Imaginez des vitres qui produisent de l’électricité ou encore des serres photovoltaïques. Futuriste ? Pas tant que ça… Les recherches sur ces nouveaux panneaux solaires innovants avancent à grands pas. Au revoir les panneaux opaques sur vos toits, bonjour les panneaux transparents sur vos fenêtres et vos verrières !
Alors, comment fonctionnent ces panneaux solaires dernier cri ? Sont-ils viables économiquement ? Quels sont leurs avantages et inconvénients par rapport à des panneaux classiques ? Nous vous proposons de faire le point ensemble sur cette technologie prometteuse. Accrochez votre ceinture, nous partons à la découverte des panneaux solaires transparents !
Sommaire de l'article
I. Qu’est-ce qu’un panneau solaire transparent ?
Un panneau solaire transparent est, comme son nom l’indique, un panneau photovoltaïque qui produit de l’électricité tout en laissant passer la lumière. Concrètement, il s’agit d’une surface vitrée semblable à une fenêtre, qui capte l’énergie lumineuse pour la transformer en électricité via des cellules photovoltaïques transparentes.
Contrairement aux panneaux classiques avec des cellules opaques, les cellules de ces panneaux innovants utilisent des matériaux transparents comme de l’oxyde de zinc ou de l’oxyde de cuivre. Elles sont déposées en fines couches sur du verre ou du plastique, sans bloquer le passage de la lumière.
Cette technologie ouvre la porte à de nombreuses applications en permettant à la fois production d’électricité et apport de lumière naturelle. On peut par exemple l’intégrer en remplacement de vitrages traditionnels sur les fenêtres, les vérandas, les hangars, ou encore dans les serres agricoles. Cerise sur le panneau, ces dispositifs s’intègrent beaucoup plus discrètement à une façade avec leur aspect de fenêtre classique.
Une belle opportunité pour concilier production d’énergie renouvelable et confort visuel !
II. Comment fonctionne-t-il ?
Mais comment ces panneaux parviennent-ils à la fois à produire de l’électricité et à laisser filtrer la lumière ? Tout est une question de matériaux et de structures fines.
Les cellules photovoltaïques transparentes sont constituées de couches nanométriques de matériaux semi-conducteurs comme l’oxyde de zinc ou le CIGS (alliage de cuivre, indium, gallium et sélénium). Ces couches mesurent quelques centaines de nanomètres d’épaisseur, soit des milliers de fois plus fines qu’un cheveu humain !
Ces cellules ultra fines sont déposées sur une surface en verre ou en plastique, sans bloquer le passage de la lumière. Elles captent simplement une partie des photons lumineux pour générer un courant électrique. La lumière traverse ainsi le panneau tout en cédant une partie de son énergie.
La magie de la transparence opère. Selon la technologie utilisée, ces panneaux laissent passer de 40 à 70% de la lumière (contre 0% pour un panneau solaire standard opaque). De quoi produire de l’électricité tout en conservant une bonne luminosité.
En outre, cette électricité est directement utilisable grâce à un onduleur qui transforme le courant continu en courant alternatif. Et vous obtenez ainsi votre production d’énergie 100% solaire pour une autoconsommation ou un raccordement au réseau !
III. Quelles différences avec un panneau photovoltaïque ordinaire ?
Les panneaux solaires transparents se distinguent sur trois aspects principaux :
- Rendement : aujourd’hui, leur rendement énergétique se situe autour de 1% en moyenne, contre 15 à 20% pour des panneaux classiques. C’est très peu… Toutefois, nous le verrons, les rendements ont tendance à augmenter avec les avancées technologiques.
- Transparence : contrairement aux panneaux standards opaques, ces panneaux laissent passer 40 à 70% de la lumière tout en produisant de l’électricité grâce à leurs cellules fines. Ils offrent ainsi l’avantage d’une intégration discrète en façade ou en verrière.
- Coût : leur fabrication étant beaucoup plus complexe, les coûts de production sont encore très élevés, pour ne pas dire rédhibitoires. On parle d’une technologie qui n’a pas encore franchi le cap de la commercialisation.
