Comment La Technologie « Cool-Roofing » Améliore La Performance Des Panneaux Photovoltaïques ?

Deux solutions complémentaires.

Définition :

Un « cool-roof » (toit frais) est un toit couvert d’un revêtement réfléchissant et émissif de couleur blanche afin de renvoyer au maximum les rayons lumineux généré par le soleil.
C’est le principe de l’albédo . Le noir absorbe tandis que le blanc réfléchi. L’albédo est la fraction de l’énergie solaire qui est réfléchie vers l’espace. Sa valeur est comprise entre 0 et 1. Plus une surface est réfléchissante, plus son albédo est élevé. Par exemple, l’albédo de la neige fraîche est de 0,87, ce qui signifie que 87 % de l’énergie solaire est réfléchie par ce type de neige.

Un constat

Une étude réalisée par des chercheurs de l’université de Melbourne ( « Impact of CRP on PV Energy Generation ») montre que la performance des panneaux photovoltaïques est modifiée lorsque des variations de température interviennent.
Plus simplement , les panneaux solaires ne supportent pas un climat de trop forte chaleur, de hautes températures viennent même altérer leur fonctionnement et donc baisser leur productivité.
Une température élevée des cellules photovoltaïques réduit la productivité électrique jusqu’à 25%.
Un panneau solaire perd 0,5% de puissance par degré au dessus de 25°C.

Pourquoi peindre en blanc la surface sous les panneaux solaires ?

Il y a 2 avantages à appliquer une peinture réflective sous les panneaux solaires par rapport à un revêtement bitumineux , acier ou fibro-ciment :

🔆 Améliorer jusqu’à 80% et plus la luminosité en toiture : Avantage Lumineux
❄️ Diminuer de plus de 30°C la chaleur subie en toiture : Avantage Thermique

Ce revêtement de peinture réflective réduisant considérablement la température subie par le panneau, permet d’augmenter jusqu’à +10% la puissance générée par le panneau (par rapport à un environnement « classique »).
En bref, Le « cool-roofing » créé un environnement « frais » autour du panneau solaire et renvoie les rayons lumineux vers les panneaux.

Augmentation du rayonnement réfléchi (albedo)
Exemple des modules Bifaciaux : Études SolarWorld

Contrairement aux modules mono-faces, ces nouveaux modules « bifaciaux » captent également le rayonnement réfléchi en sous-face du panneau. (voir schéma ci-contre). Ainsi, plus l’environnement et le support du panneau est réfléchissant, plus le rendement du panneau sera élevé. Une Augmentation jusqu’à 25% du gain de bifacialité est possible.
Concernant les panneaux « classiques » dits monofaces, leur rendement est également accru car un panneau solaire capte le rayonnement direct du soleil, mais également le rayonnement réfléchi (albedo) par les surfaces alentour (toits, sols, murs, etc).
L’étude australienne mentionnée plus haut, montre un gain de productivité pour des panneaux placés à plat sur une toiture vêtue de cool-roof par rapport à une toiture classique :
➡️ « Dans cette étude, le panneau posé sur le cool roof (blanc) a produit 6,7% d’électricité de plus que posé sur le toit noir. »

En bref ?

Les chiffres cités démontrent une nette amélioration de la performance des panneaux photovoltaïque disposés sur des toitures en revêtement de peinture réflective par rapport à des environnements de toitures « classiques ».
Cette combinaison de solutions est donc à exploiter pour le futur des bâtiments.
Des exemples concrets sont déjà d’actualité avec des données chiffrées, factuelles concernants le rendement supérieur des PV combinée à une surface peinte en « Cool-Roofing ».
Tout cela dans une stratégie commune « bas carbone » et un réel moyen d’agir pour la réduction des consommations énergétique et des émissions de CO2.