Le photovoltaïque intégré au bâtiment a été décrit comme un secteur où des produits photovoltaïques non compétitifs tentent de pénétrer le marché. Mais cela pourrait être injuste, déclare Björn Rau, responsable technique et directeur adjoint de PVcomB chez
Helmholtz-Zentrum à Berlin, qui estime que le chaînon manquant dans le déploiement du BIPV se situe à l'intersection de la communauté du bâtiment, de l'industrie de la construction et des fabricants de PV.
Extrait du magazine PV
La croissance rapide du photovoltaïque au cours de la dernière décennie a atteint un marché mondial d'environ 100 GWc installés par an, ce qui signifie qu'environ 350 à 400 millions de modules solaires sont produits et vendus chaque année. Cependant, leur intégration dans les bâtiments reste un marché de niche. Selon un récent rapport du projet de recherche européen Horizon 2020 PVSITES, seulement 2 % environ de la capacité photovoltaïque installée était intégrée à l'enveloppe des bâtiments en 2016. Ce chiffre minuscule est particulièrement frappant si l'on considère que plus de 70 % de l'énergie est consommée. La totalité du CO2 produit dans le monde est consommée dans les villes, et environ 40 à 50 % des émissions de gaz à effet de serre proviennent des zones urbaines.
Pour relever ce défi des gaz à effet de serre et promouvoir la production d'électricité sur site, le Parlement européen et le Conseil ont adopté en 2010 la directive 2010/31/UE sur la performance énergétique des bâtiments, dite « bâtiments à consommation d'énergie quasi nulle ». Cette directive s'applique à tous les nouveaux bâtiments construits après 2021. Pour les nouveaux bâtiments destinés à accueillir des institutions publiques, elle est entrée en vigueur au début de cette année.
Aucune mesure spécifique n'est requise pour obtenir le statut NZEB. Les propriétaires de bâtiments peuvent prendre en compte des aspects d'efficacité énergétique tels que l'isolation, la récupération de chaleur et les économies d'énergie. Cependant, l'objectif réglementaire étant le bilan énergétique global d'un bâtiment, la production active d'énergie électrique à l'intérieur ou autour du bâtiment est essentielle pour respecter les normes NZEB.
Potentiel et défis
Il ne fait aucun doute que l'intégration du photovoltaïque jouera un rôle important dans la conception des futurs bâtiments ou la modernisation des infrastructures existantes. La norme NZEB sera un moteur pour atteindre cet objectif, mais pas le seul. Le photovoltaïque intégré au bâtiment (BIPV) peut être utilisé pour activer des zones ou des surfaces existantes afin de produire de l'électricité. Ainsi, aucun espace supplémentaire n'est nécessaire pour intégrer davantage de photovoltaïque en zone urbaine. Le potentiel de production d'électricité propre par le photovoltaïque intégré est énorme. Comme l'a constaté l'Institut Becquerel en 2016, la part potentielle de la production BIPV dans la demande totale d'électricité dépasse 30 % en Allemagne et, dans les pays plus méridionaux (comme l'Italie), avoisine même 40 %.
Mais pourquoi les solutions BIPV ne jouent-elles encore qu'un rôle marginal dans le secteur solaire ? Pourquoi ont-elles été jusqu'à présent rarement prises en compte dans les projets de construction ?
Pour répondre à ces questions, le Centre de recherche allemand Helmholtz-Zentrum de Berlin (HZB) a mené l'année dernière une analyse de la demande en organisant un atelier et en communiquant avec les acteurs de tous les secteurs du BIPV. Les résultats ont montré qu'il n'y avait pas de manque de technologie en soi.
Lors de l'atelier HZB, de nombreux acteurs du secteur de la construction, qu'ils réalisent des projets de construction ou de rénovation, ont admis des lacunes dans leurs connaissances concernant le potentiel du BIPV et les technologies associées. La plupart des architectes, urbanistes et maîtres d'ouvrage manquent tout simplement d'informations pour intégrer la technologie photovoltaïque à leurs projets. Par conséquent, le BIPV suscite de nombreuses réserves, notamment en raison de son design attrayant, de son coût élevé et de sa complexité excessive. Pour surmonter ces idées reçues, les besoins des architectes et des maîtres d'ouvrage doivent être au cœur des préoccupations, et la compréhension de leur perception du BIPV doit être une priorité.
Un changement de mentalité
Le BIPV diffère à bien des égards des systèmes solaires de toiture classiques, qui ne requièrent ni polyvalence ni considération esthétique. Si des produits sont développés pour être intégrés à des éléments de construction, les fabricants doivent repenser leur approche. Architectes, constructeurs et occupants des bâtiments s'attendent initialement à une fonctionnalité conventionnelle de l'enveloppe du bâtiment. De leur point de vue, la production d'électricité est une propriété supplémentaire. Par ailleurs, les développeurs d'éléments BIPV multifonctionnels ont dû prendre en compte les aspects suivants.
- Développer des solutions personnalisées rentables pour les éléments de construction solaires actifs avec des tailles, des formes, des couleurs et des transparences variables.
- Développement de normes et de prix attractifs (idéalement pour des outils de planification établis, tels que le Building Information Modeling (BIM).
- Intégration d'éléments photovoltaïques dans de nouveaux éléments de façade grâce à une combinaison de matériaux de construction et d'éléments générateurs d'énergie.
- Haute résilience contre les ombres temporaires (locales).
- Stabilité à long terme et dégradation de la stabilité à long terme et de la puissance de sortie, ainsi que stabilité à long terme et dégradation de l'apparence (par exemple, stabilité des couleurs).
- Développement de concepts de surveillance et de maintenance pour s'adapter aux conditions spécifiques du site (prise en compte de la hauteur d'installation, remplacement de modules ou d'éléments de façade défectueux).
- et le respect des exigences légales telles que la sécurité (y compris la protection incendie), les codes du bâtiment, les codes de l'énergie, etc.
Date de publication : 09/12/2022