progrès dans les technologies photovoltaïques: abaissement des coûts et nouvelles solutions pour...
TRANSCRIPT
![Page 1: Progrès dans les technologies photovoltaïques: abaissement des coûts et nouvelles solutions pour le bâtiment](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022030402/589dae721a28ab21728b5e2d/html5/thumbnails/1.jpg)
Progrès dans les technologies photovoltaïques :
abaissement des coûts et nouvelles solutions pour le bâtiment
Prof. Christophe Ballif
CSEM SA, PV-center, Neuchâtel Switzerland
EPFL IMT PVLAB, CH-2002 Neuchâtel Switzerland
PV2050
![Page 2: Progrès dans les technologies photovoltaïques: abaissement des coûts et nouvelles solutions pour le bâtiment](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022030402/589dae721a28ab21728b5e2d/html5/thumbnails/2.jpg)
Le marché du solaire
Source
Solar Buzz/Photon Magazine
Un marché en forte
croissance grâces aux
impulsions politiques :
Allemagne, Espagne, Japon,
Italie, France, …
Nouveaux panneaux
0.15 GW en 2000
37 GW en 2013
55 GW en 2015 ?
65 GW en 2016
A midi
65 nouvelles
centrales
Fabrication de panneaux solaires annuelle
?
2
![Page 3: Progrès dans les technologies photovoltaïques: abaissement des coûts et nouvelles solutions pour le bâtiment](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022030402/589dae721a28ab21728b5e2d/html5/thumbnails/3.jpg)
Courbe d’apprentissage des modules solaires
Sources: QC Research, PHOTON, EPIA, NREL,
Solarbuzz, Strategies Unlimited, P. Maycock
10-1
100
101
102
103
104
105
106
1
10
100
PV Module Experience (or "Learning") Curve
LR 22.8 %
Linear Fit 1976-2003
Linear Fit 1976-2010
2000
1990
1980
2010
1976
LR 19.3 %
PV
Module
Price [ $
2010 / W
p ]
Cumulative Production [ MW ]
Effet d‘échelle
Si on double la
production cumulée
-20% de
réduction de prix
Meilleures prix*
Meilleurs coûts de productions 2015 ~ 0.5-1.3 CHF/Wc
2015 ~ 0.5-1.2 CHF/Wc
*typically ordering 1 MW modules 3
![Page 4: Progrès dans les technologies photovoltaïques: abaissement des coûts et nouvelles solutions pour le bâtiment](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022030402/589dae721a28ab21728b5e2d/html5/thumbnails/4.jpg)
Prix du matériau de base
4
Panneau c-Si standard à 17 % de rendement = 100 CHF/m2
Panneau couches mince à 10% = 50 CHF/m2
![Page 5: Progrès dans les technologies photovoltaïques: abaissement des coûts et nouvelles solutions pour le bâtiment](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022030402/589dae721a28ab21728b5e2d/html5/thumbnails/5.jpg)
Baisse des coûts de l’électricité solaire
pour les grands systèmes
5
Suisse: de 100 à à 12-20 cts/kwh en 12 ans
Sud EU/USA: 6-8 ct/kWh
Avenir proche Sud EU/USA: 4.2-5 ct/kWh
Charbon
Solaire
Gaz
Avec 25 €/T CO 2
![Page 6: Progrès dans les technologies photovoltaïques: abaissement des coûts et nouvelles solutions pour le bâtiment](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022030402/589dae721a28ab21728b5e2d/html5/thumbnails/6.jpg)
Equivalent CO2 systèmes cristallin PV en
sur-toiture
6
36-47 g EqCO2 (20 years/ southern Europe) (50-70 CH)
But: in permanent improvement potential for 50% reduction…
Terheiden et
al. PSS 2014
![Page 7: Progrès dans les technologies photovoltaïques: abaissement des coûts et nouvelles solutions pour le bâtiment](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022030402/589dae721a28ab21728b5e2d/html5/thumbnails/7.jpg)
Improvement cell/module manufacturing
7
Data: Trina solar Carbon foot print
![Page 8: Progrès dans les technologies photovoltaïques: abaissement des coûts et nouvelles solutions pour le bâtiment](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022030402/589dae721a28ab21728b5e2d/html5/thumbnails/8.jpg)
8
![Page 9: Progrès dans les technologies photovoltaïques: abaissement des coûts et nouvelles solutions pour le bâtiment](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022030402/589dae721a28ab21728b5e2d/html5/thumbnails/9.jpg)
Copyright 2015 CSEM | C. Ballif Page 9
Ou sur des toits
![Page 10: Progrès dans les technologies photovoltaïques: abaissement des coûts et nouvelles solutions pour le bâtiment](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022030402/589dae721a28ab21728b5e2d/html5/thumbnails/10.jpg)
