lentilles en nid d’abeille qui permettent d’envoyer les rayons solaires directement sur les cellules.

Cette technologie permet d’avoir un rendement de 37% contre 18% pour une installation standard. À puissance (en kWc) égale, la production énergétique sera largement supérieure.

Leur efficacité est supérieure même par temps nuageux car ce système permet de concentrer le rayonnement solaire sur les cellules.

Insolight sera disponible à la vente en 2022.

Le développement des tuiles solaires

Le premier à s’être lancé dans le développement des tuiles solaires n’est autre qu’Elon Musk.

Il a imaginé des tuiles solaires qui remplacent les tuiles classiques de votre toiture. Cela permet d’avoir une solution plus esthétique et qui couvre tout votre toit.

Tesla vend des tuiles solaires
Voici à quoi ressemble les tuiles solaires vendues chez Tesla.

Plus de souci avec l’intégration au bâti ou la surimposition des modules.

Le courant généré par les cellules photovoltaïques est transformé grâce à un onduleur central. L’énergie produite est ensuite stockée dans une batterie très puissante.

Ce système est sorti cette année.

Des entreprises françaises se sont aussi lancées dans l’aventure et développent aujourd’hui leurs propres tuiles solaires.

L’inconvénient de cette technologie, en dehors de son coût, est qu’en cas de baisse de production, il est compliqué de définir quelle tuile a un problème. De la même manière, les interventions de dépannage sont complexifiées.

Ces problèmes sont plus facilement résolus avec une installation équipée de micro-onduleurs.

Le panneau optique-solaire : Une innovation prometteuse

Créé par l’entreprise canadienne Crystal Green Energy, le panneau optique-solaire maximise la production d’énergie.

Tout d’abord, ce système contient des ampoules qui permettent de concentrer les rayons solaires vers les cellules photovoltaïques. Cela permet déjà d’accroître leur rendement.

En plus de ça, une plaque en cuivre a été positionnée sous les cellules. Cette plaque chauffe avec le rayonnement solaire et va chauffer l’eau qui passe dans un échangeur juste en dessous. Cette eau chaude sanitaire peut être utilisée dans une maison.

Mais ce n’est pas tout. À ces technologies, ils ont ajouté un système motorisé qui permet au module de suivre la course du soleil.

Tout ça sur un panneau plus petit que les panneaux classiques. Vous pouvez alors choisir entre : installer moins de panneaux pour une production identique ou installer davantage de panneaux pour une production supérieure.

Cela permet au panneau optique-solaire d’avoir un rendement de près de 40%.

Cette solution produit énormément d’énergie mais son coût d’achat est excessif.

De plus, la production de ce type d’installation ne pas être lancée car il faut d’abord que l’entreprise obtienne les fonds suffisants.

Nouveau type de panneau solaire : Le panneau nocturne

Vous ne rêvez pas. J’ai bien écrit “nocturne”. Ça paraît impossible, n’est-ce pas ? Eh bien détrompez-vous.

Ce ne sont que des prototypes à l’heure actuelle mais des ingénieurs ont réussi à faire produire de l’énergie à des panneaux solaires la nuit.

Le panneau nocturne utilise les flux de chaleur pour produire de l’électricité. La nuit, les panneaux dégagent la chaleur emmagasinée au cours de la journée pour refroidir. Ce changement de température permet aux cellules thermoradiatives de produire de l’énergie électrique.

Bien entendu, la production d’énergie est largement inférieure à celle du jour mais il permet de produire environ 25% de ce qu’il produit en journée. Cela permettrait d’augmenter votre taux d’autoproduction et d’être complètement autonome du réseau public.

Plus besoin de raccordement. À condition de ne pas faire fonctionner des appareils qui consomment beaucoup de kWh la nuit.

Le panneau nocturne est un nouveau type de panneau solaire
Illustration de panneaux solaires nocturnes.

Pour le moment, ce n’est qu’un prototype. Tout ça est très théorique. Mais on peut facilement imaginer que les avancées technologiques permettront de développer cette innovation prometteuse.

