Qu’est-ce qu’un panneau solaire transparent et comment fonctionne-t-il ?

Comme son nom l’indique, un panneau solaire transparent est un panneau solaire avec des parois transparentes. Comme tous les autres, il est conçu pour convertir l'énergie lumineuse du soleil ou le rayonnement solaire en électricité. Et son petit plus, c’est qu’il laisse passer la lumière naturelle contrairement aux panneaux photovoltaïques traditionnels qui, eux, la bloquent.

Les panneaux solaires transparents se distinguent des panneaux photovoltaïques en silicium cristallin traditionnels par :

• Leur apparence

La différence la plus frappante réside dans l'esthétique. Les panneaux solaires transparents se distinguent par leur finesse et leur transparence, car ils sont majoritairement constitués de matière transparente. Exit les lourdes structures opaques bleues ou noires qui obstruent la lumière naturelle !

• Leur structure ou conception

Dans les panneaux solaires classiques, les cellules photovoltaïques sont réparties sur l'intégralité de la structure et interconnectées, ce qui détermine leur couleur caractéristique. En revanche, pour les panneaux solaires transparents, les cellules solaires sont stratégiquement placées aux bordures ou aux extrémités de la structure, permettant ainsi à la majeure partie de la surface de rester entièrement transparente.

• Leur rendement

C'est actuellement le principal point faible d’une installation solaire transparente. Son rendement est encore nettement inférieur à celui des panneaux photovoltaïques traditionnels, avec un taux de conversion de l'énergie lumineuse en énergie électrique compris entre 1 % et 3 %, contre les 15 % à 20 % habituels.

Rappel : l’efficacité d’un panneau solaire varie en fonction de plusieurs facteurs tels que l’orientation, l’inclinaison, l’ombrage, l’ensoleillement, la température ambiante (à lire aussi : l’impact des facteurs de température sur la performance des panneaux solaires), etc.

Il est cependant important de souligner que la recherche en la matière est en constante évolution. Les performances des panneaux solaires transparents ne cessent de s'améliorer, et des percées prometteuses ont déjà été réalisées.

Par exemple, des chercheurs de l'Université du Michigan sont arrivés à atteindre un rendement de 8 % avec des vitres solaires, ce qui est un signe encourageant pour l'avenir. Au Japon, d'autres équipes travaillent sur le développement de cellules solaires plus transparentes : le degré de transparence atteint à ce jour est de 79 %. L'objectif ultime est de créer des structures de panneaux solaires transparents fonctionnant de la même manière que les panneaux photovoltaïques traditionnels avec des cellules photovoltaïques reliées entre elles. Mais jusqu’ici, ils n’ont pas encore réussi à connecter les cellules entre elles et à les faire fonctionner de manière synchronisée.

Si vous avez un projet d’installation en ville ou en campagne de panneaux solaires et que vous ne savez pas par où commencer, ces articles peuvent vous être utiles : combien de panneaux solaires pour une maison : le calcul ?

Le fonctionnement d’un kit solaire transparent diffère légèrement de celui des panneaux photovoltaïques traditionnels. En effet, puisque les cellules photovoltaïques sont placées sur les bordures, il faut que les photons de la lumière du soleil puissent arriver jusque-là.

Pour y parvenir, des nanoparticules agissant comme des concentrateurs solaires luminescents sont intégrées au sein de la plaque transparente qui forme la surface principale du panneau. Leur mission est de capter le rayonnement solaire et de le rediriger vers les cellules solaires.

Une fois cela fait, le processus de conversion d'énergie est identique à celui d’une installation de panneaux solaires photovoltaïques traditionnels : les matériaux semi-conducteurs au cœur des cellules produisent un courant électrique continu, lequel est ensuite converti en courant alternatif par un onduleur solaire, rendant l'énergie produite compatible avec le réseau électrique ou directement utilisable par des appareils électriques (à lire aussi : que peut-on alimenter avec un panneau solaire ? – exemples)) si elle n’est pas stockée dans une batterie solaire à des fins d’usage ultérieur.

Outre les avantages environnementaux communs à tous les panneaux solaires tels que la production d'électricité verte et la réduction de l'empreinte carbone qui contribuent à la transition énergétique, les panneaux solaires transparents présentent des atouts multiples :

• Esthétique et discrétion : ils se fondent harmonieusement dans l'environnement, sont discrets et ne nuisent pas à l'aspect visuel des bâtiments. Leur capacité à s'intégrer sans compromettre l'esthétique offre une plus-value en termes d'efficacité énergétique, car ils permettent de produire de l'énergie solaire sans alourdir visuellement les structures.

• Nouvelles applications architecturales : l'aspect transparent ouvre la voie à de nouvelles applications, notamment celles en rapport avec l'intégration architecturale. On peut imaginer intégrer ces panneaux dans des pergolas, des serres surtout en milieu rural (à lire aussi : les avantages des panneaux solaires dans les zones rurales), des baies vitrées, des fenêtres, des cloisons vitrées, voire même des fenêtres de voitures, etc. Cela permet d'exploiter un plus grand nombre de surfaces pour produire de l'énergie solaire.

• Coût de production et d’exploitation : leur processus de fabrication qui utilise des matériaux différents de ceux des panneaux solaires photovoltaïques en silicium cristallin traditionnels peut potentiellement réduire les coûts de production. Cette économie se répercute sur le prix de vente et, par extension, sur le coût de maintenance en cas de problème. Ce qui peut, à terme, contribuer à rendre la technologie du solaire accessible au plus grand nombre.

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