Copyright 2015 CSEM | C. Ballif Page 10
Sensibilité à l’esthétique
La Suisse un pays idéal pour les produits PV innovants
![Page 11: Progrès dans les technologies photovoltaïques: abaissement des coûts et nouvelles solutions pour le bâtiment](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022030402/589dae721a28ab21728b5e2d/html5/thumbnails/11.jpg)
Copyright CSEM 2014
Solutions suisses • Megasol * (including some module production) • Meyer Burger • Schweizer • Eternit • …. • Panotron • SwissInso • Designergy • Userhuus… • In preparation: Solaxess, G2E, Flisom…
Copyright 2015 CSEM Ballif
![Page 12: Progrès dans les technologies photovoltaïques: abaissement des coûts et nouvelles solutions pour le bâtiment](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022030402/589dae721a28ab21728b5e2d/html5/thumbnails/12.jpg)
Copyright CSEM 2014
Which approach
• Fully customised product ?
• Attempt for standardisation ? (reach mass)
• How to lower the price of custom manufacturing ?
• Who acts ? Consumers, architects, roofers ?
Copyright 2015 CSEM Ballif
![Page 13: Progrès dans les technologies photovoltaïques: abaissement des coûts et nouvelles solutions pour le bâtiment](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022030402/589dae721a28ab21728b5e2d/html5/thumbnails/13.jpg)
Semi-transparent amorphous-custom-size thin film silicon by Malibu/Schüco
![Page 14: Progrès dans les technologies photovoltaïques: abaissement des coûts et nouvelles solutions pour le bâtiment](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022030402/589dae721a28ab21728b5e2d/html5/thumbnails/14.jpg)
Copyright CSEM 2014
Panotron
Elegant, expensive
![Page 15: Progrès dans les technologies photovoltaïques: abaissement des coûts et nouvelles solutions pour le bâtiment](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022030402/589dae721a28ab21728b5e2d/html5/thumbnails/15.jpg)
Copyright 2015 CSEM | C. Ballif Page 15
Swissinso/Kromatix
Collaboration with
LESO EPFL
![Page 16: Progrès dans les technologies photovoltaïques: abaissement des coûts et nouvelles solutions pour le bâtiment](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022030402/589dae721a28ab21728b5e2d/html5/thumbnails/16.jpg)
Copyright 2015 CSEM | C. Ballif Page 16
• Designergy is penetrating the roof market with
the first real solar building material and system
• New developments will include new applications
for both buildings and civil engineering
«BIPV 2.0», Designergy is launching the next level:
Structurally Integrated PV (SIPV)
Aesthetics in PV
Thermal Insulation
H2O-tightness
Structurally tough
![Page 17: Progrès dans les technologies photovoltaïques: abaissement des coûts et nouvelles solutions pour le bâtiment](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022030402/589dae721a28ab21728b5e2d/html5/thumbnails/17.jpg)
Copyright 2015 CSEM | C. Ballif Page 17
Integrated «Megaslates»
![Page 18: Progrès dans les technologies photovoltaïques: abaissement des coûts et nouvelles solutions pour le bâtiment](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022030402/589dae721a28ab21728b5e2d/html5/thumbnails/18.jpg)
Copyright 2015 CSEM | C. Ballif Page 18
Prix solaire rénovation 2015
![Page 19: Progrès dans les technologies photovoltaïques: abaissement des coûts et nouvelles solutions pour le bâtiment](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022030402/589dae721a28ab21728b5e2d/html5/thumbnails/19.jpg)
Copyright CSEM 2014
![Page 20: Progrès dans les technologies photovoltaïques: abaissement des coûts et nouvelles solutions pour le bâtiment](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022030402/589dae721a28ab21728b5e2d/html5/thumbnails/20.jpg)
Copyright CSEM 2014
![Page 21: Progrès dans les technologies photovoltaïques: abaissement des coûts et nouvelles solutions pour le bâtiment](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022030402/589dae721a28ab21728b5e2d/html5/thumbnails/21.jpg)
Copyright 2015 CSEM | C. Ballif Page 21
Recherche et développement en photovoltaïque à Neuchâtel
EPFL
IMT/Pvlab (1984)
C. Ballif / S. De Wolf
