Les « toits frais » augmentent le rendement énergétique des systèmes photovoltaïques bifaciaux en toiture

D’après pv magazine international.

Une équipe de recherche algéro-espagnole a étudié comment les toits frais pouvaient contribuer à accroître le rendement énergétique des systèmes photovoltaïques bifaciaux en toiture et a constaté que la combinaison proposée offrait des rendements énergétiques supérieurs à ceux des systèmes bifaciaux déployés sur des toits conventionnels.

Les scientifiques ont expliqué que les toits frais sont des toits constitués de revêtements hautement réfléchissants avec une émissivité élevée dans l’infrarouge thermique. « Ils sont normalement employés sur les bâtiments pour réduire leur température par rapport aux toits conventionnels dépourvus de revêtement », ont-ils déclaré. « Il a été démontré qu’ils permettent de diminuer de manière significative l’énergie nécessaire au refroidissement des bâtiments de même que l’effet d’îlot de chaleur dans les environnements urbains. Ils présentent en outre des avantages économiques. »

Ces toits sont basés sur des matériaux de revêtement aux propriétés de réflexion élevées, ce qui, selon les chercheurs, augmente le rayonnement reçu à l’arrière des panneaux.

Le groupe a testé sa nouvelle solution sur un banc d’essai situé sur un bâtiment à Barcelone. L’installation comprend quatre systèmes photovoltaïques, chacun composé de trois modules photovoltaïques bifaciaux connectés en série. Les systèmes sont constitués d’un string monofacial de référence, d’un segment bifacial placé sur un sol conventionnel, d’un segment bifacial placé sur un sol à revêtement de toit frais, et d’un segment bifacial placé sur un sol normal avec d’autres types de modules photovoltaïques.

Pour tous les systèmes, les universitaires ont utilisé des modules de 320 W du fabricant chinois JA Solar et des onduleurs de 1,5 kW de la société chinoise Solax. La période de test s’est déroulée d’avril 2020 à novembre 2021. Pendant les mois d’hiver, les bâtiments environnants projettent des ombres sur les panneaux.

L’analyse a montré que le groupe bifacial situé au-dessus du toit frais atteignait le rendement énergétique le plus élevé.

« Lorsqu’un revêtement de toit frais est utilisé sous les modules bifaciaux, la production photovoltaïque peut être considérablement augmentée (+8,6 %) par rapport à la solution monofaciale, ce qui représente un avantage économique d’environ 18,3 €/kWp/an », a déclaré le groupe. « En outre, le revêtement [de la toiture fraîche] peut contribuer à réduire les températures du sol dans les zones non ombragées en été (-3,8 °C), ce qui peut entraîner des économies d’énergie significatives pour le refroidissement du bâtiment. »

Les scientifiques ont déclaré que les toits frais pourraient être intégrés au sol des systèmes photovoltaïques bifaciaux existants en toiture ou être utilisés pour de nouvelles installations. « Il s’agit d’un produit déjà disponible sur le marché à des coûts raisonnables qui offre un double avantage : un rendement énergétique accru et une réduction de la consommation de refroidissement des bâtiments, qui se traduisent tous deux par des avantages économiques », concluent-ils.

Les chercheurs ont présenté leurs résultats « Évaluation expérimentale de la performance énergétique d’un système photovoltaïque bifacial et de l’effet d’un revêtement de toit frais », qui ont été récemment publiés dans le Journal of Building Engineering . Le groupe de recherche est formé par des universitaires du centre de recherche espagnol Tecnalia , du Centre algérien pour le développement des énergies renouvelables (CDER), de l’ Universitat Politècnica de Catalunya et de l’ Université du Pays basque.

Traduit par Marie Beyer.