Panneaux solaires du futur

PHOTOVOLTAÏQUE

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Les dernières avancées technologiques sur le photovoltaïque et leur impact sur la rentabilité

Par Marina T

Publié le 15/12/2023 - mise à jour le 19/12/2023

Quelles sont les dernières innovations concernant les panneaux photovoltaïques ?

Avec la transition énergétique, les panneaux photovoltaïques ont connu des évolutions significatives ces dernières années. L'objectif ? Maximiser l'efficacité et le rendement, tout en visant une meilleure rentabilité, avec un prix d'achat moins élevé. Alors, quelles sont les dernières innovations en la matière ? TUCOENERGIE vous propose de découvrir les technologies émergentes et les avancées technologiques en matière d'énergie solaire.

L'innovation : une clé du développement du photovoltaïque

Si les technologies solaires actuelles présentent déjà de nombreux avantages, certaines faiblesses et inconvénients subsistent (intermittence de la production d'électricité, baisse des performances dans certaines conditions, prix d'achat élevé...).

Le développement de produits photovoltaïques alliant performance et fiabilité, ainsi que coûts de production et un impact environnemental réduits, pourrait contribuer au déploiement de l'énergie solaire à grande échelle.

Les avancées technologiques dans ce secteur apparaissent alors comme un levier incontournable de la transition écologique et énergétique. La recherche et l'innovation en la matière sont donc indispensables.

Alors, quoi de neuf en 2023 ?

Panneaux solaires nouvelle génération : quelles sont les avancées en 2023 ? 

Des solutions pour maximiser les performances

Ces dernières années, les nouveaux procédés de fabrication permettent d'optimiser le rendement des modules solaires, mais également de faire évoluer les usages auxquels ils sont destinés.

Les panneaux photovoltaïques bi-faciaux

Les panneaux solaires bi-faciaux présentent un avantage de taille : ils disposent de cellules photovoltaïques sur leurs couches supérieures et inférieures. La bifacialité permet ainsi à l'installation solaire de capter le rayonnement du soleil sur ses deux faces. Cette capacité d'exploiter la lumière réfléchie sur les surfaces qui les entourent (ardoises, tuiles, murs, sol...) offre ainsi un plus haut rendement au système. Certaines sociétés, comme Munchen Solar, commercialisent d'ores et déjà ce type de solution.

Les panneaux solaires hybrides

Les panneaux solaires hybrides peuvent assurer la production d'électricité, sur leur face avant, et la production d'eau chaude, sur leur face arrière. Cette eau peut être destinée à différentes applications (eau chaude sanitaire, pompe à chaleur, piscine...). Cette solution 2-en-1 présente aussi un avantage intéressant en termes d'efficacité : le système limite les risques de surchauffe en aidant les cellules photovoltaïques à refroidir, ce qui contribue à améliorer le rendement des panneaux solaires. Cette technologie est déjà accessible sur le marché : l'entreprise française DualSun propose notamment Spring, le premier panneau solaire hybride certifié au monde.

Le micro-onduleur qui permet de créer son propre mini-réseau électrique

Avec son micro-onduleur IQ8, la marque Enphase a développé une technologie particulièrement prometteuse : il peut continuer à fonctionner en cas de coupure de courant. Le micro-onduleur et le dispositif qui l'accompagne permettent ainsi à l'utilisateur de créer son propre mini-réseau électrique. Ce micro-onduleur contribue alors à réduire davantage la dépendance au réseau d'électricité public, sans pour autant recourir à une solution de stockage.

Les nouvelles technologies de cellules photovoltaïques

Si le silicium cristallin représente près de 90 % du marché mondial à l'heure actuelle, il pourrait continuer à faire l'objet d'innovations. D'autres technologies de cellules utilisant l'effet photovoltaïque pourraient également se démarquer à l'avenir.

Les cellules à couches minces

Comme son nom l'indique, la cellule photovoltaïque à couches minces permet d'obtenir un module solaire très fin. Ici, le matériau semi-conducteur (souvent du silicium amorphe) est directement vaporisé sur le support (verre, plastique, acier...), rendant ainsi le panneau solaire plus léger et plus souple. L'inconvénient actuel ? Son rendement est pour le moment inférieur au silicium cristallin classique.

