Les meilleurs cellules solaires organiques obtenait jusqu’à présent un rendement de conversion de l’énergie solaire en électricité de 7%. La société américaine Konarka Technologies a réussi à augmenter ce rendement à 8,3% avec des cellules photovoltaïques polymères. Ce record vient d’être validé par le « National Renewable Energy Laboratory » (NREL) et ouvre la voie à la production industrielle de nouveaux films plastiques photovoltaïques plus performants.

Depuis 2001 la société Konarka étudie les cellules photovoltaïques organiques et produit des films plastiques solaires intégrables dans presque tous les produits (parasols, sacs à dos, tentes de camping…). Les cellules solaires organiques sont enduites, pulvérisées ou même imprimées sur des films plastiques transparents et souples. Elle produit aussi des versions transparentes qui peuvent être collées sur des vitres pour en faire de véritables vitres photovoltaïques.

Intégrées dans une enveloppe plastique souple et transparente, les cellules solaires organiques sont protégées et efficaces. Le film photovoltaïque peut alors être intégré dans la plupart des matériaux. Appliqué aux bâtiments, c’est ce qu’on appelle « PhotoVoltaïque Intégré aux Bâtiments » ou BIPV. Le film plastique transparent à cellules organiques permet alors de créer des vitrages solaires et de faire de vrai fenêtres photovoltaïques pour créer des bâtiments à énergie positive.

Autre avantage des cellules solaires organiques à haut rendement créées par la société Konarka : elles produisent de l’électricité à partir de la lumière, qu’elle soit artificielle ou non. Ainsi, une vitre photovoltaïque produira du courant même dans la nuit si les lumières sont allumées à l’intérieur de l’habitation. Une manière de recycler l’électricité utilisée pour l’éclairage.

Peu cher à produire, le film plastique photovoltaïque permet donc de créer des panneaux solaires transparents à bas prix et offrant un rendement de plus en plus important. Le jour ou le photovoltaïque se généralisera dans la construction immobilière même sans subvention gouvernementale se rapproche, car le photovoltaïque organique s’améliore rapidement et devrait remplacer avantageusement le coûteux photovoltaïque au silicium.

Après la vitre composée de cellules photovoltaïques, la substance organique pulvérisée dans le double vitrage pour rediriger l’énergie solaire vers des capteurs photovoltaïques, voici maintenant le gel photovoltaïque !

Cette fois, l’invention vient d’une société italienne nommée « Esco energy Srl ». Il aura fallu 4 ans de recherche aux 20 ingénieurs-chimistes de la société pour créer ce gel photovoltaïque à incorporer dans le double-vitrage des fenêtres.

Vous connaissez tous la pub Carglass dans laquelle ils proposent d’injecter leur résine pour réparer les pare-brise… Et bien là, c’est du gel transparent ayant la propriété de capter l’énergie solaire qui est injecté entre les deux vitres de la fenêtre. Le gel permet de transformer une fenêtre en véritable panneau photovoltaïque transparent.

Une fenêtre équipée de ce gel photovoltaïque est capable de générer une puissance de 97 Watts par mètre carré (contre 100 à 200 Watts par mètre carré pour les panneaux photovoltaïques).

Ainsi, la société annonce que son gel solaire offre un rendement de 9,7% pour un coût de production industrielle de 1,9 € par Watt, alors que le silicium amorphe a un rendement de 10,3% pour un coût d’installation de 5,6 €/w, le silicium monocristallin un rendement de 20,5% pour un coût d’installation de 8,1 €/w et le photovoltaïque à couche mince un rendement de 9,6% pour un coût d’installation de 4,5 €/w.

Il existe déjà d’autres systèmes de vitres photovoltaïques permettant de créer des fenêtres solaires seulement 1,5 fois plus cher qu’une fenêtre de grande qualité, mais la transparence est beaucoup moins bonne qu’avec le gel photovoltaïque. Installer des fenêtres incorporant du gel photovoltaïque peut coûter jusqu’à 6000 Euros, mais c’est plutôt à comparer avec les 16000 Euros d’une installation photovoltaïque standard sur le toit. Le gel photovoltaïque a l’avantage d’être déjà bien transparent et une fenêtre incorporant ce gel est garantie 20 ans une fois l’encadrement fixé.

Sources :
http://www.bulletins-electroniques.com/actualites/56250.htm
http://www.escoenergy.eu/

C’est l’Agence Internationale de l’Energie (AIE) qui le dit dans son rapport de 2008. Le pic pétrolier interviendra donc beaucoup plus rapidement que prévu. Le déclin annuel de production pétrolière conventionnelle à partir de 2020 pourrait atteindre 6,7% contre 3,7% prévu auparavant.

L’exploitation des sables bitumineux du Canada sera alors très rentable, mais à quel prix ! Le coût d’exploitation y est très élevé et l’extraction du pétrole y est très polluante. Préparez-vous donc à une explosion du prix de l’énergie.

