Panneaux solaires nouvelle génération : Les technologies innovantes et leurs performances

Actuellement dans la transition énergétique, l’énergie solaire a de grandes attentes et de nombreuses innovations voient le jour. La nouvelle génération de panneaux solaires a pour objectif d’utiliser une technologie de pointe pour maximiser l’efficacité et générer davantage d’énergie renouvelable. Ici, on va voir de près les panneaux solaires nouvelle génération qui sont des technologies innovantes et performant.

Panneaux photovoltaïques : Fonctionnement

Avant d’aborder en détail la nouvelle génération de modules solaires, rappelons brièvement les modules solaires monocristallins et polycristallins. Tout d’abord, rappelons qu’un panneau photovoltaïque est un dispositif capable de capter le rayonnement solaire et de le convertir en énergie électrique, grâce à un grand nombre de cellules, traditionnellement constituées de silicium. Lorsque la lumière du soleil entre en contact avec ce matériau semi-conducteur, elle génère un courant électrique exprimé en kWh. Il s’agit tout simplement de l’effet photovoltaïque découvert par Edmond Becquerel au XIXᵉ siècle.

L’électricité produite par les panneaux solaires photovoltaïques peut être utilisée en autoconsommation pour les besoins des ménages ou revendue à EDF dans le cadre d’une obligation d’achat (vente totale ou partielle).

Différents types de panneaux solaires

Il y a deux principaux types de panneaux solaires :

• Panneaux polycristallins constitués de plusieurs cristaux de silicium agglomérés. Son rendement moyen est de 14 à 18 % ;
• Les modules monocristallins sont constitués d’un seul cristal de silicium et ont généralement un rendement de 20 % ou plus. Cette technologie constitue une bonne base pour l’innovation. Il existe également de nombreux modèles de panneaux solaires monocristallins de nouvelle génération.

Les différents panneaux solaires nouvelle génération

Ces dernières années, de nouveaux modèles ont été développés et commercialisés pour répondre aux besoins et problématiques des particuliers et des professionnels. Voici les différents types des panneaux solaires nouvelle génération :

Panneau monocristallin nouvelle génération

Ils sont constitués de 120 ou 144 demi-cellules photovoltaïques, ou cellules solaires monocristallines, divisées en deux parties à l’aide d’un laser. Cette technologie optimise considérablement le rendement des modules monocristallins conventionnels. Étant donné que la cellule est réduite de moitié, la distance parcourue par le courant sur la bande métallique diminue et de l’énergie est perdue. Cela signifie que les panneaux à demi-cellules fonctionnent de manière optimale par rapport aux panneaux à cellules complètes.

Panneau en perovskite

Panneau de pérovskite : La pérovskite, un matériau semi-conducteur créé en 2009, est un minéral existant en petites quantités dans la nature. Cependant, sa structure peut être facilement reproduite par l’homme. Il a un rendement comparable aux cellules au silicium et les cellules se régénèrent plus rapidement que les cellules au silicium. Ce matériau est transparent, souple et léger, mais plus fragile. De plus, les résultats de performances se réfèrent uniquement à une configuration de laboratoire de 10 cm x 10 cm et n’ont pas été testés dans des conditions réelles. Les pérovskites cellulaires contiennent de petites quantités de plomb, nocifs pour l’environnement et la santé.

Panneaux bi-verre

Ce type de montage sur panneau diffère par sa construction. Les cellules (monocristallines ou polycristallines) sont encapsulées entre deux plaques de verre de 2 mm d’épaisseur chacune. Ce panneau présente une grande résistance aux intempéries, aux phénomènes de dépression et aux attaques chimiques, ce qui le rend plus stable à long terme. Cependant, dans des conditions climatiques normales, il n’apporte aucune performance supplémentaire. En fait, les performances ne sont optimisées que dans certaines conditions extrêmes. Ils sont également plus lourds que les panneaux traditionnels.

Panneau solaire hybride

Ces panneaux génèrent de l’électricité et de l’eau chaude ou de l’air chaud pour faire fonctionner votre ballon d’eau chaude ou chauffer votre maison. L’efficacité est optimisée, car la température d’un panneau aérovoltaïque est limitée par l’utilisation et la dissipation de la chaleur, ce qui affecte directement l’efficacité. Cependant, il est impossible de remplacer complètement le système de chauffage, et les économies sur les coûts de chauffage sont relatives, puisqu’elles dépendent entre autres du degré d’isolation de la maison. Le filtre doit être remplacé chaque année pour garantir le bon fonctionnement de l’appareil.

Panneau bifacial

Ses performances en font une technologie particulièrement appréciée sur le marché. Les modules solaires bifaciaux comportent des cellules solaires à l’extérieur et à l’intérieur. Ceux-ci permettent de capter le rayonnement solaire direct et réfléchi à l’aide de cellules solaires montées des deux côtés d’un panneau solaire biface. Le rendement est plus élevé sur les surfaces lumineuses (jusqu’à +15,7%) et peut être installé sur différents supports tels que colonnes, pergolas et parasols. Il n’est cependant pas adapté à l’installation de modules photovoltaïques traditionnels en toiture.

