Assemblage thermoélectrique PVT-E

Introduction

Dans le contexte de la transition mondiale vers la neutralité carbone dans le secteur du bâtiment, l'utilisation efficace et intégrée des énergies propres est devenue une nécessité. Les technologies solaires traditionnelles fonctionnent selon un modèle monofonctionnel : les modules photovoltaïques produisent de l'électricité, tandis que les capteurs solaires thermiques fournissent de la chaleur. Cette séparation ne répond plus aux besoins énergétiques multidimensionnels des bâtiments modernes, qui requièrent simultanément électricité, chauffage, climatisation et eau chaude sanitaire.

Le module hybride photovoltaïque-thermique PVT-E a été développé pour répondre à ce défi. En intégrant les technologies photovoltaïque et thermique dans un seul produit de conversion d'énergie, le module PVT-E permet l'utilisation simultanée du rayonnement solaire pour la production d'électricité et de chaleur. Il offre une solution pratique, efficace et évolutive pour l'approvisionnement énergétique des bâtiments à faible émission de carbone et représente une approche novatrice pour la transition énergétique des bâtiments modernes.

I. Positionnement du produit principal : un convertisseur d'énergie à double sortie à haut rendement

Le module PVT-E est conçu comme un produit énergétique de nouvelle génération capable de convertir simultanément le rayonnement solaire en énergie électrique et en énergie thermique. Son innovation majeure réside dans le couplage d'un composant de récupération d'énergie thermique directement sur la face arrière du module photovoltaïque.

En adaptant précisément les plages de température de fonctionnement et les caractéristiques de conversion d'énergie des sous-systèmes photovoltaïque et thermique, ce module permet un fonctionnement coordonné dans des conditions extérieures variables. Cette conception intégrée évite les pertes d'énergie internes et améliore l'efficacité globale de l'utilisation de l'énergie solaire.

Comparé aux modules photovoltaïques classiques, le module PVT-E multiplie par deux ou trois la production combinée d'énergie électrique et thermique. Il convient à des applications telles que le chauffage des bâtiments et la production d'eau chaude sanitaire, réduisant ainsi considérablement la dépendance aux énergies fossiles et favorisant une exploitation des bâtiments à faible émission de carbone.

II. Quatre avantages clés : Amélioration globale des systèmes énergétiques des bâtiments

1. Avantage d'efficacité

La conception intégrée permet au module PVT-E d'atteindre un rendement d'utilisation de l'énergie solaire total pouvant atteindre 80 %, ce qui est nettement supérieur à celui des systèmes photovoltaïques ou thermiques autonomes.

Le module maintient la température des cellules photovoltaïques dans une plage optimale. Pour chaque degré Celsius de réduction de la température de fonctionnement, le rendement électrique augmente d'environ 0,3 % à 0,5 %, garantissant ainsi une production d'énergie stable et efficace.

2. Avantage spatial

En produisant à la fois de l'électricité et de la chaleur sur une seule surface, le module PVT-E optimise le rendement énergétique par unité de surface. Comparé aux installations combinées classiques de panneaux photovoltaïques et de capteurs solaires, il réduit d'environ 50 % la surface de toiture requise, ce qui le rend idéal pour les bâtiments disposant d'un espace d'installation limité.

3. Avantage environnemental

Ce système fonctionne sans émissions directes de carbone. Il fournit de l'électricité et de la chaleur renouvelables aux bâtiments et aux procédés industriels, remplaçant ainsi les sources d'énergie fossiles conventionnelles et contribuant aux objectifs de réduction des émissions de carbone.

4. Avantage économique

La configuration à double sortie permet aux utilisateurs de bénéficier d'avantages à la fois électriques et thermiques grâce à un seul investissement. Parallèlement, la régulation de la température réduit les contraintes thermiques sur les composants photovoltaïques, prolongeant ainsi la durée de vie des modules et diminuant les coûts de maintenance à long terme.

III. Indicateurs de performance technique de base

• Grâce à une technologie de couplage thermoélectrique avancée, le module maintient la température de surface dans la plage optimale de 25 à 45 °C, garantissant ainsi une utilisation totale de l'énergie supérieure à 80 %.

• La régulation de la température ralentit le vieillissement des matériaux d'encapsulation et d'isolation, empêche la formation de points chauds et augmente la production d'électricité pendant toute la durée de vie de plus de 16 %.

• Le module adopte également des procédés de collage par lamination sous vide et polymérisation thermique qui éliminent les microfissures, les bulles d'air et le délaminage, garantissant ainsi une stabilité et une fiabilité à long terme.

IV. Innovations technologiques clés

1. Technologie d'optimisation double à haut rendement

En analysant les mécanismes de couplage photovoltaïque-thermique et en appliquant des modèles transitoires avec un contrôle PID des paramètres du fluide de travail, le système atteint un rendement électrique d'environ 22,4 % et un rendement thermique de plus de 35 %.

2. Technologie de revêtement sélectif spectral

Le module intègre des revêtements sélectifs multicouches produits par les procédés PVD et CVD, permettant une utilisation efficace d'une large gamme de longueurs d'onde solaires et améliorant la conversion de l'énergie optique.

3. Technologie de couplage thermique à haut rendement

L'optimisation du collage sous vide, de l'adéquation des matériaux et de la disposition du dissipateur thermique réduit la résistance thermique interfaciale et améliore l'efficacité du transfert de chaleur tout en maintenant la stabilité structurelle.

4. Technologie à faibles pertes thermiques

Grâce à l'utilisation d'une isolation composite en aérogel, de structures d'isolation décalées, de revêtements sélectifs et d'un emballage sous vide, le module réduit considérablement les pertes de chaleur par convection et par rayonnement.

V. Pourquoi choisir Soletks Solar ?

Soletks Solar dispose d'une solide expertise technologique et industrielle dans le domaine des systèmes d'énergie propre. L'entreprise détient plus de 30 brevets fondamentaux couvrant les revêtements sélectifs d'absorbeurs, le couplage thermoélectrique et l'intégration de systèmes, la plupart de ces technologies étant déjà industrialisées.

Une plateforme d'essais d'énergie propre à plaque plane de 500 m² équipée d'instruments d'analyse spectrale, de systèmes de test IV et d'installations de test de performance thermique garantit une validation rigoureuse des produits.

Des lignes de production hautement automatisées, avec des taux d'automatisation supérieurs à 85 %, garantissent une qualité constante et une livraison fiable.

Conclusion

Grâce à sa conception intégrée, son rendement élevé et sa fiabilité, le module photovoltaïque-thermique hybride PVT-E révolutionne l'utilisation de l'énergie solaire dans les bâtiments. Il fournit à la fois de l'électricité et de la chaleur, optimise la production d'énergie dans un espace réduit et favorise la transition vers des systèmes énergétiques durables et à faible émission de carbone pour les bâtiments.

Qu’il soit appliqué à la construction neuve ou à la rénovation de bâtiments existants, le module PVT-E offre une voie stable, efficace et économiquement viable vers l’adoption des énergies propres.