Technique 3: panneaux CIGS cylindriques
Par Els Jonckheere | Energymag | 21.05.10 | Publié dans Energymag N° 15 |
Un autre type de panneaux solaires à couche mince qui commence à percer sont les panneaux CIGS cylindriques. On ne trouve actuellement qu'un fabricant de ces tubes solaires à couches minces, l'américain Solyndra, qui est commercialisé en Belgique sous cette dénomination par Greensun et sous la marque Sunhunter par IRS Solar.
La technique
Les panneaux "CIGS cylindriques" sont constitués de tubes en verre fabriqués suivant la technologie "couche mince". En deux mots, quatre matières premières (cuivre, indium, gallium et sélénium) sont projetées sur un tube en verre. Selon cette technique, les atomes d'une "cible" sont injectés dans un récepteur (dans le cas présent, un tube en verre), en bombardant la cible avec des particules énergétiques. Le récepteur est ensuite introduit dans un autre tube en verre et fixé en place au moyen d'OCA (Optical Coupling Agent – une sorte de gel). Quarante tubes CIGS sont ensuite montés dans un cadre en aluminium de 1,82 x 1,08 x 0,05 m. Durant l'installation, les panneaux sont clipsés les uns aux autres et placés sur une membrane réfléchissante. Celle-ci est constituée de TPO (oléfine thermoplastique): un polymère qui conserve sa structure et sa durabilité pendant trente ans. Ce revêtement de toiture existait déjà, mais il a été optimisé pour réfléchir la lumière solaire. Grâce à ce concept, les cellules captent la lumière solaire (de gauche à droite et de haut en bas). Pour le reste, le principe de fonctionnement du CIGS est identique à celui de panneaux classiques.
Les avantages
- Les cellules captent la lumière solaire non seulement directe, mais également diffuse et réfléchie.
- Comme les panneaux CIGS cylindriques sont spécifiquement conçus pour les toitures plates, il ne faut pas tenir compte d'un intervalle entre les rangées de modules (en raison de l'ombrage). De cette manière, pratiquement toute la surface de la toiture peut être utilisée et il est en général possible de placer presque le double de panneaux que si l'on utilisait des panneaux classiques. On obtient ainsi une puissance pratiquement doublée et donc un très haut rendement de la toiture.
- Comme il ne faut pas de ballast, cette solution convient idéalement aux toitures moins résistantes (telles le platelage métallique des bâtiments industriels récents). Les panneaux ne pèsent en effet que 16 kg/m2.
- Il ne faut pas non plus d'ancrages, ce qui permet d'éviter de percer le revêtement de toiture (et on exclut donc les risques d'infiltration d'eau).
- Etant donné que les cellules solaires sont montées à une distance de +/- 2,2 cm dans le cadre, elles n'offrent aucune prise au vent. Cette technique explique pourquoi les panneaux peuvent résister à des tempêtes extrêmes (jusqu'à plus de 200 km/heure). La structure permet également une ventilation qui empêche un échauffement excessif des panneaux (et en améliore la durabilité ainsi que le rendement). De plus, la forme ronde des tubes a pour effet que les cellules s'encrassent moins rapidement.
- Etant donné que les panneaux peuvent simplement être posés sur la toiture (il suffit de les clipser entre eux, et le tour est joué !), le temps d'installation s'en trouve fortement réduit: un système d'environ 4 kWp est installé en trois à quatre heures par deux techniciens (le raccordement de l'onduleur inclus). La technique de clipsage assure en outre un (dé)montage rapide lors d'éventuels travaux d'entretien sur la toiture.
- Les panneaux sont pratiquement invisibles parce qu'ils ne font que 25 cm de hauteur et qu'ils sont posés à plat sur la toiture. Il s'agit d'une solution particulièrement esthétique.
- Les panneaux recouvrent sans problème tous les obstacles sur la toiture (tuyaux, conduites,...).
- Ils offrent une durabilité minimale de 25 ans.
- Les panneaux peuvent être posés sur tous les types de toitures plates.
Le revers de la médaille
- Les panneaux CIGS cylindriques conviennent uniquement aux toitures plates (pente maximale de 9°).
- Comme il s'agit d'une technologie récente, les panneaux CIGS cylindriques tubulaires sont nettement plus coûteux que des panneaux classiques. Mais une grande partie de ce surcoût est récupérée en raison du temps d'installation plus court. Le coût total ne dépasse ainsi celui de panneaux classiques que d'environ 10 %.
- Le rendement est légèrement inférieur: 750 à 830 kWh en moyenne en comparaison de 850 kWh pour les panneaux classiques.
COLRUYT HASSELT
Le premier bâtiment en Belgique à avoir été équipé de panneaux Sunhunter est le Colruyt de Hasselt. Cette nouvelle construction comporte une toiture métallique, qui n'autorisait pas d'autre solution photovoltaïque. Et Colruyt tenait absolument à obtenir un rendement maximum.
TYPE DE PANNEAU: CIGS cylindrique
MARQUE: Sunhunter
INSTALLATEUR: n.Solar
STRUCTURE DE TOITURE: Platelage métallique
SUPERFICIE DE LA TOITURE: ± 2.500 m²
SUPERFICIE UTILISEE DE LA TOITURE: 1.062 m2
NOMBRE DE PANNEAUX: 540
POIDS: 16.740 kg
PUISSANCE: 91 kWp
RENDEMENT ESCOMPTE: ± 80.000 kWh par an
PART DE CONSOMMATION PROPRE: -
MONTANT DE L'INVESTISSEMENT: -
FORMULE DE FINANCEMENT: investissement en gestion propre
DUREE D'AMORTISSEMENT: ± 8 ans
SPECIFICITE: Colruyt a choisi d'utiliser du TPO pour le revêtement de toute la toiture.
TEMPS D'INSTALLATION: 6 à 7 jours ouvrables (uniquement pour la pose des panneaux)
POTTEAU LABO
La plus grande installation de panneaux CIGS cylindriques en Europe se situe à Courtrai, chez Potteau Labo, une société spécialisée dans l'aménagement intérieur de bâtiments et la vente de mobilier fixe. Au départ, cette entreprise souhaitait louer sa toiture pour limiter l'investissement. Mais grâce à la solution "Solyndra" combinée aux divers avantages fiscaux et aux certificats d'électricité verte, l'entreprise a compris qu'il était plus rentable de se lancer dans l'aventure pour son propre compte.
TYPE DE PANNEAU: CIGS cylindrique
MARQUE: Solyndra
INSTALLATEUR: GreenSun
STRUCTURE DE TOITURE: Platelage métallique
SUPERFICIE DE LA TOITURE: 6.500 m²
SUPERFICIE UTILISEE DE LA TOITURE: 5.500 m²
NOMBRE DE PANNEAUX: 2.100 pièces
POIDS: 68 tonnes ou 32 kg/m²
PUISSANCE: 382 kWp
RENDEMENT ESCOMPTE: 325.000 kWh
PART DE CONSOMMATION PROPRE: 25 %
REDUCTION DE CO2: 1.007.023 tonnes (sur 20 ans)
MONTANT DE L'INVESTISSEMENT: 1.400.000 euros
FORMULE DE FINANCEMENT: Investissement propre avec un prêt via Fortis Bank
DUREE D'AMORTISSEMENT: 7 ans
TEMPS D'INSTALLATION: 4 semaines sur la toiture, 2 semaines de travaux électriques


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