Panneau solaire organique

À noter que les installations organiques sont constituées d’une couche dite « active », qui est constituée de molécules organiques (azote, carbone…). Cela permet simultanément d’obtenir des panneaux solaires plus fins, plus durables et plus flexibles qui peuvent être installés sur une variété d’objets, tels que des carrosseries de voitures, des meubles, des dômes et du papier peint. Les films solaires organiques sont plus sensibles à la chaleur, ce qui rend leurs performances intéressantes et plus stables que les panneaux solaires traditionnels. En revanche, leur durée de vie est courte et leurs performances varient selon la technologie utilisée.

Panneau solaire avec micro-onduleur

Cet appareil est déjà fabriqué avec un micro-onduleur à l’arrière. Cela rend l’installation plus facile et plus rapide et réduit les coûts de main-d’œuvre. La maintenance est facile, car en cas de panne, seul le micro-onduleur ou le module peut être remplacé. Il n’y a aucun risque de surchauffe du module solaire, garantissant des performances stables et optimales.

Panneaux avec technologie MBB

Cette technologie signifie « Multi-Bus Bar », un dispositif conducteur métallique qui permet au courant électrique de circuler d’une cellule solaire à un panneau. Il dispose de 5 jeux de barres ou plus, par opposition aux 3 ou 4 jeux de barres habituels, pour optimiser la production d’énergie à partir des panneaux solaires.

Panneau solaire à concentration

Bien qu’ils soient également appelés panneaux solaires thermodynamiques, leur fonctionnement est tout à fait différent, car la lumière du soleil se reflète sur un système constitué d’un fluide caloporteur (eau, sel fondu, huile synthétique). Une fois chauffé, le liquide entre dans un échangeur de chaleur et de la vapeur est produite. Cela permet par exemple de décaler la production d’électricité la nuit. Cet avantage est particulièrement intéressant, car le stockage de l’énergie solaire est l’une des plus grandes faiblesses des systèmes solaires traditionnels. Cependant, cet appareil nécessite un ensoleillement important pour être rentable.

Panneau « back contact »

Cette innovation permet d’élargir la zone de production d’énergie en connectant des cellules monocristallines à l’arrière du panneau. Grâce à une zone de production plus large, la productivité est optimisée et les performances sont améliorées même à faibles doses. Il est également plus cher, car moins visible et coûte plus cher à produire.

Panneau tuile et ardoise

Les tuiles solaires remplacent les tuiles traditionnelles. L’électricité générée par les cellules solaires est convertie à l’aide d’un onduleur central et l’énergie solaire est stockée dans une batterie. Il existe quatre types de tuiles :

• tuiles solaires ;
• grandes tuiles solaires ;
• tuiles solaires invisibles ;
• ardoise solaire.

C’est une alternative esthétique et discrète qui s’adapte parfaitement à votre toiture et vous permet de créer une toiture entièrement « solaire », augmentant ainsi la surface de vos panneaux solaires et génère efficacement de l’énergie solaire. Cependant, en raison des réglementations d’urbanisme dans les zones résidentielles, la maintenance est difficile, car c’est difficile de découvrir et de réparer les carreaux endommagés en cas de défauts de fabrication des équipements.

Panneau solaire en couches minces

Il est fait de silicone, mais c’est une couche très fine. Le matériau semi-conducteur est simplement pulvérisé sur un support tel que du verre. Cette technologie est économiquement accessible et moins nocive pour l’environnement.Cependant, le rendement sera inférieur.

Panneaux solaires nouvelle génération : Prix et aides

Le prix des modules solaires nouvelle génération est un élément important au moment de votre choix.De manière générale, on peut dire que les modules solaires de nouvelle génération sont généralement plus chers que les modules solaires traditionnels, à quelques exceptions près. Ce sont des innovations qui nécessitent d’importants budgets, de recherche et de mise en œuvre.

Panneau photovoltaïque conventionnel monocristallin ou polycristallin : 5 600 € à 7 550 €

Panneau bi-verre : 8 750 €

Panneau hybride : 15 000 €

Panneau avec micro-onduleurs intégrés : 7 375 € (modèle SunPower Maxeon 5 AC)

Subventions gouvernementales

Si l’installation de panneaux solaires coûte une somme importante, vous pourrez peut-être obtenir des subventions pour les panneaux solaires auprès de votre État ou de votre gouvernement local. Cela peut réduire considérablement votre investissement total. Il faut savoir que vous pouvez également installer les panneaux vous-même à l’aide d’un kit solaire. Les alternatives sont souvent plus accessibles aux particuliers.