Home » BIM et Performance énergétique » Panneaux solaires façades : avantages, types et installation

Panneau solaire façade

Panneaux solaires façades : avantages, types et installation

Les panneaux solaires en façade sont des modules photovoltaïques installés sur la façade d’un bâtiment. Quels sont les avantages et comment améliorent-ils l’aspect esthétique


Dans le domaine de l’énergie solaire, lorsqu’on évoque les panneaux photovoltaïques, on pense souvent aux installations sur les toits des maisons ou au sol. Cependant, il existe une autre typologie qui mérite notre attention : les panneaux solaires en façade. Ces panneaux revêtent les murs des bâtiments et exploitent la lumière du soleil pour générer de l’électricité directement à partir du bâtiment lui-même. Cette approche offre non seulement des avantages énergétiques mais aussi une valeur esthétique remarquable. Dans cet article, nous examinons en détail les panneaux solaires pour façade, mettant en évidence les avantages de cette solution.

Les panneaux solaires photovoltaïques nécessitent une exposition directe et constante à la lumière du soleil pour fonctionner de manière optimale. Cela signifie que toutes les façades ne conviennent pas à l’installation de panneaux solaires, en particulier celles exposées de manière sous-optimale ou ombragées pendant la journée. Ainsi, l’orientation, l’ombrage et l’intégration structurelle sont tous des éléments fondamentaux pour le succès de ces systèmes. Assurez-vous donc d’utiliser un logiciel de conception photovoltaïque permettant de concevoir des installations solaires de tout type, de les positionner, de les dimensionner et de les rendre plus performantes.

Panneaux solaires en façade, qu’est-ce que c’est

Les panneaux solaires pour façades, également appelés façades photovoltaïques, sont un type de technologie photovoltaïque utilisé pour générer de l’électricité en intégrant des panneaux solaires directement dans les surfaces verticales des bâtiments. Ces panneaux sont conçus pour remplacer ou être intégrés aux matériaux traditionnels des façades des bâtiments, tels que le verre, l’aluminium, le métal ou d’autres matériaux de construction, et s’intègrent harmonieusement à l’architecture du bâtiment, offrant ainsi une solution esthétiquement agréable.

Façade photovoltaïque - Solarius-PV

Façade photovoltaïque – Solarius-PV

Panneaux solaires en façade : comment ça marche

Les panneaux solaires peuvent être installés sur les façades des bâtiments ou être intégrés à leur structure. Dans les deux cas, leur fonction principale est de capter l’énergie des rayons du soleil et de la transformer en électricité utilisable. Plus précisément : 

  • les panneaux solaires placés sur la façade, les balcons, les fenêtres ou les vitrages captent la lumière du soleil. Ces panneaux sont constitués de cellules photovoltaïques contenant des matériaux semi-conducteurs capables d’absorber la lumière du soleil ;
  • les cellules photovoltaïques la transforment en énergie électrique ;
  • l’énergie continue produite par les panneaux solaires est envoyée vers un dispositif appelé onduleur, qui a pour tâche de convertir cette énergie continue en énergie alternative, prête à être utilisée.

Panneaux solaires en façade : installation

L’installation et l’intégration des façades photovoltaïques nécessitent une planification minutieuse et des compétences spécialisées pour garantir un résultat optimal en termes d’efficacité énergétique et esthétique.

Conception et évaluation du contexte

Avant de procéder à l’installation, il est essentiel d’évaluer l’exposition au soleil des façades du bâtiment. Les façades orientées au sud-est ou au sud-ouest sont idéales, car elles reçoivent une plus grande quantité de lumière solaire directe. La conception doit tenir compte des éventuelles ombres causées par les bâtiments voisins ou les obstacles naturels.

Il est nécessaire de calculer attentivement la capacité de charge des façades pour garantir qu’elles puissent supporter en toute sécurité les panneaux solaires et les systèmes de fixation, en particulier dans les zones soumises à des vents forts ou à des charges de neige. En fonction des besoins spécifiques du projet, la technologie des panneaux solaires la plus adaptée est sélectionnée, pouvant inclure des modules en silicium polycristallin, des films minces ou des panneaux solaires flexibles.

Installation et intégration

L’installation des panneaux solaires peut être réalisée en utilisant différentes techniques de montage. Les panneaux peuvent être préassemblés en modules multi-panneaux ou connectés individuellement, selon la taille et les préférences du projet. Des systèmes de fixation spécialement conçus pour les façades sont utilisés, pouvant être de type vertical ou horizontal. Ces systèmes doivent assurer une forte adhérence des panneaux à la surface du bâtiment.

Lors de l’installation, il est essentiel de maintenir l’esthétique globale du bâtiment, en veillant à la disposition des panneaux pour assurer un aspect cohérent avec le design architectural. Enfin, les panneaux solaires doivent être correctement câblés et connectés à l’onduleur ou à l’unité de contrôle. Cette étape est essentielle pour transformer l’énergie solaire en énergie utilisable pour le bâtiment.

Maintenance et suivi

Une fois installés, les panneaux solaires nécessitent un entretien régulier pour assurer un fonctionnement optimal. Cet entretien peut inclure le nettoyage des panneaux, l’inspection des systèmes de fixation et la vérification des connexions électriques. Il est important de mettre en place des systèmes de surveillance des performances pour suivre l’efficacité énergétique des panneaux solaires au fil du temps. Ces systèmes permettent de détecter rapidement d’éventuels problèmes et d’optimiser la production d’énergie.

