Un nombre croissant de fabricants et de fournisseurs en Europe proposent des systèmes solaires photovoltaïques thermiques, également connus sous le nom de capteurs PVT. Ce fut l’un des principaux messages de l’Atelier international sur le statut des systèmes PVT, organisé par Fraunhofer ISE en mai dernier à Fribourg. L’événement, organisé dans le cadre de la tâche 60 de l’IEA SHC, Application des capteurs PVT et des nouvelles solutions dans les systèmes HVAC, a permis de faire intervenir 15 conférenciers qui ont informé 63 participants travaillant dans l’industrie et la science sur les progrès réalisés avec les produits PVT.
Les systèmes PVT ont la cote. Lors d’un Atelier international consacré à cette technologie, les conférenciers invités ont démontré qu’il existe une demande pour les systèmes PVT ? Et de mettre en avant plusieurs start-up et des fabricants spécialisés offrant des produits pour une grande variété d’applications résidentielles, commerciales et industrielles. La plupart des capteurs PVT sont non vitrés (sans couverture transparente) et sont utilisés en combinaison avec des pompes à chaleur. Il est à noter qu’il existe tout de même quelques produits vitrés et une minorité d’exemples de systèmes à concentration. Les capteurs solaires peuvent être classés en trois catégories principales en fonction de la plage de température de la chaleur qu’ils produisent : faible (0 à 50 ° C), moyenne (30 à 80 ° C) et élevée (jusqu’à 180 ° C).
Ces dernières années, le marché a connu une augmentation constante du nombre de fabricants offrant des solutions PVT. Corry de Keizer, chef de projet au Solar Energy Application Centre basé aux Pays-Bas, a signalé que 54 produits PVT étaient désormais disponibles à la vente en Europe et que six autres étaient en cours de commercialisation. Une telle information étonnante prouve que l’innovation est en cours dans la communauté PVT. Mais, en même temps, une certaine volatilité subsiste. Le marché du PVT est encore à un stade précoce , a déclaré Jean-Christophe Hadorn, responsable de la tâche 60. Le rapport sur le Benchmark du secteur du PVT publié en mars par l’organisation néerlandais présente une liste de fournisseurs, y compris des photos de leurs produits et des liens vers leurs sites Web. Bémol ! Il fait aussi état de 32 entreprises qui ont déjà cessé de proposer des solutions PVT.
Solutions pour les bâtiments à très faible consommation énergétique (net zero energy buildings)
Corry de Keizer a ainsi déclaré que depuis les années 1990, les chercheurs ont réalisé plusieurs projets PVT aux Pays-Bas, mais qu’ils avaient tous eu très peu de succès commercial. Le regain d’intérêt pour le PVT est principalement lié à la forte demande pour les bâtiments à très faible consommation énergétique et à la mauvaise réputation du gaz depuis l’annonce d’un séisme survenu dans un site d’extraction de gaz naturel dans le nord du pays en août 2012. Le prix PVT moyen indiqué dans la présentation de Corry de Keizer est de 300 EUR / m², environ 10% de moins cher que si l’on devait acheter des unités séparées de capteurs thermiques pour 220 EUR / m² et des panneaux PV pour 120 EUR / m². Corry de Keizer a également énuméré les principaux obstacles techniques à une adoption plus large du PVT, à savoir la conception et l’installation de systèmes complexes, une optimisation difficile et une fiabilité à long terme à démontrer. De plus, il n’existe pas de normes pour soutenir l’industrie et convaincre les clients et les installateurs des avantages de la technologie.
Transfert de chaleur amélioré
Lors de sa présentation, Manuel Lämmle, chercheur au Fraunhofer ISE, s’est justement concentré sur les principaux objectifs de R&D lors de la conception de systèmes PVT nouveaux et améliorés. « Le premier objectif a été d’améliorer les performances des capteurs PVT vitrés au moyen de revêtements à faible émissivité. Il a été démontré que les pertes de chaleur par rayonnement pouvaient être réduites de 80%, ce qui augmenterait l’efficacité thermique. Cependant, il y avait quelques inconvénients sous la forme d’efficacité électrique inférieure, qui diminuerait d’environ 3%, avec en sus un plus grand risque de surchauffe des collecteurs » a-t-il commenté.
Le deuxième objectif a consisté à améliorer le transfert de chaleur à l’intérieur des absorbeurs PVT pour diminuer la température de fonctionnement de la cellule PV et par la même accroître la conversion et l’efficacité thermique. Le laminage des cellules photovoltaïques sur des feuilles métalliques, sans adhésif supplémentaire ni couche isolante d’air, pourrait augmenter le coefficient de transfert thermique entre 80 et 126 W / m²K, tandis que l’utilisation de colle pour absorbeurs permettrait d’atteindre entre 20 et 30 W / m²K.
Cet article a été rédigé par Riccardo Battisti, consultant en énergie solaire et chercheur sur le marché travaillant chez Ambiente Italia (Rome, Italie).
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