Les fenêtres solaires, également appelées fenêtres en verre solaire, agissent comme une fenêtre tout en générant de l'électricité à partir du soleil. Le potentiel des fenêtres solaires est énorme. Ils peuvent être utilisés pour des gratte-ciel entiers ou pour augmenter la capacité d'une maison à générer de l'énergie solaire.

Les fenêtres solaires sont l'un des nouveaux domaines d'intérêt sur le marché de l'énergie solaire photovoltaïque intégrée (BIPV). Le BIPV tire son nom du fait que, de par sa conception, le composant photovoltaïque est destiné à être intégré dans la conception du bâtiment lui-même. Considérez le BIPV comme des bardeaux solaires Tesla par rapport à des panneaux solaires Tesla, qui ne font pas partie de votre toit, mais sont ajoutés au-dessus de votre toit.

Malheureusement, vous ne pouvez pas encore acheter de fenêtres solaires à installer dans votre maison ou vos locaux commerciaux comme source d'énergie durable.

Dans cet article, nous discutons des différents prototypes actuellement testés, de leur fonctionnement et de leurs avantages par rapport aux panneaux photovoltaïques (PV) traditionnels.

Comment fonctionnent les fenêtres solaires ?

Les fenêtres solaires peuvent fonctionner de différentes manières. Ce qui différencie les fenêtres solaires des panneaux solaires traditionnels, c'est qu'elles sont destinées à absorber tous les types de rayons lumineux, y compris les rayons ultraviolets (UV), que les panneaux photovoltaïques ne peuvent pas absorber.

Parce que les fenêtres solaires pouvaient absorber la lumière UV, elles pouvaient revêtir un bâtiment entier du sol au plafond à un angle que les panneaux solaires traditionnels ne pouvaient pas. Les fenêtres solaires peuvent fonctionner de plusieurs manières, à travers des points quantiques de matériau semi-conducteur qui absorbe l'énergie du soleil ou à partir d'un concentrateur solaire luminescent, comme des particules luminescentes dans les aliments.
Essentiellement, ces deux méthodes absorbent différentes longueurs d'onde de lumière et déplacent la lumière du panneau vers une cellule solaire où elle peut ensuite être convertie en énergie.

Les fenêtres solaires sont généralement une nouvelle technologie, qui n'a été testée qu'au cours des 10 dernières années. Comme ils sont relativement nouveaux, ils ne sont pas encore largement disponibles. Mais quelques entreprises travaillent à la fabrication de fenêtres solaires pouvant être utilisées pour la plupart des types de bâtiments.

Quelles entreprises produisent des fenêtres solaires, pouvez-vous les acheter ?

Il existe quelques entreprises qui recherchent et fabriquent des fenêtres solaires, notamment Ubiquitous Energy et Physee Power.

Les recherches d'Ubiquitous Energy ont commencé en 2010 au MIT et à l'Université d'État du Michigan et ont finalement été transférées à Redwood City, en Californie, pour développer davantage leur produit. Cela a conduit à l'invention d'un revêtement transparent de cellule solaire, ou type de semi-conducteur à points quantiques, qui peut être intégré dans des fenêtres standard.

L'objectif est d'avoir un revêtement qui peut être appliqué sur les fenêtres existantes, ce qui réduirait le temps d'installation. Le revêtement absorbe ensuite la lumière UV et infrarouge et utilise cette énergie pour générer de l'électricité. Leur premier prototype de fenêtre a été produit en 2016 et est actuellement testé lors de la première installation de leurs fenêtres solaires transparentes.

Aux Pays-Bas, Physee développe sa technologie de revêtement de vitres Power+. Comme pour Ubiquitous Energy, Physee travaille sur un revêtement capable de générer de l'énergie à partir de la lumière UV et infrarouge qui est actuellement sous-utilisée lorsqu'elle passe à travers les fenêtres. Leur première installation prototype, PowerWindow, a été ajoutée à une banque néerlandaise en 2017.

