Projet

INTRODUCTION

CPV Cells Concentrate the light

  • La HCPV fournit trois fois plus d’énergie par unité de surface que le PV basé sur le silicium

Concentrer les rayons du soleil sur un morceau de papier avec une loupe pourrait sembler un jeu d’enfant, mais cela repose sur le même principe que la technologie de haute concentration photovoltaïque (HCPV), qui peut potentiellement conduire à produire de l’électricité solaire au prix le plus bas et avec le moindre impact environnemental.

Pour y parvenir, l’efficacité stagnante de la PV à base de silicium doit être augmentée et ses coûts associés doivent encore être améliorés. L’initiative REPHLECT (Recovering Europe’s PHotovoltaic LEadership through high Concentration Technology), proposée et dirigée par BSQ Solar,s’attaque à ces deux facteurs grâce à une combinaison innovante de technologie avancée de haute concentration PV (HCPV) et à un modèle commercial proche du marché final.

NGCPV www.ngcpv.org

La HCPV utilise des cellules photovoltaïques à très haut rendement utilisées par l´industrie spatiale, ce qui lui permet d´être actuellement la technologie solaire avec le potentiel de réduction des coûts le plus élevé (85% au cours des 5 dernières années). De plus, la HCPV de REPHLECT s’appuie sur les excellents résultats obtenus dans le projet Euro-Japonais NGCPV (Nouvelle Génération de CPV) du FP7-NEDO, dans lequel les cellules de concentration, ainsi que l’efficacité des modules et du système ont été améliorées. BSQ Solar, l’un des partenaires de NGCPV, fera un pas en avant en concevant un module qui atteindra une concentration de 1000X en se basant sur le module de 820X développé par NGCPV, et par la même inclura des caractéristiques innovantes.

Afin de réduire les coûts associés, REPHLECT compte sur des composants du système qui permettent une fabrication locale à haute tolérance et migrera les chaînes d’assemblage vers les centres de production satellites (SPC) situés dans des zones à forte radiation solaire, proche du marché final, pour produire les modules HCPV. Les éléments les plus sensibles à l’IP et les plus exigeants en CAPEX, les récepteurs HCPV, seront produits dans les usines de BSQ en Espagne et fournis au réseau de SPCs.

  • REPHLECT a l’intention de reproduire le paradigme du boîtier d’ordinateur

En d’autres termes, REPHLECT entend reproduire le paradigme du boîtier d´ordinateur qui a introduit la marchandisation ultime de l’industrie du matériel informatique et ainsi contester le modèle actuel de l’industrie photovoltaïque fondé sur l’utilisation massive de matériaux semi-conducteurs et l’énorme expansion centralisée dans les économies contrôlées par l’État.

H2020

Le projet sera piloté en interne et la ligne de production satellite sera installée à l’Université d’Al Akhawayn, le centre de recherche le plus expérimenté au Maroc dans le domaine des systèmes et des technologies de l’électricité solaire, situé dans les montagnes ensoleillées de l’Atlas.

L’initiative REPHLECT a été incorporée dans une proposition de projet, préparée par BSQ, qui est devenue l’une des 37 gagnantes sur plus de 600 soumises à l’appel “SME Instrument” financé par le programme-cadre H2020 de la Commission européenne.

TECHNOLOGIE

  • Technologie REPHLECT: plus de 15 ans de track record fonctionnel et de tests intensif

Les bases de la technologie REPHLECT reposent sur le système HCPV 820X de BSQ Solar, qui a évolué jusqu’à être entièrement assemblé en Espagne, basé principalement sur des composants fabriqués dans l’UE. Ce produit a été testé minutieusement dans plus de 1,5MW de systèmes de démonstration et d’installations CPV installés dans le monde entier, avec l’un des plus hauts records de fiabilité et de rendement sur le marché HCPV.

