Une maison autosuffisante grâce à du solaire uniquement en façade

Des panneaux solaires installés sur les façades uniquement ? C’est le choix que défendra le NeighborHub, maison de quartier résultant du projet de l’équipe d’étudiants suisses issus de l’Ecole polytechnique fédérale de Lausanne, la Haute Ecole d’ingénierie et d’architecture de Fribourg (HEIA-FR), la Haute Ecole d’art et de design de Genève (HEAD) et de l’Université de Fribourg (UNIFR) à l’occasion du Solar Decathlon 2017. Avec cette maison, l’équipe souhaite prouver notamment qu’il est aujourd’hui judicieux et rentable de placer des panneaux solaires en façade – afin de profiter d’un maximum de surface - et cela malgré l’ombrage urbain. «En comparaison du toit, les façades sont plus exposées aux ombres causées par des immeubles environnants. Cette situation pourrait engendrer une baisse considérable de la production d’énergie. Or, nous voulions démontrer que la production solaire en façade, ça marche et même dans les zones à forte densité urbaine», explique Philippe Couty, ingénieur coordinateur du projet pour la Haute Ecole d’ingénierie et d’architecture de Fribourg. Dès lors, l’équipe a cherché des solutions pour remporter son pari. Intégré à celle-ci tout au long du projet, Peter Cuony, responsable produit installations photovoltaïques chez Groupe E Connect, a eu l’idée d’utiliser des optimiseurs de puissance. Une piste explorée avec succès par les étudiants : ces optimiseurs, dédiés à chacun des panneaux, suivent et ajustent la performance des cellules photovoltaïques en continu.

Maximiser la production de chaque panneau
Dans le cas d’une installation solaire classique, les panneaux sont reliés en chaîne et chacun génère autant d’énergie que le panneau le plus faible est capable de produire. Se basant sur le panneau le moins productif, l’onduleur de courant convertit donc la tension continue des panneaux solaires en tension alternative, exploitable pour le bâtiment. Ce mécanisme présente un obstacle majeur à l’efficience du système photovoltaïque en façade, car le maillon faible de la chaîne (celui qui est le plus à l’ombre par exemple) tire à lui seul toute la production d’énergie vers le bas. C’est en tout cas ce qui arrive sans optimiseur de puissance dédié à chaque panneau : « Même si les panneaux solaires sont orientés différemment par rapport au soleil et ont donc une production énergétique différente, les optimiseurs tirent le maximum de puissance instantanée dans chaque panneau quelles que soit les conditions d’ensoleillement et d’ombrage de chacun», explique Victor Saadé, étudiant en ingénierie électrique et électronique à l’EPFL qui coordonne notamment l’équipe en charge des panneaux solaires.

Autosuffisance énergétique
Grâce à cette utilisation innovante de technologies existantes, le NeighborHub peut subvenir à ses besoins énergétiques avec des panneaux solaires uniquement posés en façade. La maison de quartier produit même plus d’énergie qu’elle n’en consomme. Mieux : elle peut consacrer sa toiture libre de toute cellule photovoltaïque pour remplir d’autres objectifs, comme assurer une biodiversité grâce à de larges surfaces végétalisées.

Cette autosuffisance énergétique, que démontre le Neighborhub avec sa maison d’un étage, offre des perspectives réjouissantes pour les immeubles. Ainsi, chaque étage générerait suffisamment d’électricité pour qu’il soit alimenté uniquement par sa propre production énergétique. Offrant un avantage considérable pour les villes se densifiant vers le haut. Pour Peter Cuony : «Ce bâtiment fait la démonstration qu’il est possible de produire suffisamment d’énergie pour tout un bâtiment avec des panneaux placés en façades seulement.»

La journée Portes ouvertes samedi prochain sera l’unique occasion pour le public de découvrir ce bâtiment du futur, avant la compétion à du Solar Decathlon à Denver, qui se déroulera du 5 au 15 octobre prochains.

Le projet a été réalisé grace au soutien de:

Ttrois partenaires institutionnels : Office fédéral de l’énergie, Etat de Fribourg, Ville de Fribourg, smart living lab

Et des partenaires privés suivants Groupe E, Landolt & Cie SA, JPF-DUCRET, Régent SA, la Mobilière, Setimac