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ConférencePhotovoltaïque: comment réussir en Région wallonne

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Etanchéités de toiture monocouches et multifonctionnelles EVALON-Solar

-membranes synthétiques haut de gamme à modules photo-voltaiques flexibles intégrés (dont elles exellent simultanément):

� pour la protection des édifices contre les eaux de pluies,� pour la protection des édifices contre les eaux de pluies,

� pour la transformation directe d‘énergie solaire en courant électrique.� pour la transformation directe d‘énergie solaire en courant électrique.

Un produit prévu pour être installé par une entreprise de couverture spécialisée et fidélisée au concept alwitra.

La membrane d’étanchéité à cellule Photovoltaîque n’est elle plus un rêve du futur ?


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Principe de centrales photo-volatiques intégrées dans la toiture : EVALON®-Solar

• étanchéité multifonctionnelle : membranes synthétiques à modules photo-voltaiques flexibles et légères intégrés en usine• Ces modules flexibles sont constitués de cellules solaires appliquées en fines couches selon la technologie Triple-Jonction • Ces cellules solaires n‘ont pas besoin d‘être venti lées, et ont une efficience de conversion de > 7%. Cette efficience plus basse est compensée par une taille plus grande des cellules.• Les modules sont posés dans le plan de toiture, permettant une utilisation de la surface disponible estimée à 77%

•Les modules flexibles sont protégés par une enveloppe polymérique auto-nettoyante, pratiquement incassable

• Les connections électriques se trouvent en-dessous de l‘étanchéité de toiture, câblages à l‘abris des intempéries

• convient parfaitement pour des toitures non-utilisé es sur constructions légères, p.ex. Bac aciers, bois, béto n cellulaire

• Pose par l‘entreprise d‘étanchéité, raccordement pa r l‘entreprise électrique (séparations des responsabilités)

• Les modules intégrés sont usinés avec l‘étanchéité , et ne nécessitent pas de mesures complémentaires pour ass urer leur maintien en place

• modules rigides lourds montés au-dessus de l‘étanchéité

• Ces modules sont de type Silicium cristallin , protégés par des plaques en verre (fixés souvant par des cadres)

• Ces modules sont orientés vers le Sud, et posés sous env. 30° de pente (utilisation de ~ 33% de la surface disponible)

• les modules photo-volatiques sont raccordés par des câbles posés par-dessus l‘étanchéité , exposés aux intempéries, avec percements complexes •Ces plaques rigides sont maintenues en place par de s socles ou des constructions souvent lourdes

• Applications restreintes seulement en cas de constructions où la performance statique peut supporter de telles surcharges , p.ex. constructions lourdes en béton••Installation par Entreprise électrique, après finit ion des travaux d‘étanchéité •(Quel partage des resposabilités ???)

Principe des installations photo-voltaiques “classiques“ montées sur toitures- plates (ou toitures terrasses en France)

• sous condition d‘être bien ventilés, de tels module s ont une efficience de conversion de < 12%

1. REVOLUTIONNAIRE : revêtement d’étanchéité detoitures avec des cellules solaires intégrées,donnant une capacité de 1kWp par environ 22 m².

2. ECOLOGIQUE : est parmi une des manières la plusécologique de produire du courant électrique.

3. INEPUISABLE : le soleil reste une source d’énergieinépuisable, même lorsque la luminosité estdiffuse.

4. CERTIFICAT VERT : Grâce au système EVALON®

Solar, une surface de toiture inutilisée devientopportunément intéressante sur le plan financier,celle-ci est en effet rentabilisable suivant les payset régions dans un délai de 10 à 15 ans.

5. RESISTANTE : la membrane EVALON® Solar est enmême temps un revêtement d’étanchéité detoiture synthétique durable, avec mise en place defaçon traditionnelle ayant une résistante aux plusmauvaises conditions atmosphériques.

