Un panneau solaire standard peut-il devenir un materiau de couverture ?

Pourquoi la prochaine etape de la toiture solaire pourrait etre des modules PV standard, et non des panneaux sur mesure.

La reponse courte est oui -- si le panneau beneficie de la bonne integration en couverture. Un module PV standard est deja un element resistant aux intemperies, fabrique en verre et en aluminium. La vraie question de la toiture solaire n'est plus seulement la technologie du module. C'est la facon dont les panneaux sont connectes entre eux, aux rives de toiture et aux penetrations de maniere a creer un systeme integre en toiture qui est concu et teste pour l'etancheite, concu pour reduire les voies de risque d'incendie et maintenable pour l'entretien.

Le chainon manquant entre la couverture et le solaire

Pendant des annees, le marche de la toiture solaire a essaye de connecter deux mondes : la couverture et la production d'energie solaire.

Le PV conventionnel sur toiture utilise des panneaux solaires standard montes au-dessus d'une toiture existante. C'est peu couteux, familier, evolutif et finançable. La toiture solaire vise a aller plus loin : le panneau n'est plus une couche supplementaire au-dessus de la toiture, mais fait partie de la couverture elle-meme.

Historiquement, cela a souvent ete resolu avec des modules sur mesure. Un canal d'eau special, un verrou, un joint ou un detail de rive est ajoute au module en usine pour qu'il puisse se comporter comme un produit de couverture. Techniquement, c'est comprehensible. Commercialement, c'est couteux. Des volumes de production plus faibles, des formats proprietaires, des parcours de certification dedies, des chaines d'approvisionnement fermees et une remplaçabilite limitee peuvent rendre les toitures solaires beaucoup plus cheres que les solutions PV standard.

Cela souleve une question simple : un module solaire sur mesure est-il toujours necessaire ?

Les modules PV standard modernes sont deja fabriques avec des materiaux concus pour l'exposition en exterieur. La surface en verre evacue l'eau. Les cadres en aluminium sont concus pour resister aux intemperies. Les modules verre-verre sont proteges des deux cotes par du verre, et ces modules sont devenus de plus en plus courants dans le PV standard sur toiture. La technologie utilisee dans le solaire sur toiture est deja tres proche de la technologie utilisee dans la toiture solaire.

La difference ne reside plus principalement dans le panneau. La difference reside dans la connexion.

Pourquoi les modules verre-verre correspondent a la logique de la toiture solaire

La toiture solaire favorise generalement les modules verre-verre. La raison est simple : un module verre-verre est mecaniquement plus solide, plus stable et mieux adapte a une situation ou le panneau doit supporter le vent, la neige, les variations de temperature et l'exposition prolongee aux intemperies.

Les modules verre-verre presentent egalement un avantage important en matiere de securite incendie : les surfaces exterieures du module sont en verre. Cela signifie que les faces externes sont non combustibles. Bien sur, le module contient encore des composants electriques, des encapsulants, des boites de jonction, des cables et des connecteurs, donc un module verre-verre ne rend pas automatiquement une toiture entiere ignifuge. Mais compare aux anciens modules a feuille arriere, la construction verre-verre est une base plus logique pour la toiture solaire.

Ces dernieres annees, les modules verre-verre sont egalement devenus de plus en plus courants dans le PV sur toiture. Cela signifie que deux marches -- le PV sur toiture et la toiture solaire -- convergent vers la meme base technologique.

L'un utilise des modules standard au-dessus de la toiture. L'autre peut utiliser essentiellement le meme type de module a l'interieur de la couche de toiture ou comme partie de la couverture.

Cela signifie qu'il n'est plus raisonnable de supposer que la toiture solaire necessite toujours une industrie de modules completement separee. Dans de nombreux cas, la meme technologie peut etre utilisee, mais avec une nouvelle fonction de couverture.

La partie couteuse d'un panneau sur mesure n'est pas toujours la technologie PV

Les modules sur mesure utilises dans la toiture solaire different souvent des modules standard non pas parce que la technologie solaire est fondamentalement differente, mais parce que la connexion de couverture est ajoutee au module lui-meme.

