Au-delà de la brillance : la révolution silencieuse dans la technologie des panneaux solaires

Historiquement, les panneaux solaires ont été associés à des rectangles noirs et élégants montés sur votre toit qui reçoivent la lumière du soleil et la convertissent en une source d'énergie utilisable. Cette image visuelle de base fournissait toutes les informations sur le fonctionnement des panneaux solaires, mais était très limitée dans sa portée de compréhension de la technologie sous-jacente, qui s'est désormais développée en un marché dynamique et en évolution rapide, avec de nombreuses orientations dépendant de l'innovation à la fois pour la durabilité future et les attentes des consommateurs.

Le premier changement majeur sur ce marché est dû aux propriétés matérielles du silicium. Historiquement, le silicium monocristallin de type P- est la norme de l'industrie depuis de nombreuses années et s'est avéré offrir un rendement élevé et une grande fiabilité. Cependant, certaines propriétés physiques associées aux cellules de type P- ont conduit à la réalité selon laquelle les cellules de type P- sont soumises à ce que l'on appelle la dégradation induite par la lumière- (LID). LID est une perte d'efficacité lente et progressive qui peut entraîner une perte de cellules de type P- jusqu'à un pourcentage important de leur puissance nominale au cours des premières années de fonctionnement.

Entrez dans la technologie du silicium de type N-. Considérez-le comme un matériau de départ plus pur et plus résistant. Les cellules de type N- ne sont pas sensibles au LID. Cela signifie qu'un panneau construit avec des cellules de type N- démarre à ses performances maximales et y reste beaucoup plus longtemps. Le résultat ? Une récolte d'énergie totale nettement plus élevée sur la durée de vie du système. Ce passage du type P- au type N- est aujourd'hui la transition technologique la plus importante de l'industrie, faisant passer l'objectif de la simple « puissance initiale » à la « puissance à vie ».

Dans cette analogie, le type N-est le moteur, et la bifacialité est le nouveau facteur de forme révolutionnaire qui rend le moteur de type N- vraiment efficace. Les modules solaires conventionnels utilisent une conception mono-faciale, ce qui signifie qu'ils captent uniquement la lumière du soleil incidente sur le côté avant (verre) du module.

Les modules solaires bifaciaux utilisent des matériaux transparents et ont des capacités de production d'électricité sur les côtés avant et arrière du module. La face arrière reçoit la lumière du soleil provenant de sources de lumière solaire directes et indirectes (réfléchies et diffuses). La face arrière du module subit une génération d'énergie accrue provenant de la lumière réfléchie et diffuse des toits blancs, du gravier, des prairies et des sols sableux. L’augmentation du rendement énergétique d’un module solaire biface n’est pas un phénomène mineur ; c'est un gain énorme. En fonction des conditions du site d'installation, les modules solaires bifaciaux peuvent produire entre 5 % -25 % de production d'énergie totale en plus que les modules mono-faciaux de valeur similaire. Cette réduction de la rentabilité des projets permet aux développeurs de projets de fournir plus d’énergie sur moins de superficie, ce qui entraîne une croissance continue du marché.

Les cellules avancées ont besoin d’une protection avancée. La conception traditionnelle des panneaux utilise une feuille de support en polymère, qui peut être vulnérable à l'usure environnementale, à la pénétration d'humidité et à la dégradation au fil des décennies.

La réponse est le module à double-verre, dont l'avant et l'arrière sont des feuilles de verre trempé. Il ne s'agit pas seulement de résistance (bien qu'il offre une résistance exceptionnelle contre la grêle, le vent et la neige). L'encapsulation à double-verre crée une barrière hermétique à l'épreuve de la-vapeur-d'eau qui élimine pratiquement la dégradation induite potentielle (PID), une menace majeure pour les performances à long-terme. Il améliore également la sécurité incendie et améliore considérablement la résistance à l'abrasion due au sable ou à la poussière. En bref, la construction à double-verre est ce qui permet à la cellule bifaciale de type N-haute-performance de promettre et de tenir sa garantie de performance de 30+ ans.

Le développement de cellules de type N-, la conception bifaciale et la construction à double-verre changent notre façon de penser la technologie photovoltaïque.

Traditionnellement, il y avait un prix au watt pour chaque panneau (ou module). Comme vous le savez, cela est maintenant remplacé par une mesure plus complexe appelée coût nivelé de l'énergie (LCOE), qui examine le coût total d'un système photovoltaïque tout au long de sa durée de vie par rapport à la quantité d'énergie que ce système produira pendant cette même période.

Un panneau biface (car il reçoit une énergie supplémentaire de l'arrière) qui ne se dégrade pas aussi rapidement (en raison de l'utilisation de matériaux de type N- et d'une construction de qualité) peut avoir un LCOE nettement inférieur à celui d'un panneau similaire qui a un LCOE moyen. Cela signifie qu'un panneau biface fournit non seulement plus d'énergie, mais qu'il générera également un retour financier à plus long terme-, même si le prix d'achat initial est supérieur à celui d'un panneau standard équivalent.

En conséquence, les investisseurs et les développeurs les plus avertis reconnaissent désormais qu'ils devraient se concentrer sur le rendement énergétique total et la fiabilité à long terme, plutôt que de simplement acheter le panneau le moins cher disponible sur le marché aujourd'hui.

Les cellules solaires tandem en pérovskite se positionnent comme « la prochaine frontière » en matière d'efficacité, ce qui constitue une amélioration majeure et représentera une nouvelle génération de technologie solaire. Il existe cependant déjà sur le marché des solutions à la « révolution solaire » actuelle. Plus précisément, une combinaison de panneaux bifaces bifaciaux de type n-et de double-panneaux bifaciaux en verre représentent le summum d'une technologie photovoltaïque solaire à haute efficacité- commercialement et financièrement viable. Cette solution technologique à haut rendement n'est pas celle à laquelle le marché solaire est historiquement revenu, qui consistait principalement à se développer grâce aux subventions et subventions gouvernementales, mais plutôt une conception et un développement de marchés actuels et futurs (qui sont sans doute beaucoup plus compétitifs en matière de réseau) aujourd'hui.

Comprendre l’évolution de l’énergie solaire est vital pour les investisseurs potentiels. Les investisseurs potentiels doivent comprendre qu'ils achètent non seulement un panneau solaire photovoltaïque, mais plutôt un actif de production d'énergie -durée de vie - durable avec d'excellents rendements sur une longue période. La question n’est plus « Quel est le prix le plus bas par watt ? » mais plutôt « Quelle sera la production d'énergie totale (quelle quantité d'énergie) tout au long de la durée de vie de l'actif ? » La technologie photovoltaïque moderne offre des solutions robustes et puissantes à ces questions anciennes et actuelles.