L’installation d’un système solaire BIPV nécessite 44 % moins de temps sur les nouvelles constructions

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D’après pv magazine USA

Le National Renewable Energy Laboratory (NREL) du ministère américain de l’énergie a mené une étude temporelle sur les entrepreneurs solaires qui installent des panneaux photovoltaïques intégrés à la toiture (RIPV) sur des projets solaires résidentiels dans plusieurs sites californiens. Les chercheurs ont publié leurs conclusions dans un ouvrage intitulé “Observations and Lessons Learned From Installing Residential Roofing Integrated Photovoltaics” (Observations et leçons tirées de l’installation de systèmes photovoltaïques intégrés aux toitures résidentielles).

L’étude a principalement mis en évidence le fait que les systèmes photovoltaïques intégrés aux toitures des nouvelles constructions s’installent très rapidement. Cependant, le temps requis pour les RIPV rénovés est encore comparable à celui des installations solaires standard. Les délais d’installation sont encore plus longs pour les RIPV rénovés, du moins en partie, en raison de l’application de nouvelles techniques et de l’évolution continue des chaînes d’approvisionnement.

Cette analyse a été motivée en partie par le fait que les systèmes photovoltaïques intégrés aux bâtiments (BIPV) n’ont pas suivi les baisses de prix prévues. Et ce, bien que l’investissement dans le BIPV lors de la rénovation de la toiture, du bardage ou des fenêtres puisse réduire ou éliminer le besoin de composants solaires séparés. Même en tenant compte de ces coûts de matériel et de main-d’œuvre, les dépenses liées aux installations BIPV tendent à dépasser celles des installations conventionnelles.

Pour mieux comprendre pourquoi les coûts sont restés plus élevés que prévu, le NREL a interrogé des experts de l’industrie et réalisé des études de temps et de mouvement sur différents sites d’installation résidentielle RIPV.

La recherche a comparé le temps nécessaire pour les installations RIPV à celui des installations solaires résidentielles standard. Aux États-Unis, 32 % des coûts d’installation sont attribués aux supports et au montage, 32 % aux travaux électriques, 20 % aux repas, aux pauses, au nettoyage et aux retards, et 16 % aux déplacements et à la préparation de l’installation. Dans l’ensemble, l’étude a révélé que les installations standard nécessitaient 6,9 heures de travail par kW installé.

Le NREL a effectué son analyse en surveillant deux sites distincts de réfection de toits en RIPV, chaque site utilisant un produit différent. Il a également observé des installations RIPV sur des maisons neuves sur dix-neuf autres sites de construction dans les environs.

Les trois visites de terrain ont été effectuées en Californie centrale :

  • Site de réfection de toiture à San Jose, Californie, observé pendant cinq jours en juin 2021
  • Dix-neuf sites dans une nouvelle communauté de construction à Sacramento, Californie ; observation pendant cinq jours en août 2021.
  • Site de réfection de toiture à San Jose, Californie, observé pendant cinq jours en juin 2022.

Le NREL a divisé le processus d’installation des RIPV en quatre étapes principales. Le processus commence par des tâches préalables à l’installation, notamment la mise en place, le déchargement et la préparation du toit. Vient ensuite la mise en place d’une sous-couche résistante au feu, une tâche généralement effectuée par les entreprises de matériaux de couverture et non par les installateurs de systèmes solaires. La troisième étape comprend l’installation des solins et des modules solaires, et la dernière étape est l’installation du câblage et de la surveillance.

L’étape de la réfection de la toiture qui a pris le plus de temps est l’installation des solins et des modules solaires, qui a nécessité environ 2,4 heures de travail par kW et a représenté 60 % du temps de traitement d’une installation moyenne. En moyenne, l’ensemble du processus d’installation a pris environ 6,4 heures de travail par kW sur les sites de réfection de toiture, et 3,5 heures de travail par kW sur les sites de nouvelle construction.

Les chercheurs du NREL ont constaté que la normalisation des projets solaires RIPV de modernisation dans le processus d’installation pourrait accélérer les installations. L’équipe a constaté plusieurs retards dus à la livraison de matériaux par différents fournisseurs sur les sites de projet, aggravés par la disponibilité limitée des produits et le fait que les entrepreneurs ne conservent pas de stocks suffisants. Ces facteurs ont entraîné une perte de temps inutile pour l’équipe d’installation sur place.

Les deux projets de réfection de toiture ont mis en évidence le fait que les différents systèmes RIPV nécessitent des temps différents pour les différentes tâches, chacun présentant une courbe d’apprentissage unique. Bien que le rapport du NREL ne précise pas quels produits ont été utilisés, il semble que la toiture A soit un toit solaire Tesla plus complexe, tandis que la toiture B pourrait être un bardeau solaire standard.

La complexité de l’installation du toit solaire Tesla a été un défi connu, notamment en raison du nombre de pièces personnalisées nécessaires à l’assemblage. Le NREL a également eu l’occasion d’observer de nouvelles installations solaires sur des toits vierges. Ces projets ont nécessité en moyenne 13,2 heures de travail pour installer une moyenne de 3,4 kWdc d’énergie solaire, soit environ 3,8 heures de travail par kW installé. Ce délai est inférieur de 45 % aux 6,9 heures de travail par kW nécessaires pour une installation de rénovation typique.

Les évents mal situés et les toits aux formes originales représentent souvent des défis frustrants pour les concepteurs de systèmes solaires. Bien que les toits en contreplaqué soient exempts de bardeaux, les équipes travaillant sur les nouvelles constructions ont suggéré que l’efficacité de l’installation pourrait être améliorée si les architectes et les fabricants de produits solaires collaboraient davantage. D’après leurs commentaires, le fait d’aligner plus étroitement les dimensions des matériaux de couverture sur celles des produits solaires pourrait augmenter la couverture des modules solaires sur le toit et accélérer le développement des produits solaires en réduisant le besoin de personnalisation sur le site.

En ce qui concerne les caractéristiques spécifiques, le NREL a constaté que les projets installés sur un seul plan de toiture prenaient beaucoup moins de temps. Comme prévu, les travaux électriques se sont avérés considérablement plus rapides et plus faciles sur les maisons dont les châssis nus sont déjà conçus pour accueillir du matériel solaire spécifique, par rapport aux projets de rénovation impliquant des structures entièrement construites.

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