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Un mur antibruit photovoltaïque avec un design en ZigZag
Image : Zuyd University of Applied Sciences, Applied Energy, Common License CC BY 4.0
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D’après pv magazine international.
Une équipe de recherche belgo-néerlandaise a mis au point un mur antibruit photovoltaïque avec un design en zigzag pour des applications le long des autoroutes, des routes et sur les façades de bâtiment. « Dans les zones densément peuplées, comme Eindhoven, l’espace pour les installations photovoltaïques est limité et le confort de vie dans les quartiers proches des autoroutes est menacé », a déclaré Fallon Colberts, auteur principal de l’étude, à pv magazine. « Les murs anti-bruit photovoltaïques ZigZag constituent une excellente solution ».
La conception ZigZag repose sur le montage de modules solaires orientés vers le soleil dans un plan en « zig », tandis que le plan en « zag » augmente le flux de lumière vers le panneau solaire sous-jacent.
« Comme le panneau solaire est orienté vers le soleil et non vers la route, cette conception peut limiter la réflexion indésirable du soleil et de la lumière du trafic sur la surface vitrée du panneau solaire, ce qui contribue à la sécurité des conducteurs », expliquent les scientifiques, qui précisent que le nouveau dispositif intègre également des matériaux anti-bruit pour réduire l’echo des bruits de la route. « La sécurité des automobilistes est aussi renforcée par l’esthétique en zigzag de la construction, qui évite les vues monotones. »
Avec le soutien de la start-up néerlandaise Wallvision, le groupe de recherche a construit un démonstrateur de 4 m x 4 m avec une orientation sud-sud-ouest et deux configurations ZigZag. Il s’est appuyé sur huit modules solaires fournis par le fabricant belge Soltech et sur des capteurs à réseau de Bragg (FBG) destinés à mesurer la température du système. Elle a également utilisé un matériau absorbant le bruit fourni par le spécialiste allemand Rockwool. Les modules ont été déployés avec un angle d’inclinaison allant de 35 à 50 degrés.
Grâce à une série de simulations et d’analyses du cycle de vie (ACV), les chercheurs ont constaté que le mur antibruit photovoltaïque proposé avait un temps de retour sur investissement de 6 à 10 ans. « Les études ACV, réalisées par Helmo, ont révélé un faible taux équivalent CO2/kWh par rapport aux mix d’électricité et un bon rapport entre le temps d’amortissement et la durée de vie », a déclaré M. Colberts. « En outre, les simulations ont montré que le rendement énergétique peut être très bien simulé par leur cadre de rendement énergétique optimisé. Ce dernier point pourrait s’avérer intéressant lors de la conception et de la sélection des emplacements pour l’installation de murs antibruit photovoltaïques ZigZag ».
L’analyse a également révélé que l’angle d’inclinaison optimal du système devrait se situer entre 20 et 40 degrés, ce qui devrait garantir un bon équilibre entre le rendement et la réduction du bruit. En ce qui concerne le rendement énergétique, aucune différence particulière n’a été constatée lorsque l’angle d’inclinaison est compris entre 20 et 80 degrés.
Les simulations ont également montré qu’un angle d’inclinaison de 50 degrés donne généralement une production d’énergie plus élevée au fil des saisons qu’une inclinaison de 35 degrés, en particulier pendant les mois d’été. « Cela s’explique par la réduction de l’ombrage des couvertures ZigZag supérieures lorsque l’angle d’inclinaison est plus élevé », expliquent les scientifiques. « Le démonstrateur PVNB ZigZag peut générer un rendement spécifique annuel de 941 kWh/kWp avec un angle d’inclinaison de 35 degrés et de 1 066 kWh/kWp avec un angle d’inclinaison de 50 degrés.
Le système a été présenté dans l’étude « Performance study and LCA of a ZigZag PV noise barrier : Towards mass-customization of IIPV applications », publiée dans Applied Energy. L’équipe de recherche comprenait des scientifiques de l’Université des sciences appliquées de Zuyd aux Pays-Bas, ainsi que de l’Université de Hasselt et de l’Institut de recherche des instituts groupés de la Haute École Mosane en Belgique.
« Wallvision travaille à l’optimisation de son produit afin de commercialiser les composants photovoltaïques ZigZag qui peuvent être utilisés pour la construction de murs antibruit photovoltaïques », a ajouté M. Colberts. « Wallvision prévoit un projet pilote à Eindhoven dans un avenir proche afin de rapprocher les murs antibruit ZigZag PV de la commercialisation. »
Traduit par Marie Beyer.
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