Le panneau produit de l'electricite de la meme maniere. Le verre protege les cellules de la meme maniere. Le cadre ou la structure de rive assure la rigidite de la meme maniere. Le cout augmente lorsque le module devient un format special, fabrique en plus petits volumes, avec un systeme de verrouillage etanche integre en usine.

En d'autres termes, le cout d'une toiture solaire n'augmente pas seulement parce que le panneau est meilleur. Il augmente souvent parce qu'un produit PV standard est retire de la chaine d'approvisionnement mondiale standard et transforme en produit de niche.

C'est l'un des problemes centraux de la toiture solaire.

Le PV sur toiture est devenu un produit de marche de masse parce qu'il utilisait des modules standard, des flux de travail standard et une logique de financement standard. La toiture solaire a souvent pris la direction opposee : des modules sur mesure, des systemes sur mesure, une installation plus complexe et des prix plus eleves.

Si la toiture solaire veut devenir une categorie de marche de masse, elle doit revenir vers la standardisation.

La logique Holaroof : transformer le panneau en materiau de couverture sur le toit, pas en usine

Holaroof aborde le probleme differemment.

Au lieu de creer un nouveau module de toiture solaire couteux en usine, Holaroof utilise un module PV cadre standard et le transforme en partie de la couverture sur site. Le panneau reste un produit standard. La fonction de couverture est creee par le systeme qui l'entoure : liteaux metalliques, pinces, joints, solins, protection de cables, details de rives, faitieres, avant-toits, noues et panneaux de remplissage non actifs.

Cela signifie que la valeur ajoutee n'est pas creee a l'interieur de l'usine de modules. Elle est creee dans le systeme de toiture.

Si la connexion etanche est integree au module en usine, le panneau devient un module sur mesure. Si la connexion etanche est creee sur le toit avec des composants de systeme standardises, le projet peut utiliser la chaine d'approvisionnement existante de l'industrie PV.

Le resultat est une toiture solaire qui combine l'economie d'un module PV standard avec la fonction d'etancheite d'un systeme integre en toiture teste.

Pourquoi cela donne un avantage a la toiture solaire

Une toiture solaire basee sur des modules standard presente plusieurs avantages clairs.

Premierement, elle maintient le cout du module bas car elle utilise l'echelle de fabrication PV mondiale. Deuxiemement, elle reduit la dependance a un seul fournisseur de panneaux. Troisiemement, elle ameliore la maintenabilite et les options de remplacement futur. Quatriemement, il est plus facile pour les investisseurs, les banques et les partenaires PPA de comprendre, car le composant producteur d'energie est familier et deja finançable.

Plus important encore, cela rend la toiture solaire plus evolutive.

Si chaque pays ou marche n'a pas besoin d'une chaine d'approvisionnement de modules sur mesure separee, l'accent peut etre mis sur ce qui differencie reellement le produit : la logique de couverture, la vitesse d'installation, l'etancheite, la securite incendie, la protection des cables, la maintenabilite et le logiciel de conception.

Un module evacue l'eau. La connexion doit devenir une toiture.

Un panneau standard est resistant aux intemperies et sa surface en verre evacue l'eau, mais un seul module n'est pas une toiture en soi. Le probleme n'est pas la surface vitree.

Le probleme est la connexion.

L'eau ne penetre generalement pas par le verre. Elle penetre par les joints, les rives, les penetrations, les pentes insuffisantes, les solins defaillants ou les details mal concus.

Par consequent, la veritable tache d'ingenierie de la toiture solaire n'est pas simplement d'inventer un nouveau panneau. C'est d'appliquer la logique de couverture aux modules PV : faire en sorte que les joints entre panneaux, les rives de la toiture, les faitieres, les avant-toits, les noues, les penetrations et les transitions fonctionnent comme un veritable systeme de couverture.

Le panneau standard est le module de base. Le systeme en fait une toiture.

L'analyse incendie change la perspective

Construire une toiture solaire sure ne depend pas seulement de la specification du module. De plus en plus, la question critique est ce qui se passe en dessous et autour du module.