Pour y faire face, il est plus qu’urgent de construire des maisons à énergie positive (produisant plus d’énergie qu’elle n’en consomme) ou au moins des maisons passives. Toutes les sources d’énergie vertes sont à exploiter : éolienne, géothermie, photovoltaïque…

Dans cette optique, les panneaux photovoltaïques trouveront un bon complément avec l’utilisation de vitres photovoltaïques. Les fenêtres solaires devraient connaître un succès plus important et plus rapide que prévu.

La crise actuelle limite encore le prix du baril de pétrole, mais lorsque la croissance mondiale reviendra, celui-ci pourrait bien atteindre de nouveaux sommets. Le prix du gaz étant indexé sur celui du pétrole, le coût du chauffage au gaz augmentera donc au même rythme que le chauffage au fioul. D’ailleurs les prix du gaz augmentent déjà à une vive allure. Mieux vaut donc préparer l’avenir et s’équiper en panneaux et vitres photovoltaïques dès aujourd’hui. Lorsque tout le monde demandera à en être équipé en même temps, le prix du vitrage photovoltaïque sera lui aussi à la hausse…

Source sur le pic pétrolier

La véranda photovoltaïque est certainement la meilleur façon d’exploiter les vitres photovoltaïques dans une maison écologique.

En effet, si le vitrage solaire est de plus en plus performant et transparent, la vitre photovoltaïque n’est pour l’instant pas totalement transparente et donc inadaptée pour certaines baies vitrées ou certaines fenêtres d’une maison individuelle. La transparence totale des vitres solaires viendra et les fenêtres et baies vitrées photovoltaïques actuelles sont par contre déjà bien adaptés aux immeubles administratifs et de bureaux.

Une belle véranda contemporaine, pour être bien lumineuse, se doit d’avoir un vitrage vertical bien transparent, et une toiture vitrée laissant passer la lumière, sans pour autant éblouir ni créer un effet serre rendant insupportable la chaleur de la pièce.

Un toit en vitres photovoltaïques est donc l’idéal pour une véranda lumineuse. Les rayons du soleil sont filtrés par la vitre solaire et leur énergie est récupérée pour créer de l’électricité. Les rayons ultraviolet et les rayons infrarouge qui peuvent être nocifs lors d’une exposition prolongée au soleil, sont en effet filtrés en totalité par les vitres photovoltaïques. Grâce au toit vitré, la véranda offre un espace baigné de lumière, mais la chaleur y reste agréable, car l’énergie du soleil créant la chaleur est captée par la vitre photovoltaïque pour générer de l’électricité.

Evidemment, il est aussi possible d’installer des panneaux photovoltaïques standards sur une toiture opaque de la véranda. Mais maintenant qu’il existe un vitrage solaire quasiment aussi efficace que les panneaux photovoltaïques, et pour un prix très raisonnable (une fenêtre photovoltaïque coûte 1.5 fois plus cher qu’une fenêtre de haute qualité), il serait dommage de se priver de la lumière du soleil dans votre véranda…

Le système de vitre photovoltaïque utilisé à l’heure actuelle offre déjà de belles performances depuis les dernières améliorations techniques.

Mais les scientifiques ne se reposent pas sur leurs lauriers et d’autres techniques de récupération de l’énergie solaire par le biais d’une vitre sont à l’étude. Objectifs : une production électrique plus importante encore et une meilleur transparence de la vitre photovoltaïque.

Un concentrateur solaire dans une fenêtre

Des chercheurs américains du MIT (Massachusetts Institute of Technology) ont pensé à un système complètement différent des technologies déjà développées. La technique consiste à recouvrir une vitre d’un film organique ayant la propriété de concentrer l’énergie solaire à la manière d’une loupe géante.

La substance organique est déposée par évaporation dans la vitre. La couche organique capte alors l’énergie solaire et la redirige vers un tout petit panneau photovoltaïque incorporé dans les tranches de la fenêtre.

La lumière est tout simplement collectée sur la surface de la fenêtre, et concentrée sur les bords. Mieux, le film organique est capable de capter l’énergie des différentes longueurs d’ondes de la lumière. Cette caractéristique exceptionnelle permet de multiplier par 10 le rendement des capteurs solaires.

Cette approche permet donc d’envisager la création de fenêtres solaires complètement transparentes et à haut rendement énergétique. Mais la technique pourrait aussi permettre d’améliorer très sensiblement le rendement des panneaux photovoltaïques actuels.

Ce panneau photovoltaïque transparent est toujours à l’étude, mais sa commercialisation est envisageable dès 2011, c’est à dire demain !

L’ère des bâtiments à énergie positive approche…

La vitre photovoltaïque produite par la société Nihon Telecommunication System a inspiré d’autres sociétés qui ont amélioré le procédé tout en réduisant le prix de la vitre solaire.

