Le bâtiment photovoltaïque, dont le nom complet est « Photovoltaïque Intégré au Bâtiment » (BIPV, Building Integrated Photovoltaic), se distingue du système photovoltaïque intégré au bâtiment (BAPV, Building Attached PV), qui consiste à intégrer des produits d'énergie solaire (photovoltaïque) dans les bâtiments. La technologie utilisée est la suivante : utilisation de modules photovoltaïques spécialement conçus, remplacement des matériaux ou composants d'origine lors de l'installation, et intégration du système photovoltaïque au bâtiment.

BAPV est la combinaison de panneaux photovoltaïques et de bâtiments, tels que pose de panneaux solaires sur le toit Il s’agit d’une forme couramment utilisée et qui est connue pour ne pas occuper d’espace au sol supplémentaire ;

Le BIPV consiste à intégrer des panneaux photovoltaïques à des bâtiments, tels que des toitures en tuiles photovoltaïques, des murs-rideaux photovoltaïques et des toitures d'éclairage photovoltaïque. Cette méthode est une forme intégrée de bâtiments photovoltaïques, où les modules photovoltaïques ne sont pas seulement des dispositifs de production d'électricité, mais font également partie de la structure extérieure du bâtiment.

Les modules utilisés dans les bâtiments photovoltaïques intégrés (BIPV) sont des cellules solaires en verre de production d'énergie, un nouveau matériau, à base de cellules solaires à couche mince de tellurure de cadmium (CdTe). Le verre est un substrat transmettant la lumière. Revêtu d'un matériau photoélectrique (CdTe), le verre ordinaire peut passer d'un isolant à un conducteur. Il peut remplacer les briques, les murs-rideaux et autres matériaux de construction, et s'adapter parfaitement à l'intégration photovoltaïque dans les bâtiments.

Outre sa fonction de production d'électricité, le système photovoltaïque pour bâtiment offre également les performances nécessaires et des fonctions décoratives uniques pour la protection extérieure du bâtiment, telles que la résistance à la pression du vent, l'étanchéité à l'eau et à l'air, l'isolation phonique, la conservation de la chaleur et l'ombrage. Le BIPV allie parfaitement enveloppe du bâtiment, économies d'énergie, utilisation de l'énergie solaire et décoration. Ses principales caractéristiques sont les suivantes :

(1) Répondre aux exigences de l'esthétique architecturale

Dans les bâtiments photovoltaïques, les boîtes de jonction, les diodes de dérivation et les lignes de raccordement peuvent être dissimulées dans la structure du mur-rideau grâce à des conceptions adaptées, ce qui permet non seulement de protéger du rayonnement solaire direct et de l'érosion pluviale, mais aussi de préserver l'esthétique du bâtiment. L'intégration au bâtiment est parfaite.

(2) Répondre aux besoins d'éclairage du bâtiment

Les bâtiments photovoltaïques sont des composants en verre double face, en verre trempé ultra-blanc lisse, réglable pour obtenir une transmission lumineuse spécifique. Ils répondent aux exigences de transparence lumineuse, même dans la zone d'observation. Il est à noter que plus la transmission lumineuse du module photovoltaïque est élevée, plus la disposition des cellules est fine et moins la production d'électricité est importante.

(3) La production d’énergie photovoltaïque est une source d’énergie renouvelable verte et non polluante, qui peut réduire la pollution environnementale causée par la production d’énergie conventionnelle et est propice à la protection de l’environnement ;

(4) La combinaison parfaite de l'enveloppe de façade du bâtiment, des économies d'énergie et de la conversion de l'énergie solaire sans occuper de ressources foncières précieuses et rares ;

(5) Production et utilisation d’énergie in situ, réduisant les pertes de transmission d’énergie ;

(6)Alimentation électrique pendant la période de pointe de consommation d'électricité pendant la journée, soulager la demande de pointe en électricité et réaliser l'autosuffisance d'une partie de l'électricité ;

(7) Entretien simple, faible coût d'entretien, fonctionnement fiable et bonne stabilité ;

(8) La cellule solaire, composant clé, a une longue durée de vie ; celle des cellules solaires en silicium cristallin peut atteindre plus de 25 ans. La capacité de production d'électricité peut être augmentée en fonction des besoins.

(9) Combiné à d'autres matériaux de toiture, il a pour effet d'isoler thermiquement, de réduire la charge de climatisation et d'économiser la consommation d'énergie ;

(10) Intégré au bâtiment, il peut être utilisé comme matériau de structure d'entretien, réduisant ainsi le coût global du bâtiment et les coûts d'installation, sans nécessiter de terrain supplémentaire ni de construction d'autres installations. Il est adapté aux zones densément peuplées, où les terrains sont coûteux et où l'architecture urbaine est particulièrement importante.

Principales formes de BIPV

(1) Les systèmes de façade ou de toiture, les toitures photovoltaïques et les structures murales désignent l'ajout d'un système de production d'énergie photovoltaïque indépendant après la construction du bâtiment. Ce type de système ne nécessite aucune exigence particulière concernant le procédé de fabrication des panneaux, et des modules photovoltaïques classiques fonctionnent. Cependant, il est nécessaire de prendre en compte la pression du vent, l'altitude à laquelle se situent les charges sismiques et éoliennes, ainsi que les performances d'étanchéité, et de choisir l'angle et l'orientation d'installation appropriés en fonction des conditions météorologiques locales. Dans l'intégration globale d'un bâtiment photovoltaïque, la production d'énergie solaire sur le toit représente les trois quarts, principalement parce que le toit offre une plus grande surface de réception lumineuse et peut recevoir davantage de rayonnement solaire lorsqu'il est installé sur le toit.

Les systèmes photovoltaïques intégrés aux façades se divisent en murs-rideaux translucides et murs-rideaux opaques. Les murs-rideaux opaques utilisent principalement des composants en silicium monocristallin et polycristallin opaque, qui offrent un rendement énergétique élevé. Pour les murs-rideaux nécessitant un éclairage, on utilise des cellules photovoltaïques opaques, et principalement des cellules à couches minces en silicium amorphe. Leurs avantages sont une transmission lumineuse élevée, un faible coût, une production aisée et une personnalisation des couleurs. Leur inconvénient réside dans leur faible taux d'utilisation de l'énergie lumineuse. Cependant, il est possible de satisfaire aux exigences de transmission lumineuse en ajustant les écarts entre les cellules photovoltaïques ou en réduisant leur disposition.

(3) Systèmes photovoltaïques à voltaïque d'ombre. Ils sont principalement utilisés dans les pavillons, les abris de voiture et autres structures. Les panneaux photoélectriques servent de protection solaire. Outre l'utilisation de l'espace de toit inutilisé pour produire de l'électricité, ils bloquent également les rayons ultraviolets, ce qui contribue à ralentir le vieillissement des véhicules et à abaisser la température à l'intérieur. Ils permettent également d'économiser des matériaux de protection solaire et d'améliorer l'esthétique architecturale.