Les analyses incendie suggerent que les incendies de toitures PV demarrent rarement depuis la surface vitree du module ou du module dans son ensemble. Dans diverses enquetes sur les incendies, l'ignition provenant du stratifie du module PV lui-meme ne represente systematiquement qu'une faible proportion -- moins de 10 % des cas. La majorite du risque est associee aux sectionneurs DC, aux connecteurs DC, aux onduleurs et aux cables DC. L'enquete du BRE au Royaume-Uni va dans la meme direction : les problemes recurrents incluent les sectionneurs, les connecteurs, les onduleurs, les cables, les erreurs d'installation et la conception du systeme.

Cela change la perspective de la toiture solaire.

Si les risques naissent principalement au niveau du systeme, l'innovation ne devrait pas se concentrer uniquement sur la creation d'un nouveau module. Tout aussi important -- et souvent plus important -- est l'environnement sous le module : la performance au feu du substrat, les chemins de cables, les connecteurs, la ventilation, la gestion de l'eau, l'acces de service et la maintenabilite.

Le module lui-meme est souvent la partie la plus standardisee et la mieux testee de l'ensemble du systeme. La vraie difference est de savoir si la zone sous le module est un systeme de toiture controle ou une zone de risque improvisee.

Une nouvelle categorie entre le BIPV et le PV sur toiture

Cela cree une nouvelle categorie entre le BIPV et le PV sur toiture.

Ce n'est pas du PV classique sur toiture, ou le panneau est simplement ajoute au-dessus de la toiture. Ce n'est pas non plus du BIPV sur mesure classique, ou le produit depend d'un module proprietaire couteux.

C'est une toiture solaire basee sur des modules standard.

Si cette logique fonctionne, elle peut renforcer l'economie de la toiture solaire. La toiture solaire n'a plus besoin de concurrencer uniquement sur l'esthetique, l'invisibilite ou la purete architecturale. Elle peut concurrencer sur les memes arguments qui ont fait le succes du PV sur toiture : le prix, le retour sur investissement, la disponibilite, la maintenabilite et la finançabilite.

Reflexion finale : deux marches doivent n'en faire qu'un

Aujourd'hui, deux marches massifs operent cote a cote : la couverture et le PV sur toiture.

Le marche europeen de la couverture a ete estime a pres de 700 millions de metres carres de livraisons annuelles. Cela represente des millions de surfaces de toiture neuves ou renovees. Dans le meme temps, l'Europe ajoute des dizaines de gigawatts de PV chaque annee, et une grande part de cette capacite est installee sur des toitures.

Ce sont deux grands marches, mais ils fonctionnent encore separement.

A cause de cette defaillance du marche, l'Europe et le monde continuent de construire d'enormes quantites de toitures passives chaque annee -- des toitures qui protegent les batiments mais ne produisent pas d'energie. Plus tard, un systeme PV separe est souvent ajoute par-dessus.

Cela signifie un doublement des materiaux, un doublement du travail et un doublement des responsabilites.

L'objectif de Holaroof est de reunir ces deux mondes.

La toiture du futur ne devrait pas etre "une toiture plus un systeme solaire". La toiture du futur devrait etre une categorie integree unique : toiture active / non active.

La partie active produit de l'energie. La partie non active resout la toiture la ou l'energie n'est pas produite : rives, penetrations, zones architecturales, protection contre l'eau et continuite visuelle.

Ensemble, elles creent un systeme unique, une logique unique et un marche unique.

Ce n'est pas seulement un nouveau produit. C'est la prochaine etape de la couverture.

Holaroof ne reinvente pas le panneau solaire. Holaroof donne au module PV standard un nouveau role -- en le transformant en surface d'etancheite d'un systeme integre en toiture teste.

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Cet article est une information generale et non une garantie de performance. Chaque installation necessite une evaluation de l'adequation, de la structure et de l'electricite specifique au projet, conformement aux reglementations locales de construction et aux regles d'urbanisme. L'etancheite, le comportement au feu et la production dependent des composants specifies, d'une installation correcte et de l'etat du batiment existant. Les donnees de tiers et les prix sont exacts a la date de publication.