Aujourd’hui, c’est la société américaine RSI Solar qui a le vent en poupe avec sa vitre semi-transparente pouvant produire jusqu’à 250 Watts d’électricité (contre 70 watts pour la première) !

Une fenêtre équipée de cette vitre photovoltaïque ne coûte que 50% de plus qu’une fenêtre habituelle de bonne qualité.

Ses avantages sont nombreux :

• Meilleur rendement énergétique : il n’est plus seulement possible de recharger sa batterie de téléphone portable. Avec des fenêtres solaires RSI Solar installées sur un bâtiment de bureaux, il est possible de diminuer les coûts de chauffage et de climatisation de 50%.
• Meilleur isolation : la vitre solaire est composée de verre trempé, d’un isolant et de cellules photovoltaïques. Le système capte les rayons solaires, diminuant ainsi la chaleur dans les pièces et l’électricité produite par la fenêtre permet de faire tourner la climatisation. L’hiver, l’énergie recueillie par le vitrage photovoltaïque permet de baisser la consommation électrique du chauffage.
• Filtrage des rayons Ultra Violet et des rayons infrarouges : la vitre solaire est conçue pour filtrer la totalité des rayons UV du soleil, des rayons nocifs pour la santé humaine. Peut-être de quoi réduire le nombre de cancers de la peau ?

Cette fenêtre connaît déjà un grand succès au Canada et aux Etats-Unis. RSI Solar a un carnet de commande plein et équipe des bâtiments administratifs, des centre commerciaux, des immeubles, des maisons…

La fenêtre solaire arrivera bientôt en Europe et permettra de construire à moindre coût des bâtiments HQE à Haute Qualité Environnementale. Les bâtiments du futur son les bâtiments à énergie positive, qui produisent plus d’énergie qu’ils n’en consomment. Il ne fait aucun doute que les vitres photovoltaïques seront un des composants essentiels pour fabriquer les maisons à énergie positive.

Les vitres photovoltaïques sont plus faciles et moins coûteuses à installer sur des bâtiments neufs conçus pour accueillir le système et pour redistribuer l’électricité produite par les fenêtres.

Deux petits points négatifs : la fenêtre solaire ne peut pas être ouverte comme les fenêtres standard et comme elle bloque les rayons Ultra Violets, vous ne pourrez plus bronzer derrière la vitre ! Mais d’un autre côté, nous ne crèverons plus de chaud à rester à côté de la vitre. Les étudiants qui sont installés à côté de la fenêtre lors des examens apprécierons !

C’est la société Nihon Telecommunication System basée à Tokyo qui a inventé un système de cellules photovoltaïques incorporées dans le double vitrage afin de récupérer l’énergie solaire. Très ingénieux, ce système permet de produire 70 Watts d’électricité par mètre carré.

Avantages de ces vitres photovoltaïques

Le rendement offert par les cellules solaires de ce vitrage photovoltaïque est de 7 à 8%. L’électricité produite permet de faire fonctionner un ordinateur ou de recharger la batterie de son téléphone portable. Un cable USB sortant de la fenêtre est même fournis !

Autre qualité, la fenêtre solaire permet d’absorber 90% des rayons solaires et la quasi totalité des rayons Ultra Violets. Ceci permet de réduire significativement les coûts de l’air conditionné.

Inconvénients de ce vitrage à récupération d’énergie solaire

Pas assez transparente, la vitre assombrit trop les pièces et le rendement est trop faible par rapport au prix du système. Cette vitre solaire coûte cher, très cher : environ 1900 dollars le mètre carré. C’est le prix de l’innovation.

Heureusement, d’autres société se sont inspirées de cette invention pour en améliorer le concept, le rendement et la transparence, et tout cela pour un coût bien moindre !

Les vitres photovoltaïques existent depuis un moment, mais sous différentes formes, pas toujours adaptées aux besoins de chacun. Les vitrages solaires étaient soit équipés de petites plaques photovoltaïques qui empêchaient une bonne partie des rayons solaires de rentrer dans la pièce, soit les vitres solaires étaient insuffisamment translucides et empêchaient donc le soleil de rentrer et de voir à travers les vitres.

Heureusement, des scientifiques se sont penchés sur ces problèmes et des avancées technologiques ont permis de créer des vitres photovoltaïques « haute transparence » tout en restant efficaces dans leur pouvoir de récupération de l’énergie solaire afin de la transformer en électricité.

Grâce aux vitres photovoltaïques et à la démocratisation des constructions d’habitations basse consommation, un nouveau pas est franchit, qui permettra de voir fleurir les bâtiments à énergie positive.

Nous nous attacherons sur ce site Web à présenter les différents modèles de fenêtres photovoltaïques, ainsi que les différentes qualités de vitrage solaire, l’actualité, et toute autre information utile concernant les vitres photovoltaïques.