Track record of HCPV 820X system

À partir de ce système 820X, BSQ Solar a l’intention de passer à la technologie 1000X, dans le cadre du projet REPHLECT et mettant en œuvre le nouveau modèle d’entreprise basé sur les SPC. Cette technologie 1000X est basée sur les excellents résultats obtenus dans le cadre du projet FP7 “NGCPV: Une nouvelle génération de cellules photovoltaïques, de modules et de systèmes de concentration”, qui a permis entre autres d’enregistrer des records mondiaux largement répandus en matière de conversion photovoltaïque: 43,5% durant sa deuxième année et 44,4% accompli à la fin du projet.

  • • La HCPV utilise des cellules PV avec un rendement de 45% et qui devrait atteindre 50% avant 2020

Ce nouveau système 1000X a été minutieusement testé depuis deux ans déjà, tant au niveau de composants qu’au niveau du système, grâce à des démonstrateurs installés dans plusieurs des pays partenaires du NGCPV tels que la France, l’Italie, l’Espagne et le Japon. Il intègre les fonctionnalités suivantes qui améliorent considérablement ses performances:

  • Accomplissement d’un rendement de 35% pour le module et 27.8% de rendement global du système.
  • Record mondial de CAP (Concentration Acceptance Angle Product) de 0.37, grâce au très grand angle d’acceptation de 1.1˚ et à un facteur de concentration de 1000X.
  • Très grande uniformité de la radiation sur la cellule.
  • Amélioration du coefficient de performance (KWh/kWp) du système, grâce à l’intégration de revêtements de rayonnement thermique récemment développés pour améliorer les performances thermiques ainsi que la lentille avec revêtement antisalissure à base de silice.

La combinaison de ces améliorations et de la technologie BSQ Solar HCPV Sun Tracking qui a fait ses preuves, rend le produit REPHLECT, un des systèmes HCPV les plus efficaces et fiables actuellement sur le marché.

NGCPV Euro-Japonais Consortium devant un de ses prototypes

NGCPV Euro-Japonais Consortium devant un de ses prototypes

 

MODELE ECONOMIQUE

Le chemin suivi par la République Populaire de Chine vers des modules photovoltaïques bon marché a été couronnée de succès jusqu’à maintenant. Des réductions de coûts impressionnantes ont été atteintes par les fabricants chinois au cours de la dernière décennie. Cela, dans une grande mesure, grâce à des investissements massifs financés par l’État dans le renforcement de la capacité, conçus pour assister à des marchés subventionnés insoutenables dans le monde, ce qui entraîne fréquemment une surproduction et un dumping.

Percentage of total production PV

En dépit de cela, l’électricité solaire PV représente moins de 1% de l’approvisionnement mondial en électricité et une pénétration maximale de 5% dans les 10 prochaines années est prévue par des agences prospectives (Bloomberg New Energy Outlook, 2015).

Nous croyons fermement qu’une combinaison innovante de technologie avancée de haute concentration PV (HCPV) et un modèle d’entreprise proche du marché final, a le potentiel pour devenir un changeur de paradigme tenant la promesse d’atteindre l’omniprésence ultime de l’électricité solaire à grande échelle.

Learning curve of solar electricity technologies at a system level (Haysom, et al., Progress in Photovoltaics, Nov. 2014)

Courbe d’apprentissage au niveau système des technologies d’électricité solaire (Haysom, et al., Progress in Photovoltaics, Nov. 2014)

 

  • La technologie REPHLECT peut fournir le contenu local le plus important de toutes les technologies d’électricité solaire

Avec son taux d’apprentissage éprouvé de 18% au niveau du système vs. 12% de la PV à base de silicium et 11% de CSP (Concentrated Solar Thermal Power), la HCPV est actuellement la technologie solaire avec le plus grand potentiel de réduction de coûts. En outre, son rendement augmente de 1% chaque année avec des cellules qui devraient atteindre 50% avant 2020. Cela avec son coefficient de température le meilleur dans sa catégorie et son système de suivi de double axe, fournit déjà jusqu’à trois fois plus d’énergie par unité de surface que la PV basée sur le silicium dans les régions du monde à forte radiation solaire.

