Un modèle pour optimiser le design BIPV en fonction des contraintes et des besoins

D’après pv magazine international.

Des chercheurs de l’université RMIT, en Australie, ont mis au point un modèle d’optimisation multi-objectifs (MOO) visant à maximiser le cycle de vie énergétique (LCE) et le coût du cycle de vie (LCC) de différents produits et applications photovoltaïques intégrés aux bâtiments (BIPV). Ce modèle est censé offrir les meilleures alternatives de conception d’enveloppe BIPV au stade conceptuel.

« Ces dernières années et à l’échelle mondiale, le secteur du bâtiment a manifesté un intérêt croissant pour l’installation de panneaux photovoltaïques sur les façades et les toits, que ce soit en les intégrant étroitement aux matériaux de construction classiques ou en se substituant à eux », a déclaré la chercheuse Rebecca Yang à pv magazine. « Cette volonté est motivée par la volonté d’électrification et de décarbonisation de l’environnement bâti, par la demande croissante d’autoconsommation et par la nécessité d’une intégration architecturale « réussie » du PV, ainsi que par les innovations technologiques dans les matériaux et les systèmes PV qui permettent d’améliorer les options de conception et la faisabilité de l’adoption. »

Selon elle, l’enthousiasme de la chaîne de valeur en aval stimule les avancées en amont tout en ouvrant le dialogue entre l’industrie solaire et les professionnels du bâtiment. Les plus importants fabricants de systèmes photovoltaïques ont commencé à collaborer avec les principales entités du secteur de la construction pour produire en masse et exploiter le potentiels lié à la personnalisation d’installations massives, que ce soit sur les façades, les toits ou les dispositifs d’ombrage de nouveaux projets ou de rénovations. « En Australie, j’ai pu constater que de nombreux gros promoteurs immobiliers, de grandes sociétés de conception et d’ingénierie et des conseils locaux sont très intéressés par l’application du BIPV, mais le marché n’est pas encore ouvert en raison de certains problèmes communs à d’autres pays similaires », a-t-elle également expliqué.

Dans l’article intitulé « A multi-objective optimization framework for building-integrated PV envelope design balancing energy and cost », récemment publié dans le Journal of Cleaner Production, Yang et ses collègues expliquent que les variables de conception d’un modèle d’optimisation d’enveloppe BIPV sont liées soit à l’enveloppe du bâtiment, soit au cadre opérationnel du bâtiment. « Un ensemble de caractéristiques de conception de l’enveloppe, ainsi que des caractéristiques liées au PV telles que l’angle d’inclinaison, le rapport fenêtre-mur (WWR), l’emplacement du PV et le type de produit PV, sont inclus comme variables de conception dans le modèle », ont-ils souligné, notant que le module proposé comprend des fonctions objectives et des contraintes telles que la valeur actuelle nette et le délai de récupération. « L’ensemble de variables de conception sélectionné pour chaque scénario d’optimisation peut être modifié en fonction du type d’application BIPV sélectionné ou des préférences de l’utilisateur saisies. »

Après avoir soumis le modèle à plusieurs cas pratiques, les scientifiques ont conclu qu’il n’existe pas de meilleure alternative de conception généralisable ou, plutôt, que le design optimal est obtenu en prenant en compte toutes les préférences des utilisateurs. « L’étude fournit aux concepteurs BIPV et aux professionnels du bâtiment une méthode pour produire et comparer différentes conceptions BIPV en fonction de leurs types d’application préférés, de leurs préférences de conception et de leurs critères », ont-ils déclaré.