Photovoltaïque sans verre : le projet européen SUNRISE vise véhicules et bateaux

Un consortium européen baptisé SUNRISE veut produire des modules photovoltaïques sans verre, en intégrant les cellules solaires dans des composites renforcés de fibres, pour équiper des véhicules, des écrans antibruit et des ponts de bateaux. Une première preuve de faisabilité industrielle est attendue d’ici mai 2029.

L’idée répond à une limite des panneaux classiques : leur face avant en verre les rend lourds et rigides. En remplaçant le verre par des polymères renforcés, les partenaires veulent poser du photovoltaïque sur des surfaces courbes ou de forme complexe, là où un module standard ne peut pas aller.

En bref

• Le projet SUNRISE réunit 12 partenaires de huit pays européens, issus de la recherche, de l’industrie et du conseil.
• Il a démarré par une réunion de lancement les 25 et 26 juin et doit durer 36 mois, jusqu’en mai 2029.
• Les cellules seront intégrées dans des composites renforcés de fibres plutôt que derrière une plaque de verre.
• Trois démonstrateurs sont prévus : photovoltaïque intégré aux véhicules, écrans antibruit et applications maritimes.
• Les modules seront conçus dès le départ pour être démontés et recyclés.
• La certification reste un obstacle : les normes IEC 61215 et IEC 61730 ont été pensées pour des modules en verre.

Comment fonctionne un module solaire sans verre ?

Les cellules sont noyées dans un composite renforcé de fibres (FRP), mis en forme par stratification ou par moulage de composites par voie liquide (LCM, pour Liquid Composite Molding). Le module obtenu est plus léger et peut épouser une forme courbe.

Le consortium ne part pas de zéro. Damien Gautier, du Becquerel Institute, qui coordonne deux volets du projet, et Jaime Cuartero, coordinateur de SUNRISE, expliquent à pv magazine France que certains partenaires avaient déjà validé des travaux avant le lancement : traitement des composites, intégration de cellules en silicium polycristallin dans des structures composites, découpe et texturation laser. Leurs procédés de réplication ont permis de réduire la réflexion totale jusqu’à 50 % lors d’essais menés en laboratoire et en extérieur.

Qui fait quoi dans le projet SUNRISE ?

Les travaux portent sur la découpe des cellules, le câblage réversible, les procédés de moulage et de lamination, ainsi que sur des encapsulants conçus pour faciliter le démontage, la réparation et le recyclage. Les rôles sont déjà répartis :

• AIMEN (Espagne) pilote la découpe et la texturation laser, ainsi que le moulage par procédés LCM ;
• Fraunhofer ISE (Allemagne) développe les procédés de stratification ;
• Sticky Solar Power (Suède) réalise un prototype de fabrication de strings par dépose de ruban, qui sera testé chez Solbian (Italie).

Les développements sur les composites seront adaptés aux installations de Solbian et de Solitek pour la stratification, et à celles de Forster System-Montage-Technik pour les procédés LCM. Le projet s’appuiera ainsi sur trois installations pilotes, chacune dédiée à une partie des procédés. « À ce stade, les travaux portent principalement sur le développement et la validation de ces différents procédés », précisent les chercheurs. La feuille de route de la montée en échelle sera élaborée plus tard, au cours du projet.

Trois démonstrateurs, trois objectifs chiffrés

Photovoltaïque intégré aux véhicules

L’objectif est de réduire le poids d’au moins 80 %, de diminuer de 30 % les coûts liés au système et de diviser au moins par deux le temps de lamination.

Écrans antibruit photovoltaïques

Les partenaires visent un poids réduit d’au moins 30 %, un rendement atteignant 98 % de celui d’une référence TOPCon et une résistance à une pression statique de 5 400 Pa.

Applications maritimes

Il s’agit d’intégrer le photovoltaïque dans un pont de bateau, sans espace entre les éléments, avec une surface antidérapante et une baisse des coûts supérieure à 20 %.

Les obstacles avant une production européenne

Passer du prototype à la production commerciale en Europe suppose de lever plusieurs verrous :

• fiabiliser et rendre reproductibles, à l’échelle industrielle, l’encapsulation en composites et la fabrication des cellules ;
• rester compatible avec les cellules à haut rendement (TOPCon, IBC, pérovskites, tandem) sans sacrifier la recyclabilité ;
• adapter la certification, les normes IEC 61215 et IEC 61730 ayant été conçues pour des modules en verre ;
• démontrer la durabilité des composites en extérieur sur le long terme ;
• atteindre un coût compétitif face aux modules à face avant en verre.

Reste l’adoption par une industrie « encore largement habituée aux solutions d’encapsulation conventionnelles à base de verre », soulignent Damien Gautier et Jaime Cuartero. Un comité consultatif industriel doit s’assurer de la pertinence commerciale des solutions développées.

Sources : pv magazine France ; normes de qualification et de sécurité des modules : Commission électrotechnique internationale (IEC).

Questions fréquentes

Pourquoi fabriquer des panneaux solaires sans verre ?

Le verre rend les modules lourds et rigides. En le remplaçant par un composite renforcé de fibres, le projet SUNRISE vise des modules plus légers, capables de prendre des formes courbes et assez résistants pour être intégrés à un véhicule, à un bateau ou à une infrastructure comme un écran antibruit.

Quand les modules sans verre du projet SUNRISE seront-ils prêts ?

Le projet a démarré fin juin pour 36 mois, et la première preuve de faisabilité industrielle est prévue d’ici mai 2029. La montée en échelle et le déploiement industriel feront l’objet d’une feuille de route établie en cours de projet.

Les modules solaires sans verre sont-ils recyclables ?

C’est un objectif fixé dès la conception : les encapsulants doivent faciliter le démontage, la réparation et le recyclage. Tout l’enjeu sera de conserver cette recyclabilité avec des cellules à haut rendement comme les TOPCon, IBC, pérovskites ou tandem.

Les modules en composite peuvent-ils être certifiés ?

La question reste ouverte. Les normes de référence, IEC 61215 et IEC 61730, ont été conçues pour des modules à base de verre, et la certification des modules en composite fait partie des chantiers à approfondir.

En résumé

Le projet européen SUNRISE, lancé fin juin pour 36 mois, veut remplacer le verre des modules photovoltaïques par des composites renforcés de fibres afin d’équiper véhicules, écrans antibruit et ponts de bateaux. Ses douze partenaires de huit pays visent des modules plus légers, courbes et recyclables, avec une preuve de faisabilité industrielle d’ici mai 2029. La certification, la durabilité en extérieur et le coût restent les principaux défis avant une production européenne.