💡 Pour en savoir plus sur le coût d’une installation solaire, vous pouvez accéder à notre simulateur.
IV. Les avantages et les inconvénients des panneaux photovoltaïques transparents
1. Avantages
Les atouts de ces panneaux innovants résident principalement dans leur caractère transparent et leur discrétion.
Tout d’abord, la possibilité de laisser passer la lumière ouvre la porte à de nouveaux usages comme l’intégration en façades, vérandas ou serres agricoles.
Ensuite, grâce à cet aspect visuel de vitrage, leur intégration s’avère bien plus esthétique qu’un panneau solaire standard. Leur design sobre et discret les rend compatibles avec une large variété d’installations (bâtiments, verrières, garde-corps, etc.).
En outre, en remplaçant des vitrages existants, ils permettent de produire de l’électricité sans empiéter sur la surface habitable des bâtiments.
Autre atout, ces panneaux finement structurés offrent une robustesse et une durabilité accrues grâce à l’ajout de couches protectrices. Résultat : une longévité prolongée pour un retour sur investissement intéressant espéré.
2. Inconvénients
Les inconvénients résident essentiellement, comme nous l’avons vu, dans leur coût encore très élevé et leurs rendements perfectibles.
En effet, côté rendement, rappelons qu’ils plafonnent pour le moment autour de 1% de conversion de l’énergie solaire, contre plus de 20% pour des panneaux standard aujourd’hui.
Pour autant, malgré ces limitations, le potentiel technologique et les axes d’amélioration demeurent prometteurs pour ces panneaux photovoltaïques de nouvelle génération.
V. Où en est la recherche sur les panneaux solaires transparents ?
Ces dernières années, de nombreux laboratoires de recherche se sont penchés sur cette technologie prometteuse. L’objectif : améliorer le rendement de conversion tout en réduisant les coûts grâce à de nouveaux matériaux et de nouveaux procédés de fabrication.
Et les avancées sont fulgurantes ! Les chercheurs rivalisent d’ingéniosité pour mettre au point des cellules photovoltaïques toujours plus performantes et abordables. Certaines équipes travaillent avec des matériaux flexibles comme le plastique pour plus de polyvalence. D’autres développent des encres solaires transparentes qui pourront être directement imprimées sur les fenêtres.
Par exemple, le projet Transition mené au Laboratoire de réactivité et chimie du solide du CNRS dotera les fenêtres d’une fonction de production d’énergie, grâce à l’élaboration de cellules photovoltaïques moléculaires transparentes.
De leur côté, des chercheurs de l’Université du Tohoku au Japon font également la une avec leurs travaux prometteurs. Leur objectif ? Transformer directement les vitres des fenêtres en panneaux solaires transparents. Et les premiers résultats sont au rendez-vous, avec des cellules photovoltaïques atteignant 79% de transparence !
Dans le monde entier, on assiste à une véritable effervescence de la recherche autour des applications possibles…
VI. Conclusion
Ainsi, force est de constater que les panneaux solaires transparents présentent déjà de sérieux avantages grâce à leur capacité unique de production d’électricité tout en laissant passer la lumière. Et leur design discret en fait une option esthétique pour tous les types de vitrages.
Certes, leurs limitations actuelles en termes de rendement et de coût ne permettent pas encore un développement commercial à grande échelle. Mais nul doute que les chercheurs sauront relever ces défis technologiques dans un futur proche !
Et avec la multitude de bâtiments et serres à équiper avec ces « fenêtres solaires », nous pouvons raisonnablement imaginer que les panneaux transparents occuperont une place de choix dans les installations photovoltaïques de demain. Verrières intelligentes, façades productrices d’énergie et serres auto-alimentées, les usages prometteurs ne manquent pas pour ces vitrages 2.0 !
Malgré sa relative jeunesse, la filière des panneaux transparents possède donc d’indéniables atouts pour s’imposer comme LA solution solaire de demain et démocratiser l’énergie verte. Transparence énergétique, c’est solairement possible !
