Les progrès technologiques permettant de convertir la lumière du soleil en énergie continuent de surprendre aux quatre coins du monde, y compris en Espagne. L’urgence climatique est une réalité qui peut être combattue sur de nombreux fronts, et les panneaux photovoltaïques sont l’un des plus développés. Il y a des solutions de toutes sortes au-delà des plaques installées sur les toiturescomme le verre photovoltaïque installé sur les façades ou les rideaux avec panneaux solaires, un tissu révolutionnaire pour réduire facilement la facture d’électricité.
Les dernières nouvelles viennent de Chine. Là-bas, des chercheurs de l’Université Tsinghua de Pékin et de l’Université de Shenzhen ont développé un concept au potentiel immense, notamment dans les grandes villes. Les immeubles de grande hauteur aux façades vitrées étant les moins économes en énergie, ils ont conçu des stores photovoltaïques dynamiques qui changent d’inclinaison et de position tout au long de la journée pour génère jusqu’à 226 % d’énergie en plus que les plaques statiques conventionnelles.
La solution, une enveloppe de bâtiment photovoltaïque intégrée verticale dynamique (dvPVBE), « offre une approche viable qui permet de réguler efficacement la charge thermique, la pénétration de la lumière naturelle et la génération d’énergie« , comme l’ont révélé des chercheurs de un article publié dans le magazine Engineering.
Des gratte-ciel efficaces
Les Les murs-rideaux vitrés sont l’une des solutions les plus courantes dans les immeubles de grande hauteur. Malheureusement, ce type d’enveloppe implique une consommation énergétique bien plus élevée que les autres bâtiments. Différents dispositifs d’ombrage, comme des rideaux ou des stores, ou encore des fenêtres qui laissent passer la lumière et bloquent la chaleur pour économiser sur les factures d’électricité, permettent d’importantes économies d’énergie en matière de climatisation et favorisent le confort thermique intérieur, mais ils impliquent un énorme gaspillage d’énergie solaire.
L’énorme surface des fenêtres des gratte-ciel est utilisée dans certains cas grâce au verre photovoltaïque (également connu sous l’acronyme BIPV), mais il s’agit toujours d’une solution fixe, qui ne prend pas en compte le mouvement du soleil tout au long de la journée. Pour résoudre ce problème, des chercheurs de Shenzhen et de Pékin proposent une enveloppe photovoltaïque intégrée aux bâtiments grâce à des stores dynamiques qui allient esthétique et fonctionnalité.
Schéma de l’enveloppe dynamique avec stores solaires Ingénierie / Université de Shenzhen Omicrono
Dans leur étude, les ingénieurs proposent un système qui « répond aux changements météorologiques et atténue l’impact sur l’esthétique architecturale », grâce à un store photovoltaïque extérieur avec « un design moderne, une structure compacte et la capacité de régler de manière flexible l’angle des lamelles et la position du store« .
Contrairement à d’autres systèmes déjà utilisés, qui suivent automatiquement la trajectoire du soleil pour produire de l’électricité, cette proposition améliore significativement les performances énergétiques grâce à son adaptation immédiate aux intempéries.
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Le matériau principal, tant dans la structure du cadre que dans les lamelles du store, est un alliage d’aluminium léger et résistant, capable de résister à tous types de conditions météorologiques défavorables. De leur côté, les modules photovoltaïques intégrés à chaque latte sont 26 cellules en silicium monocristallin de la société chinoise Jinko Solar, avec un rendement de 21,32%.
Ces lamelles sont motorisées via une commande moteur cachée dans le cadre supérieur du store. Le mécanisme Vous pouvez arrêter les lattes à n’importe quelle hauteur et les faire pivoter entre 0º et 90º presque instantanément. Son mouvement peut être manuel via une télécommande sans fil ou contrôlé par un ordinateur, mais il peut également être entièrement automatisé grâce à des capteurs intégrés dans la structure du cadre qui obtiennent des données en temps réel sur la température, la vitesse du vent, le rayonnement solaire incident et la production d’électricité.
Stores solaires d’intérieur SolarGaps Omicrono
Ainsi, tant la surface du store exposée au soleil que L’angle des lattes peut être ajusté indépendamment pour profiter de toute la surface de la façade des bâtiments. Cela permet d’atténuer au maximum l’effet des conditions météorologiques sur l’environnement intérieur, en offrant un confort thermique constant et en le rendant compatible avec une réduction considérable des dépenses énergétiques.
Tests et améliorations
Pour étudier le potentiel de cet ingénieux système, l’équipe de scientifiques a construit un prototype puis utilisé des simulations informatiques pour évaluer dans quelle mesure cela pourrait faire une différence par rapport à d’autres solutions. Trois stratégies différentes ont été prises en compte : priorité à la production d’énergie, priorité aux économies d’énergie et priorité à la lumière naturelle, bien que seules des simulations aient été réalisées pour les deux premières.
Les stores SunGaps peuvent être utilisés dans les maisons privées SunGaps Omicrono
Pour la simulation, ils ont choisi un gratte-ciel construit à Pékin, présentant les particularités du climat de la capitale chinoise. Selon les résultats obtenus, « l’application du dvPVBE peut couvrir jusqu’à 131 % de la demande énergétique annuelle d’un bureau à Pékin et augmenter la production annuelle nette d’énergie d’au moins 226% par rapport aux stores photovoltaïques statiques traditionnels », soulignent les conclusions de l’étude.
Une solution similaire est celle proposée par la société SolarGaps, fondée par des Ukrainiens mais dont le siège est à Barcelone. Cette société commercialise depuis des années Stores solaires intelligents pour tous types de bâtiments, y compris les maisons individuelles. Selon Ils expliquent sur leur site internetce produit « suit automatiquement le soleil et génère de l’électricité à partir de son énergie tout en gardant votre appartement ou votre bureau au frais », tout en permettant des économies allant jusqu’à 70 % sur la climatisation pendant les mois d’été.
Son extérieur est en aluminium durable et Les cellules photovoltaïques sont des SunPower C60, avec un rendement de 22,4%. La connexion se fait par un câble en acier résistant pour la protection contre le vent. Le système est capable de fonctionner à des températures de –20 à 60 °C, et dispose d’une application mobile, ainsi que de la possibilité de le contrôler par commandes vocales via Alexa ou Google Assistant.