Les panneaux solaires intégrés aux bâtiments pour un rendu toujours plus esthétique

Les BIPV ou Building Integrated Photovoltaics sont des modules solaires utilisé à la place de matériaux de construction traditionnels.

Ils se fondent dans l’architecture du bâtiment ce qui les rend plus esthétiques. Ils peuvent être utilisés pour former un toit, un auvent ou une façade.

Les BIPV permettent d’économiser de l’argent sur le matériel de construction et sur les futures factures d’électricité. Ils améliorent aussi l’isolation du bâtiment et son efficacité énergétique.

Découvrez les panneaux solaires intégrés au bâti.
Exemple de BIPV.

Un design sur-mesure : la technologie SolarSkin

Les panneaux SolarSkin sont fabriqués par une entreprise américaine appelée Sistine.

Ces modules solaires se présentent sous la forme d’écrans qui affichent une image au choix. Sur une installation en toiture, les panneaux peuvent afficher une image identique aux tuiles du reste du toit. Sur des modules au sol, on peut afficher une image de pelouse. Cela rend les panneaux beaucoup plus discrets.

Cela peut être très intéressant pour les entreprises. Elles pourraient installer ce type de panneau pour bénéficier d’électricité verte tout en affichant leur logo ou des campagnes de publicité dessus.

Ces écrans filtrent la lumière du soleil pour la renvoyer vers les cellules photovoltaïques.

Les panneaux solaires SolarSkin possèdent un design sur-mesure.
Exemple de panneaux SolarSkin qui reprennent le visuel des tuiles de cette toiture.

Le fabricant des panneaux SolarSkin est actuellement en train de travailler à l’amélioration de leur rendement. Cela permettrait d’allier esthétisme et efficacité.

L’inconvénient majeur de cette solution est son prix. Elle coûte environ 10% plus cher qu’une installation classique.

Nouveauté panneau solaire : Les panneaux flottants

Ce n’est pas une invention récente mais cela fait peu de temps que les panneaux flottants sont utilisés.

Le premier parc photovoltaïque flottant français a vu le jour dans le Vaucluse en 2019. 47 000 panneaux photovoltaïques ont été installé sur un lac artificiel. C’est la centrale flottante la plus puissante d’Europe.

Les panneaux flottants permettent de produire de l’énergie sans utiliser des terres viables pour l’agriculture ou la construction immobilière. Ils sont le plus souvent installer en mer dans des zones non navigables ou dans des lacs artificiels dont l’eau est polluée.

L’eau permet de refroidir les modules et d’améliorer leur rendement. En parallèle, les panneaux font écran entre le soleil et l’eau ce qui permet de réduire le réchauffement des lacs et réservoirs. Cela permet de réduire l’apparition d’algues et l’évaporation naturelle de l’eau.

Ce type d’installation devrait se multiplier en 2021 et dans les années à venir.

Découvrez les panneaux solaires flottants
Exemple d’une installation de panneaux photovoltaïques flottants

Une innovation française : Le parasol solaire

Créé par deux ingénieurs français, le parasol solaire devrait faire rapidement son apparition sur les plages.

Ce parasol est équipé d’un petit panneau photovoltaïque qui vous permet de recharger vos appareils via un port USB lorsque vous êtes en extérieur.

Sans oublier qu’il résiste à des vents de plus de 100 km/h. Il ne risque pas de s’envoler au moindre petit coup de vent.

Vous pouvez l’acheter dès à présent sur leur site internet.

Le solaire continue de prendre de l’ampleur

Toutes ces innovations sont boostées par une demande en constante augmentation. Certains acteurs majeurs prennent même des décisions en ce sens.

La Californie prend des mesures inédites

À partir de cette année, toutes les nouvelles constructions en Californie devront être équipées de panneaux solaires. C’est le premier État au monde à prendre ce genre d’initiative.

Cette décision va à l’encontre de la politique menée par Trump qui repose sur les énergies fossiles. Cela montre bien la volonté de la Californie de se tourner davantage vers les énergies renouvelables.