• Recherche de base
• Nouveaux matériaux
Microcity
EPFL PVlab
New clean rooms 450 m2
CSEM, RTO
PV-Center C. Ballif/M.Despeisse
(démarrage 2012)
• Development pour l’industrie
• Transfert de technologie
Production et commercialisation
Partnenaires idustriels
Spin-off, Start-ups
![Page 22: Progrès dans les technologies photovoltaïques: abaissement des coûts et nouvelles solutions pour le bâtiment](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022030402/589dae721a28ab21728b5e2d/html5/thumbnails/22.jpg)
Copyright 2015 CSEM | C. Ballif Page 22
Rercheches modules et systèmes au CSEM
• Modules avec technologies avancées
• Polymères d’encapsulation
• Modules PV customisés
• Modules hyperlégés
• Fiabilité, temps de vie des modules
• Tests, charactérisation, fabrication
New fabrication and reliability test
center at innoparc
![Page 23: Progrès dans les technologies photovoltaïques: abaissement des coûts et nouvelles solutions pour le bâtiment](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022030402/589dae721a28ab21728b5e2d/html5/thumbnails/23.jpg)
Copyright 2015 CSEM | Diverse Metallization Schemes Enabled by SmartWire Connection Technology | Page 23
Market trend
From 2BB to SmartWire
2BB 3BB 4 5BB 6
SmartWire
• C-Si domine, situation plus difficile pour les couches minces
• Amélioration de la technologie standard cellules PERC (modules + 10-15 W)
• Technologies «avancées» pour nouvelles entreprises
• Modules verres-verres avec 30 ans de garanties
![Page 24: Progrès dans les technologies photovoltaïques: abaissement des coûts et nouvelles solutions pour le bâtiment](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022030402/589dae721a28ab21728b5e2d/html5/thumbnails/24.jpg)
Amélioration de la technologies : cellules cristallines à hétérojonction
19% en 2007 sur cellules de 5x5 mm2
Sur une plaquette de silicium, IMT Neuchâtel
22.8 % 16x16 cm2 cells, CSEM 2015
(sans busbars)
![Page 25: Progrès dans les technologies photovoltaïques: abaissement des coûts et nouvelles solutions pour le bâtiment](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022030402/589dae721a28ab21728b5e2d/html5/thumbnails/25.jpg)
Copyright 2015 CSEM | C. Ballif Page 26
Demo line at Meyer Burger German/ Germany, Production tools With support of Meyer Burger Research/ Neuchâtel
2000 cells run
22.5% average efficiency, Measured with grid touch
Courtesy J. Zhao
![Page 26: Progrès dans les technologies photovoltaïques: abaissement des coûts et nouvelles solutions pour le bâtiment](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022030402/589dae721a28ab21728b5e2d/html5/thumbnails/26.jpg)
Modules bifaciaux à hétérojonctions
• Cellules à 22%
• Bificiales
• Tcoeff excellent
![Page 27: Progrès dans les technologies photovoltaïques: abaissement des coûts et nouvelles solutions pour le bâtiment](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022030402/589dae721a28ab21728b5e2d/html5/thumbnails/27.jpg)
• Transformative approach for PV modules
Goal: simple adaptation of exisiting product to keep down the
manufacturing price, and give some room for extra-price of
dummy elements
28
![Page 28: Progrès dans les technologies photovoltaïques: abaissement des coûts et nouvelles solutions pour le bâtiment](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022030402/589dae721a28ab21728b5e2d/html5/thumbnails/28.jpg)
Copyright 2015 CSEM | C. Ballif Page 29
Terra-cota like thin film
Userhuus
Development within Archinsolar
project by EPFL PV-lab,
industrialisation by CSEM
![Page 29: Progrès dans les technologies photovoltaïques: abaissement des coûts et nouvelles solutions pour le bâtiment](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022030402/589dae721a28ab21728b5e2d/html5/thumbnails/29.jpg)
Copyright 2015 CSEM | C. Ballif Page 30
Private house Corcelles…Neuchâtel
![Page 30: Progrès dans les technologies photovoltaïques: abaissement des coûts et nouvelles solutions pour le bâtiment](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022030402/589dae721a28ab21728b5e2d/html5/thumbnails/30.jpg)
Copyright 2014 CSEM | nPV workshop, 2015 | M. Despeisse Page 31
Fully transforming crystalline silicon modules….
