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Programme Solaire

Les panneaux solaires actuels souffrent de manque d’intégration en termes de poids, courbure, couleurs. Les dernières règlementations (moratoire, réduction des crédits d’impôts et des tarifs de rachat, limitation de la capacité d’installation) accélèrent ces besoins de diversification - notamment dans les transports - et d’intégration... La Fondation Océan Vital développe un concept d'encapsulation de cellules dans des matériaux composites : une innovation mondiale brevetée, aux applications nombreuses et répondant aux critères du marché dans l’industrie, l’automobile et le bâtiment, principaux émetteurs de gaz à effets de serre...

LES ENJEUX

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Le module de la Fondation Océan Vital est conçu sur un procédé d’encapsulation des cellules photovoltaïques à haut rendement dans des matériaux composites minces et flexibles - breveté par Raphaël Dinelli -, recyclables par Solvolyse. Permettant d’alléger le poids, de retravailler le design, d’intégrer des résistances mécaniques structurales et de permettre une courbure des modules,

Cette innovation doit faire l'objet de développements suivants :

> Repenser l’intégration des modules PV . Le module de la Fondation peut s‟adapter sur des surfaces courbes et s‟accorder avec son support (bâtiments, ombrière, véhicules, train, objet mobile..) en termes de design, de forme et de couleur . Il permet une grande souplesse dans le choix des couleurs sur les faces arrière.

> Développer l’implantation de ses modules PV sur ces supports afin d’optimiser la production de l’énergie par :

  • la gestion des ombrages en développant une régulation adaptée
  • l'augmentation de la surface exploitable par la suppression des boîtes de jonction et l‟intégration des diodes dans le module
  • l'optimisation des montages séries parallèles adaptée au bilan électrique global du système, afin de limiter les pertes électriques.

> Viser une réduction du coût global de l’installation
L‟utilisation de ce module léger possédant des caractéristiques mécaniques permet de réduire les quantités de matières déployées au niveau des structures porteuses et les efforts de reprise de charpente.

> Valider le module aux contraintes de vieillissement décrites au travers des normes IEC61215 et IEC61730 :

  • la résistance aux conditions de chaleur humide, aux amplitudes thermiques (-40°C/+85°C), aux UV, à la grêle
  • la tenue mécanique
  • l'isolation électrique, ...

> Utilisation de nouveaux matériaux pour viser de nouveaux marchés pour le solaire photovoltaïque (par exemple utiliser des modules courbes intégrés dans des vérandas ou des abris piscine).

Exemples de marchés visés classés par avantage/atout du module léger et souple

Esthétisme/intégration architecturale + Facilité de manipulation et d’utilisation

  • Toitures et façades de bâtiments publics : église, stade, école, musée, palais des congrès, gare, aéroport
  • Toitures et façades de bâtiments commerciaux : centres commerciaux, bâtiments administratifs ou showrooms d‟entreprise
  • Transports : camping-cars, caravanes, bateaux, bus, avions, voitures
  • Générateurs d‟appoints pour les transports : camping-cars, caravanes, bateaux.

Charge (poids)

  • Serres (agriculture, privé, public)
  • Mobilier urbain et abri de parking, bornes de recharge de véhicules électriques (scooter électriques, vélo électriques, segway, puis voiture électrique)
  • Bâtiments
  • Entrepôts

LES RECHERCHES

L’objectif 2011/2012 pour le module solaire consistera à répondre aux critères du marché :
> Qualité (conforme à la normalisation européenne iec61215 et iec61730)
> Prix (compétitif) inférieur à 3€ HT / Wc
> Processus de fabrication en série
> Optimisation du bilan carbone primaire...

> Atteindre le niveau de certification de la norme européenne NF EN 61215
De tous les tests à satisfaire, les principaux verrous technologiques à valider sont :

  • la résistance à la grêle et à la chaleur humide
  • la suppression du jaunissement des composites dus aux UV
  • la validation des tests électriques et des rendements.

  > Programme de recherche sur l’électronique du Photovoltaïque

  • Miniaturisation et encapsulation des diodes dans le PV
  • Optimisation du rendement d‟un PV par une régulation intégrant les ombrages partiels

> Recherche de films polymères "secs" pour les Front Sheet et Back Sheet

> Développement et création d'un poste de contrôle qualité avant encapsulation du PV en circuit fermé

> Amélioration de l’assemblage des cellules

> Diminution du temps de cuisson du PV

> Recherche sur le Design

> Diminution des coûts de production

  • Amélioration du procédé d‟encapsulation
  • Choix et coût des matières premières dans le procédé de fabrication.

LES MOYENS

Le laboratoire isolé et climatisé intègre une chaine de fabrication de panneaux photovoltaïques

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  • congélateur
  • table de préparation des matériaux composites
  • 2 postes de soudage des cellules
  • outillages de positionnement des cellules
  • appareil de préemption équipé de ventouses monté sur rail
  • table de contrôle de mesure de la tension
  • table d‟encapsulation.
Les Partenaires
  • Pôle de compétitivité EMC2
  • INES
  • TENERRDIS
  • SUNPOWER
  • DUPONT DE NEMOURS

RÉALISATIONS

> Carré d’Eraole aux Sables d'Olonne : bâtiment sain, bioclimatique, à énergie positive, bureau de la Fondation.
> 60 pieds Océan Vital 1 , premier voilier de compétition “propre” (solaire-éolien), 10ème du Vendée Globe 2009.
> Toit solaire de la BB1 de Peugeot , innovation mondiale au salon de Frankfurt 2009.
> Toit solaire sur Renault Trafic suite à la réalisation d‟un démonstrateur solaire sur un véhicule utilitaire.
> Toit solaire d'un autocar Fast-Concept Car , hybride thermique/solaire.

> Toit solaire du train Rayon Vert , démonstrateur Pays de la Loire SNCF. 

EN COURS  

> Eraole® , avion biplace électrique solaire, labellisé par le comité d‟experts du Pôle EMC2
> NDOV , Navire Décarboné Océan Vital II , labellisé par le pôle de compétitivité EMC2.

PROJETS  

> Bâtiment industriel bioclimatique et sain pour la Fondation, intégrant 700 m2 de surface photovoltaïque