Les deux entreprises s'efforcent de maintenir la transparence du verre pour laisser passer la lumière visible, tandis que les fenêtres deviennent une nouvelle source d'énergie. À l'heure actuelle, vous ne pouvez pas acheter le revêtement semi-transparent de l'une ou l'autre des sociétés pour l'ajouter aux fenêtres de votre maison. Bien qu'ils soient encore au stade de prototype, l'impact futur potentiel est très excitant.

Quelles sont les autres fenêtres solaires à l'étude ?

Les fenêtres solaires sont un domaine de recherche très actif avec des spécialistes allant du Laboratoire national des énergies renouvelables (NREL) aux universités et aux étudiants. Les chercheurs étudient la capacité d'utiliser les déchets alimentaires pour absorber la lumière UV pour les cellules solaires en pérovskite. Ces technologies émergentes diffèrent d'un revêtement pouvant être appliqué sur les fenêtres car elles sont intégrées au verre lui-même.

AuREUS, la nouvelle start-up de recherche, utilise des particules luminescentes issues des déchets alimentaires pour créer un panneau qui absorbe la lumière UV, ou une sorte de concentrateur solaire luminescent. Ces panneaux sont également encore en phase de recherche, mais ils ont le potentiel de réduire le gaspillage alimentaire et de générer de l'électricité à partir de la lumière UV.

Bien que toujours recherchées, les cellules solaires à pérovskite sont presque disponibles dans le commerce. Ce qui distingue les matériaux pérovskites des cellules photovoltaïques traditionnelles, c'est le fait qu'ils peuventLes ns sont utilisés en conjonction avec un autre matériau absorbant, tel que le silicium cristallin, pour créer encore plus d'énergie que l'un ou l'autre matériau ne peut générer seul.

L'espoir est qu'une fois les cellules de pérovskite développées d'une manière commercialement viable, elles puissent être incorporées dans d'autres matériaux tels que le verre. Mais pour l'instant, la pérovskite et AeREUS gardent les chercheurs occupés à travailler sur une percée.

Pourquoi choisir des fenêtres solaires plutôt qu'un toit ouvrant traditionnel ?

Les fenêtres solaires ont un avantage sur les panneaux solaires conventionnels en ce sens qu'elles peuvent être installées là où les fenêtres iraient normalement ; du côté des immeubles. Cette distinction est importante car ils peuvent absorber la lumière UV ou la lumière infrarouge qui rebondit sur les surfaces et frappe les fenêtres dans toutes les directions. Cela signifie que les fenêtres solaires n'ont pas besoin d'être tournées vers le soleil pour capter les rayons énergisants.

Cela va révolutionner l'énergie solaire car un bâtiment entier, du toit aux fenêtres, peut fonctionner quotidiennement pour capter toute la lumière qui tombe dessus. Actuellement, la lumière UV et infrarouge n'est pas absorbée par les panneaux photovoltaïques, bien que les cellules de pérovskite pourraient leur donner cette capacité à l'avenir.

En général, les fenêtres solaires conviennent le mieux aux gratte-ciel ou aux grands bâtiments ou en complément de vos panneaux solaires à la maison. Étant donné que la technologie des fenêtres solaires sera très probablement moins économe en énergie que les panneaux solaires, car elles génèrent de l'électricité à partir d'environ 10 % de la lumière du soleil contre 20 % d'un panneau solaire, elles peuvent ne pas être suffisamment efficaces pour alimenter toute votre maison.

L'avenir des fenêtres solaires

Les fenêtres solaires offrent un tel potentiel qu'elles peuvent transformer des bâtiments entiers en entités génératrices d'énergie. Il sera passionnant de voir où les prototypes et la recherche mèneront dans les années à venir et si nous pourrons un jour produire des fenêtres solaires ou des revêtements de fenêtres solaires à grande échelle.

Pour l'instant, les panneaux solaires photovoltaïques traditionnels sur les toits sont la meilleure option pour utiliser l'énergie solaire. Pour profiter de la lumière du soleil et économiser de l'argent sur votre facture d'électricité, contactez un installateur local pour connaître le coût de l'énergie solaire dans votre région. Jusqu'à ce que les fenêtres solaires soient en vente, l'ajout de panneaux solaires sur votre toit est plus logique pour les propriétaires intéressés par l'énergie propre.