![Page 31: Progrès dans les technologies photovoltaïques: abaissement des coûts et nouvelles solutions pour le bâtiment](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022030402/589dae721a28ab21728b5e2d/html5/thumbnails/31.jpg)
Copyright CSEM 2015
Architecture & Energy I n t e g r a t i o n & A e s t h e t i c
Please draw me the perfect solar module..
The dream of an architect…
![Page 32: Progrès dans les technologies photovoltaïques: abaissement des coûts et nouvelles solutions pour le bâtiment](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022030402/589dae721a28ab21728b5e2d/html5/thumbnails/32.jpg)
Copyright CSEM 2015 Copyright 2015 CSEM Ballif
![Page 33: Progrès dans les technologies photovoltaïques: abaissement des coûts et nouvelles solutions pour le bâtiment](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022030402/589dae721a28ab21728b5e2d/html5/thumbnails/33.jpg)
Copyright CSEM 2015
White photovoltaic modules H o w d o e s i t w o r k
![Page 34: Progrès dans les technologies photovoltaïques: abaissement des coûts et nouvelles solutions pour le bâtiment](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022030402/589dae721a28ab21728b5e2d/html5/thumbnails/34.jpg)
Copyright CSEM 2015
White photovoltaic modules H o w d o e s i t w o r k
visible Infra-Red UV
![Page 35: Progrès dans les technologies photovoltaïques: abaissement des coûts et nouvelles solutions pour le bâtiment](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022030402/589dae721a28ab21728b5e2d/html5/thumbnails/35.jpg)
Copyright CSEM 2015
• Better aesthetics
• Easiest integration
• Building façade are becoming active
White photovoltaic modules A n e w b u i l d i n g m a t e r i a l
A new building material
![Page 36: Progrès dans les technologies photovoltaïques: abaissement des coûts et nouvelles solutions pour le bâtiment](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022030402/589dae721a28ab21728b5e2d/html5/thumbnails/36.jpg)
Copyright CSEM 2015
If you can do white, you can do any color….. A n e w b u i l d i n g m a t e r i a l
Copyright 2015 CSEM Ballif
![Page 37: Progrès dans les technologies photovoltaïques: abaissement des coûts et nouvelles solutions pour le bâtiment](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022030402/589dae721a28ab21728b5e2d/html5/thumbnails/37.jpg)
Copyright CSEM 2015
White photovoltaic modules f r o m l a b t o f a b
Visit the website: www.solaxess.ch
![Page 38: Progrès dans les technologies photovoltaïques: abaissement des coûts et nouvelles solutions pour le bâtiment](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022030402/589dae721a28ab21728b5e2d/html5/thumbnails/38.jpg)
Copyright CSEM 2014
Et si Neuchâtel se transformait ?
Copyright 2015 CSEM Ballif
![Page 39: Progrès dans les technologies photovoltaïques: abaissement des coûts et nouvelles solutions pour le bâtiment](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022030402/589dae721a28ab21728b5e2d/html5/thumbnails/39.jpg)
Copyright CSEM 2014
Et si Neuchâtel se transformait ?
Copyright 2015 CSEM Ballif
![Page 40: Progrès dans les technologies photovoltaïques: abaissement des coûts et nouvelles solutions pour le bâtiment](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022030402/589dae721a28ab21728b5e2d/html5/thumbnails/40.jpg)
Conclusion
41
Solarstratos
• Beau marché potentiel en nouvelle et ancienne toiture,
façades, rénovations
• Beaucoup d’innovation, mais pour faire baisser les prix,
il faut un volume minimum
• Faire aimer le solaire ….
• Impliquer les différents acteurs
PV2050