La vidéo suivante est le premier d’une série de tutoriels du logiciel de conception photovoltaïque avec lequel vous pourrez, entre autres, concevoir votre installation intégrée sur une façade d’un bâtiment à une inclinaison de 90°, modéliser la zone de façade photovoltaïque, redimensionner la zone effective de pose et sélectionner le champ photovoltaïque avec l’aide de l’assistant.

Panneau solaire façade : avantages et inconvénients

Il est essentiel de comprendre à la fois les avantages et les inconvénients associés à cette technologie.

  • Avantages : 
    • production d’énergie intégrée : l’une des principales raisons pour lesquelles les façades photovoltaïques gagnent en popularité est leur capacité à transformer passivement la lumière du soleil en électricité. Cela signifie que les bâtiments peuvent devenir des générateurs d’énergie, contribuant à réduire la dépendance aux réseaux électriques traditionnels ;
    • efficacité énergétique : ces panneaux peuvent réduire la quantité de chaleur solaire pénétrant dans le bâtiment lors des journées chaudes, aidant à maintenir une température intérieure confortable et réduisant le besoin de systèmes de refroidissement ;
    • amélioration esthétique : contrairement aux panneaux solaires traditionnels installés sur les toits, les façades photovoltaïques peuvent être intégrées directement dans l’architecture du bâtiment, permettant aux architectes de créer des bâtiments esthétiquement plaisants produisant de l’énergie en même temps ;
    • maximisation de l’espace : en utilisant les façades des bâtiments pour la production d’énergie, il n’est pas nécessaire de dédier des espaces supplémentaires à l’installation de panneaux solaires, particulièrement avantageux dans les zones urbaines où l’espace est limité ;
    • réduction des émissions de carbone : les bâtiments produisant leur propre énergie réduisent le besoin d’extraire et d’utiliser des combustibles fossiles pour l’électricité.
  • Inconvénients : 
    • exposition solaire limitée : les façades exposées de manière sous-optimale ou ombragées pendant la journée pourraient ne pas convenir à l’installation de panneaux solaires ;
    • coûts initiaux : l’installation de façades photovoltaïques peut entraîner des coûts initiaux plus élevés par rapport aux solutions traditionnelles de revêtement de construction ;
    • moindre efficacité des modules thin film : bien que les modules thin film soient flexibles et adaptables aux surfaces verticales, leur efficacité énergétique moyenne est inférieure à celle des modules polycristallins. Cela signifie qu’il pourrait être nécessaire de disposer de plus d’espace pour obtenir la même quantité d’énergie ;
    • orientation et inclinaison : pour maximiser l’efficacité, les panneaux solaires doivent être correctement orientés et inclinés par rapport au soleil. Cela nécessite une conception précise et une compréhension des conditions locales.

Panneau solaire façade : types

Chaque type de module a ses propres applications et avantages spécifiques, le choix dépendant des besoins du projet, de la disposition des façades du bâtiment et des exigences esthétiques. Les principales technologies utilisées dans la réalisation d’installations photovoltaïques en façade sont : 

  • modules en silicium polycristallin ;
  • modules thin film ;
  • panneaux photovoltaïques flexibles ;
  • façades ventilées photovoltaïques.

Modules en silicium polycristallin

Les modules photovoltaïques en silicium polycristallin sont constitués de cellules solaires polycristallines, fabriquées à partir de lingots de silicium fondus puis découpés en fines tranches. Ces modules sont souvent utilisés dans les installations résidentielles et commerciales. Cependant, bien qu’ils aient une efficacité énergétique comprise entre 18 % et 20 %, ils sont moins adaptés aux surfaces verticales qu’aux surfaces horizontales en raison de leur conception rigide et des défis liés à leur installation sur des murs non plats.

Modules thin film

Les modules thin film, ou à pellicule mince, sont connus pour leur flexibilité et leur capacité à s’adapter aux surfaces verticales et ondulées. Ils sont fabriqués à partir de matériaux semi-conducteurs minces tels que le silicium amorphe, le tellurure de cadmium ou le cuivre-indium-gallium-sélénium (CIGS). Bien qu’ils aient une efficacité énergétique inférieure, avec une moyenne de 9 à 10 % par rapport aux modules polycristallins, leur flexibilité les rend idéaux pour les façades des bâtiments. Ils peuvent envelopper des surfaces irrégulières, permettant une intégration architecturale accrue sans compromettre l’esthétique.

Panneaux solaires souples

Ces panneaux font partie des modules à film mince et se caractérisent par une grande flexibilité. Ils sont fabriqués à partir de matériaux encore plus minces et légers, ce qui permet une plus grande polyvalence lors de l’installation. Ces panneaux sont particulièrement adaptés aux surfaces courbes ou tridimensionnelles et peuvent être utilisés pour créer des solutions architecturales uniques.

Façades ventilées photovoltaïques

Les vitrages photovoltaïques représentent une technologie émergente qui exploite les fenêtres des bâtiments pour produire de l’énergie solaire. Ces panneaux minces, souvent fabriqués avec une technologie à film mince, remplacent le verre traditionnel dans les fenêtres. Bien qu’ils puissent réduire le rayonnement solaire à l’intérieur des bâtiments, ils offrent un potentiel significatif pour l’intégration de l’énergie solaire dans les bâtiments existants.

 

solarius-pv
solarius-pv