Le photovoltaïque intégré au bâtiment (BIPV) utilise des panneaux photovoltaïques à la place des matériaux de construction traditionnels dans les structures de bâtiment telles que les toits, les fenêtres et les façades. Les panneaux photovoltaïques produisent de l’énergie solaire en convertissant la lumière du soleil en électricité. Cette source d’énergie renouvelable et non polluante fait du photovoltaïque intégré au bâtiment une partie intégrante de l’architecture durable. Les panneaux photovoltaïques sont intégrés à de nombreux nouveaux projets de construction, mais ils peuvent également être installés sur des bâtiments préexistants. De nombreux bâtiments BIPV dans des pays tels que la France, l’Allemagne et les États-Unis redonnent de l’énergie au réseau et reçoivent des incitations financières pour le faire.
Le photovoltaïque (PV) est un domaine technologique en croissance rapide en raison du besoin et du désir croissants d’alternatives énergétiques propres. Un panneau photovoltaïque peut être intégré dans un bâtiment, ou il peut être monté au sol. Ces panneaux ou modules abritent de nombreuses cellules solaires emballées, composées de plusieurs photodiodes qui convertissent la lumière naturelle en électricité. Dans un système PV connecté au réseau, cette électricité est ensuite acheminée vers un réseau électrique. Dans un système autonome, l’énergie charge une batterie où elle peut être stockée pour une utilisation ultérieure.
Le terme photovoltaïque intégré au bâtiment implique généralement que le bâtiment a été conçu en pensant aux systèmes photovoltaïques. L’industrie photovoltaïque a conçu des panneaux photovoltaïques pour plusieurs usages et styles différents, de sorte que le sens de la créativité et de l’esthétique d’un architecte n’a pas besoin d’être étouffé par son désir de durabilité. Les modules PV sont disponibles dans une gamme de couleurs et peuvent être encadrés ou non, opaques, transparents, semi-transparents, flexibles ou rigides en film mince sur substrat métallique. La taille, la forme et la tension de crête peuvent également être personnalisées. Le choix du panneau approprié dépendra en grande partie de son objectif. Les modules cristallins ne doivent pas être utilisés dans des zones à températures élevées, car cela diminue leur efficacité.
Le type de panneau le plus couramment installé est celui des toits plats. Ils peuvent se présenter sous la forme de tuiles ou bardeaux solaires, ou de modules solaires, qui se subdivisent en modules souples, modules transparents ou semi-transparents, ou modules à couche mince. Les modules à couche mince se sont avérés les plus populaires, plaçant une ou plusieurs couches minces de cellules solaires sur une base d’isolant électrique appelée substrat. Le photovoltaïque intégré au bâtiment permet également la construction de toits en pente avec des panneaux montés ou intégrés.
Les façades photovoltaïques ou les murs rideaux photovoltaïques, les faces d’un bâtiment, sont construits à des fins d’économie d’énergie, d’esthétique et d’étanchéité. Ceux-ci peuvent être réalisés avec des modules traditionnels, transparents ou semi-transparents. Les façades peuvent également être équipées de systèmes d’ombrage, qui inclinent les modules pour ombrager le bâtiment ou pour maximiser l’efficacité de la maîtrise de l’énergie. Ces modules peuvent être inclinés manuellement ou automatiquement et sont parfois appelés systèmes « Shadow-Voltaic ». Les systèmes d’ombrage peuvent être intégrés dans le bâtiment d’origine ou peuvent être montés plus tard.
Les panneaux photovoltaïques transparents ou semi-transparents sont utilisés pour remplacer les matériaux de construction traditionnels, tels que le verre, dans les vitrages ou les stratifiés. Dans le photovoltaïque intégré au bâtiment, les architectes utilisent souvent du verre de fer à basse température pour prendre en sandwich les cellules solaires. Le vitrage utilise généralement des cellules à couche mince, des cellules monocristallines ou des cellules transparentes entre deux couches de feuille. Certains panneaux laissent passer la lumière visible à travers la fenêtre tout en utilisant la lumière ultraviolette pour produire de l’énergie. D’autres fenêtres peuvent être teintées pour l’ombre, équipées de systèmes d’ombrage ou colorées.