La lumière soutenue par collage structural

Quelles opportunités pour le photovoltaïque? Le secteur est aujourd’hui confronté à un fort vent contraire en raison de la situation économique et de la volatilité des programmes d’incitation gouvernementaux. Dans un tel contexte, le principal défi que doivent relever les fabricants et intégrateurs de modules photovoltaïques est probablement celui de la réduction des coûts, qu’ils doivent combiner à une amélioration constante de la qualité du module et du système, tout particulièrement en termes de longévité et de performances.

Un autre défi rencontré par les acteurs du secteur photovoltaïque est la nécessité de se démarquer de la concurrence. La technologie du collage structural permet de satisfaire ces exigences complexes en réduisant la maind’oeuvre et la consommation de matériaux, en augmentant la productivité, en diminuant la contrainte sur les modules et en proposant de nouvelles options de conception. Cette technologie n’est pas aussi récente et méconnue qu’on pourrait le penser. En réalité, elle existe depuis plusieurs milliers d’années et elle présente un caractère indispensable dans de nombreux secteurs.

Toutes les solutions existantes doivent être améliorées

Puisque des réductions de coûts sont nécessaires à chaque étape, de la fabrication du module à l’installation finale, toutes les solutions existantes doivent être passées à la loupe en vue d’identifier les améliorations possibles. L’un des premiers aspects que l’on pourrait remettre en question est la nécessité de recourir à un cadre en aluminium et à la fixation des cellules cristallines du module photovoltaïque. Le cadre en aluminium se compose de huit pièces en tout et requiert des équipements d’assemblage sophistiqués pour la production en série.

En fin de compte, il représente 5 à 7 % du coût de production par module. Grâce à la technologie éprouvée du collage structural, des systèmes de montage simplifiés et dépourvus de cadre sont désormais envisageables. Ils existent d’ailleurs déjà et affichent une durée de vie de plus de 25 ans.

30 kg d'adhésif par voiture

C’est notamment le cas dans l’industrie automobile, puisqu’une voiture standard contient aujourd’hui environ 30 kg d’adhésifs. Elle joue donc un rôle déterminant à même de réduire les coûts et améliorer la sécurité de manière considérable. De nombreux autres secteurs ont aussi opté pour ces atouts : les industries ferroviaire et maritime, ou encore le secteur des façades et de l’énergie éolienne. Grâce à ces avantages éprouvés et à la valeur ajoutée potentielle pour la production et l’installation de modules photovoltaïques, cette technologie promet d’attirer l’attention au sein de l’industrie solaire et photovoltaïque.

Réduction de 15% des coûts totaux

L’utilisation de tels systèmes permet de réduire les coûts totaux jusqu’à 15 %. Dans le secteur du photovoltaïque à couche mince, cette technologie de pointe est d’ores et déjà mise en oeuvre. La réduction de la teneur en métal du système présente un atout supplémentaire : on note une influence bénéfique sur les bilans carbone et écologique.

Pas de risque de pics de contraintes

L’avantage de la technologie des adhésifs, qui se veut à la fois structurelle et flexible, est que la charge du vent, de la neige et le poids propre sont distribués sur toute la surface du module. Le risque de pics de contraintes ou de déformation, tel qu’il existe sur les modules avec cadre ou fixés, est atténué grâce à l’élasticité de l’adhésif. Dès lors, le risque de bris de verre ou de microfissures dans les cellules photovoltaïques est négligeable.

En outre, la surface lisse permet d’éliminer la saleté, la neige et les feuilles plus facilement et demande donc moins d’efforts d’entretien que les modules avec cadre, dont les bords se chevauchent. Ces deux avantages induisent un effet positif sur le rendement à long terme.

La technologie du collage structural augmente l’attrait architectural

En outre, il devient plus aisé de produire des modules de plus grandes dimensions sans que cela génère d’impact majeur sur le système en général, mais aussi d’ajuster un système existant aux dimensions voulues. Un autre aspect à prendre en compte est la mise à la terre nécessaire lorsque le module photovoltaïque est pourvu d’un cadre. Dans le cas des modules sans cadre installés grâce à un système de montage par collage, aucun contact n’est possible avec les parties électriques et aucune mise à la terre n’est donc requise.

En ce qui concerne les systèmes photovoltaïques intégrés au bâtiment, la technologie du collage structural augmente l’attrait architectural grâce aux constructions cachées et aux nouvelles options de conception. Les modules photovoltaïques peuvent alors être totalement intégrés aux systèmes de façade. Cette possibilité ouvre un nouveau domaine d’application pour le secteur.

Réduction du temps d’installation jusqu’à 40%

À noter que les avantages du système peuvent être décuplés en appliquant la solution dans la ligne de production des modules. La conception sans cadre met ainsi fin aux opérations complexes de pressage et de scellage. La nouvelle technologie d’adhésifs permet le collage et l’assemblage des rails de support et des autres éléments de montage au module en respectant les délais des cycles de production standard, le module pouvant être manipulé immédiatement ou très rapidement.

Puisque les rails de support sont inclus dans le système de montage, le module peut être directement accroché à la sous-structure préparée, ou posé dessus, sans nécessiter de vissage ou de fixation chronophages. Les solutions existantes prouvent que le temps d’installation peut être réduit jusqu’à 40 %.

Une durée de vie de plus de 25 ans

La longue durée de vie des systèmes photovoltaïques (allant jusqu’à 25 ans ou plus) conjuguée à la demande en faveur de faibles exigences d’entretien et d’une aptitude à la mise en oeuvre élevée impose de sélectionner et d’appliquer avec soin la technologie d’adhésifs et de réaliser des contrôles de la qualité. Il convient de tenir compte de la variabilité des zones climatiques dans lesquelles les systèmes peuvent être installés et des différences en termes de températures, de rayonnement ultraviolet et de charges dues au vent et à la neige.

Le test de collage structural de l’EOTA ETAG 002 (Organisation européenne pour l’agrément technique) fournit une norme commune issue de l’industrie des façades pour le vitrage structurel et s’est imposé comme la méthode de test de prédilection pour les adhésifs structurels. Cette norme suppose que les matériaux qui réussissent le test afficheront une durée de vie de plus de 25 ans.

Processus de qualité et économies matérielles

Les fabricants et intégrateurs innovants du secteur photovoltaïque opteront pour la technologie du collage structural afin de bénéficier de ce procédé et des économies de matériaux qu’il permet de réaliser. Cette technologie présente non seulement un potentiel de réduction des coûts, mais elle permet aussi une intégration en aval en direction du consommateur final ou une différenciation vis-à-vis de la concurrence. Comme le prouvent les exemples existants dans le secteur de l’énergie solaire et dans d’autres industries bien établies, le collage structural constitue une solution tout à fait appréciable.