  • 4X moins de CAPEX pour une usine de modules que pour la PV de silicium

En outre, la technologie de BSQ Solar a été spécialement conçue pour des processus d’assemblage à haute tolérance, tant au niveau du module qu’au niveau du tracker solaire. Ceci, combiné avec la bien moindre utilisation des cellules solaires semi-conductrices dans la HCPV, permet de transférer jusqu’à 80% de sa production près des marchés finaux et ouvre la voie à une alternative attrayante et réellement globale à la manière actuelle centrée sur la Chine de faire la PV, présentant des avantages supérieurs en termes de, logistique impliquée, création d’emplois locaux, et construction et maintenance des sites.

Concept “BSQ Inside”

Pour permettre cette vision, BSQ Solar développe une ligne modulaire d’assemblage de modules à faible coût, ainsi que la méthodologie pour la mise en œuvre optimale de la fabrication et la chaîne d’approvisionnement locales, tant au niveau du module qu’au niveau du trackeur solaire. Ces capacités de fabrication seront développées par les Centres de Production Satellites (SPC). D’autre part, la partie la plus exigeante du CAPEX, les récepteurs HCPV contenant des cellules multi-jonctions à haut rendement encapsulées et son étage de couplage optique, sera produite par BSQ Solar et fournie au réseau de SPCs.

En définitive, le business model de REPHLECT cherche à reproduire le paradigme du boîtier d´ordinateur qui a introduit la marchandisation absolue de l’industrie du matériel informatique, en exploitant la technologie de l’électricité solaire offrant la courbe d’apprentissage la plus rapide et la solution la mieux adaptée aux régions mondiales riches en ressource solaire.

OBJECTIFS

REPHLECT a pour principaux objectifs:

  • Produire de l´énergie solaire avec la technologie la plus avancée et avec le plus haut potentiel de réduction des coûts disponible sur le marché actuel et pour l’aider à se propager, afin de réaliser une production à grande échelle qui peut à son tour réduire ses coûts.
  • L’entrée sur le marché et la mise à l’échelle doivent se faire à travers un nouveau paradigme de la fabrication proposé qui peut ouvrir la voie à l’UE pour récupérer le leadership de la fabrication PV.

Les objectifs spécifiques à court terme pour atteindre les objectifs mentionnés ci-dessus sont:

  • Développer une ligne de fabrication de récepteurs HCPV (RML: Receiver Manufacturing Line) et une ligne d’assemblage de modules HCPV (MAL: Module Assembly Line)
  • Démontrer la migration de la MAL vers un premier pilote de centre de production satellite (SPC).
  • Validation du système de production basé sur les SPCs à travers la construction et l’évaluation de la performance d’une centrale de génération pilote HCPV (PPP : Pilot Power Plant) dans le pays du premier pilote SPC.
  • Obtention des certificats de qualité pour le nouveau module HCPV 1000X et son système de tracking solaire.
  • Obtention des certificats de qualité concernant la RML et la MAL.
  • Obtention d’un Product Technical Due Diligence (PTDD) délivré par un conseiller technique d´entités financières de premier plan.
  • Élaborer une stratégie commerciale pour atteindre les marchés Tier 1-2 avec une analyse approfondie et continue des besoins, des exigences et des réglementations du marché.
  • Diffuser le plus largement possible les résultats du projet et les techniques au sein de plusieurs communautés d’intervenants potentiels afin de faciliter des actions très efficaces de réplication de marché.
  • Mettre en œuvre les directives pertinentes qui seront fournies aux potentiels partenaires commerciaux et décideurs politiques pour l’introduction et l’application de REPHLECT.
  • Fournir une formation aux utilisateurs finaux sur le modèle de fabrication REPHLECT.