Considéré il y a encore quelques années comme un marché de niche, le solaire bifacial est en passe de conquérir le secteur du photovoltaïque. Il gagne de plus en plus de parts de marché dans plusieurs pays du Moyen-Orient et aux États-Unis. En France, plusieurs démonstrateurs sont en cours de développement. L'objectif : vérifier les gains de productivité de ces panneaux qui produisent sur les faces avant et arrière. Car si la promesse des fabricants est d'augmenter les rendements de 5 à 30 %, ces performances dépendent largement du contexte d'installation des panneaux.
Une baisse des coûts attractive
La promesse du solaire bifacial est d'optimiser la productivité des panneaux, en captant les rayonnements solaires directs, mais aussi indirects. Traditionnellement, les panneaux photovoltaïques sont dotés d'un vitrage à l'avant qui capte les rayons du soleil et d'une surface opaque à l'arrière. Avec une technologie bifaciale, les deux faces du panneau sont transparentes et captent les rayons du soleil. La face avant capte les rayonnements directs, tandis que la face arrière capte le réfléchissement de ces rayons, notamment grâce à l'albédo, c'est-à-dire le réfléchissement de la lumière par le sol.
Des gains réalistes de 5 à 15 %
« Dans l'ensemble, avec des systèmes commerciaux plus importants, les gains bifaciaux réalistes devraient varier de 5 à 15 %. Les systèmes au sol sur des surfaces naturelles (non désertiques) resteront probablement en dessous de 10 %, tandis que les systèmes de toiture offrent un potentiel de gains plus élevé grâce à l'utilisation de matériaux de toiture hautement réfléchissants », tempère l'Institut allemand Fraunhofer, spécialisé dans le solaire. Tout dépend de l'effet albédo de la surface sur laquelle sont installés les panneaux. Sur la neige, l'eau ou dans le désert, les gains sont plus importants grâce au haut pouvoir réfléchissant de ces surfaces.
Mais si ce type d'installation se généralise, tous les sols ne permettront pas des gains aussi importants. D'autant que, « lorsque vous recherchez des rendements optimisés, certaines contradictions de conception peuvent survenir. Pour les systèmes de toiture, une hauteur de module accrue (pour un rayonnement plus élevé de la surface arrière) augmentera également les charges de vent, exigeant des structures de montage plus stables et plus coûteuses », explique l'institut. De même, une certaine distance doit être maintenue entre les rangs pour limiter l'ombrage et augmenter les gains, ce qui nécessite d'évaluer les surcoûts/bénéfices d'une installation bifaciale par rapport à une installation traditionnelle. Reste que, à bien des égards, un gain limité à 10 % de rendement séduit de nombreux développeurs.
35 % du marché en 2030 ?
Et les chiffres le montrent. En 2020, les modules bifaciaux représentaient 10 % du marché. Selon la feuille de route technologique internationale pour le photovoltaïque (IRTPV), ils devraient atteindre 35 % de parts du marché d'ici 2030. La Chine, les États-Unis et le Moyen-Orient tirent la demande. En Europe, les pays du Nord sont séduits par le bifacial en raison de la latitude élevée de la région, qui réduit la puissance solaire reçue par mètre carré. La France soutient quant à elle des projets démonstrateurs pour valider les performances de cette technologie en conditions réelles. Ces expérimentations ont également pour but de convaincre les investisseurs, encore frileux.