Les cellules pérovskites 

Apparentées à la technologie des couches minces, les cellules pérovskites se présentent comme une alternative plus prometteuse. En effet, les tests en laboratoire font état d'un rendement de 22 %. Autre atout, elles permettent la fabrication d'un module souple et transparent, de seulement quelques mm d'épaisseur, ce qui suggère de nombreuses applications (fenêtres, toitures...). Faciles et peu coûteuses à produire, les cellules pérovskites disposent cependant de certains inconvénients : elles sont composées de methylammonium iodure de plomb, un matériau nocif pour l'environnement et la santé. Elles sont aussi une durée de vie plus courte que les cellules en silicium.

Les cellules organiques

Autre innovation en matière de cellules photovoltaïques : les cellules organiques. On distingue 3 types de cellules photovoltaïques organiques : les moléculaires, celles en polymères ou hybrides. Les modules constitués de cellules organiques sont très fins, souples et faciles à mettre en place. Ces caractéristiques leur permettent d'être facilement intégrés à l'architecture et adaptés à de nombreux supports (surfaces vitrées, par exemple). Polyvalente et peu coûteuse à produire, cette technologie de production d'électricité, encore au stade de développement, présente donc un potentiel particulièrement intéressant.

Les cellules multi-jonctions

Les cellules multi-jonctions sont composées de plusieurs couches de matériaux semi-conducteurs. Ces cellules photovoltaïques parviennent à convertir différentes parties du spectre de la lumière du soleil. Résultat, elles permettent un rendement inégalé. Développées pour les applications spatiales, elles ne sont pas encore commercialisables, mais suscitent l'intérêt des chercheurs et des ingénieurs.

D'autres innovations notables en matière d'énergie solaire

D'autres innovations méritent une attention particulière. Ces systèmes sont notamment très attendus dans le secteur de l'énergie solaire :

  • Les panneaux solaires nocturnes, qui pourraient permettre au producteur d'augmenter significativement son taux d'autoproduction : ils s'appuient sur les flux de chaleur emmagasinée pendant la journée et les changements de température pour assurer une production d'électricité la nuit.
  • Les tuiles solaires, qui pourraient remplacer les tuiles classiques de nos toitures, sont développées par différentes entreprises, dont Tesla, la société d'Elon Musk.
  • Les panneaux solaires colorés pourraient permettre une meilleure intégration dans le paysage.
  • Le développement des panneaux solaires flottants, qui peuvent être mis en place sur les lacs artificiels pollués ou en mer, dans les zones non navigables.

FAQ

Quel est le futur des panneaux solaires ?

Il est toujours difficile de prédire l'avenir, surtout lorsqu'il s'agit de technologie photovoltaïque : elle fait l'objet de nombreuses recherches aujourd'hui. Cependant, on peut imaginer que les panneaux solaires de demain pourraient accroître leur efficacité, se prêter à d'autres champs d'application, tout cela à un prix d'achat moins élevé. Les innovations en matière de stockage et de gestion intelligente de l'énergie solaire pourraient aussi changer la donne et favoriser son déploiement à grande échelle.

Quelles sont les nouvelles évolutions dans l'énergie solaire ?

Ces dernières années, de nombreuses innovations ont vu le jour en matière d'énergie solaire. Quelques exemples :

  • Les panneaux solaires bi-faciaux ;
  • Les panneaux solaires hybrides ;
  • Les panneaux solaires à inclinaison automatisée ;
  • Les nouvelles technologies de cellules photovoltaïques (couches minces, multi-jonctions...).

Quel type de photovoltaïque va se développer à l'avenir ?

Outre le développement de matériaux photovoltaïques plus performants (pérovskite, couches minces...), il est probable que les technologies solaires soient de plus en plus intégrées aux structures architecturales à l'avenir (vitrages des fenêtres, peinture solaire, tuile solaire...).