Espérons que cette décision serve d’exemple pour d’autres États américains, pour la France et les autres pays.

La SNCF se tourne vers l’énergie solaire

Savez-vous que la SNCF est l’entreprise qui consomme le plus d’électricité dans notre pays ? C’est un avantage certain pour elle de se tourner vers l’énergie solaire pour réduire sa facture d’énergie.

La SNCF a pris la décision d’équiper ses gares et ses locaux avec des panneaux photovoltaïques.

La gare du Nord à Paris devrait accueillir plusieurs milliers de mètres carré de panneaux solaires d’ici 2024.

La SNCF se tourne vers l'énergie solaire
Bientôt des panneaux solaires à la gare du Nord de Paris.

Il faut espérer que ses décisions continuent dans ce sens et que cela donne des idées à d’autres acteurs économiques majeurs français.

Panneaux solaires nouvelle génération : Ils sont déjà sur le marché

En attendant toutes les innovations dont nous avons parlé, on peut déjà compter sur la dernière génération de panneaux solaires.

On commence par le panneau Maxeon, c’est un produit de Sunpower.

Le Maxeon : un panneau solaire photovoltaïque nouvelle génération

Le Maxeon 5 AC possède une puissance de 415 Watt crête (Wc). Ce qui est beaucoup. Pour vous donner une idée, un panneau qui dépasse les 375 Wc ça devient un panneau puissant.

Pour aller encore un peu plus loin, le Maxeon 5 AC est équipé d’un micro-onduleur intégré. Comme ça, tous les panneaux sont indépendants et rien ne peut perturber la production de toute l’installation.

En bref, il appartient à une génération de panneaux solaires très puissants et en plus très robustes. Il produit encore 92% de sa pleine capacité après 25 années d’utilisation.

Le photovoltaïque nouvelle génération devient de l’hybride

Cette fois c’est Dualsun qu’il faut remercier pour cette innovation. En fait, un panneau photovoltaïque produit beaucoup de chaleur quand il est exposé au soleil. En plus de ça, il produit moins d’électricité quand il est chaud.

En installant des panneaux hybrides, on récupère la chaleur et en plus on optimise la production d’électricité. Votre panneau produit donc deux énergies (chaleur et électricité) tout en étant plus performant.

Que demander de plus ? J’en profite pour vous dire qu’on s’est penché sur ce sujet. Maintenant on pose aussi des Dualsun hybrides, si ça vous intéresse on peut en discuter ensemble. Vous pouvez cliquer ici, un de nos experts vous rappelle.

Nouveau panneau solaire : Pour résumer

L’engouement total autour de l’énergie solaire ne cesse de se développer. C’est cette demande croissante qui motive l’innovation et le progrès technique.

Pour vous faire un bref récapitulatif :

  • Les cellules en pérovskite vont largement se développer dans les mois et années à venir. C’est d’ailleurs l’avancée technologique la plus prometteuse cette année.
  • L’aérovoltaïque continue son développement amorcé ces dernières années.
  • Les modules Insolight avec leur rendement de 37% seront disponibles en 2022.
  • Les tuiles solaires font leur entrée sur le marché cette année.
  • Le panneau optique-solaire est une innovation à fort potentiel.
  • Le panneau nocturne est à l’étape de prototype mais devrait se développer.
  • Les BIPV vont être de plus en plus utilisés pour les nouvelles constructions.
  • Les très esthétiques panneaux SolarSkin devraient améliorer leur rendement pour plus d’efficacité.
  • Les parcs photovoltaïques flottants vont se multiplier.
  • Le parasol solaire français devrait envahir les plages cet été.

L’énergie solaire a de beaux jours devant elle.

Ce guide touche à sa fin.

Si vous avez des questions, n’hésitez pas à me les poser directement par message via le chat en ligne. Il se trouve en bas à droite de cette page.

Vous pouvez aussi me contacter par téléphone. Je serai ravie de vous apporter mon aide.


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