6. LEGERE : la membrane EVALON® Solar ne pèse que 4kg/m² cellules comprises permettant de travailler sur des constructions légères n’exigeant pas des structures coûteuses, avantage de poids tant en rénovations qu’en constructions neuves. suivant le principe de toitures chaudes.

7. SIMPLICITE : tous les accessoires (câbles etraccordements électriques) se trouvent directementsous la membrane d’étanchéité, la surface de la toiturereste donc libre de tout obstacle pour l’entretient etassure d’autant un aspect très esthétique, avec détailsde finitions exemplaires.

8. FLEXIBLE : L’EVALON® Solar est une membraneflexible, qui peut s’adapter parfaitement à toutes lesformes, même difficiles, telle que des toitures courbéesgéodésiques à faibles rayons.

9. GARANTIE DE RENDEMENT : après 20 ans lamembrane EVALON® Solar garantit et fournit encoreune prestation électrique nominale de 80%.

10. DUREE DE VIE : la membrane portante a unedurée de vie estimée au-delà des 30 ans, parmi les plusperformantes et les plus fiables du marché. Entretiensréduits, car cellules autonettoyantes.

10 RAISONS DE CHOISIR UNE MEMBRANE SOLAIRE EVALON® Solar D’ALWITRA


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Les Cellules photovoltaïques intégrées dans les membranes d’étanchéité

Avantages des cellules photovoltaïques flexibles intégrées dans les membranes d’étanchéité pour toituresplate-forme.

A. PRINCIPE CONCEPTUEL

• Principe de conception de la cellule intégrée

� Envoi de la lumière du spectre solaire sur les cellules composées de :§ Enveloppe transparente (teflon) (*+= pole +)§ 3ème cellule si amorphe bleue (*+)§ 2ème cellule si amorphe verte(*+)

§ 1ère cellule si amorphe rouge (*-)§ Film acier inoxydable (*-= pole -)§ Enveloppe synthétique

Ensemble des cellules souples appliquées sur membrane d’étanchéité synthétique EVALON à base d’éthylène acétate de vinyle (EVA) avec feutre géotextile (PES) en sous face prête à l’emploi permettant la pose sur l’isolation du bâtiment par collage ou fixations mécaniques (membranes + cellules)

MEMBRANE SOLAIRE EVALON® Solar D’ALWITRA

Principe de conversion de lumière en énergie

�� Exploitation des zones vert-bleu du spectre lumineux

§ Performance avec rendement constant de 750 à 910 kWh/kWp par an grâce à la technologie triple jonction§ Puissance obtenue de 1kWp par 22m²§ Résultat similaire par lumière diffuse§ Rendement électrique jusqu’à 20% plus élevé que pour les cellules solaires cristallines d’une puissance nominaleidentique.

�� Mise en place moins contraignante car posée horizontalement

§ Solution idéale pour toitures moins bien orientées et adaptées aux toitures chaudes§ Pentes minimales de 3%§ Possibilité de réalisations géodésiques ou formes complexes et superficie exploitée§ Légèreté des membranes et des cellules: poids de +/- 4kg/m²§ Câblages électriques protégés sous membranes.§ Flexibilité des cellules et des membranes pouvant se rouler avant mise en place

�� Présente une meilleure gestion de l’emploi de l’électricité

§ Couplage au réseau électrique§ L’électricité non utilisée est renvoyée et livrée au réseau§ Utilisation tant du réseau basse tension continue directement p.ex. réseau lumière de faible puissance type LED§ Conversion en haute tension similaire au réseau§ Amortissement endéans les 20 ans sans pertes de performances électriques nominales de 80%§ Effet de renvoie des rayons solaires contraires aux capteurs énergétiques.



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�� Améliore la qualité du climat intérieur

�� Réduction de la température contribuant à l’amélioration de la qualité du climat intérieur, dont les piliers sont :§ Le confort thermique en été et en hiver§ La qualité de l’air intérieur par ventilation appropriée§ Le confort acoustique contre les nuisances sonores extérieures§ Le confort visuel par intégration de la lumière naturelle.

�� Ouvrir la création de nouveaux capteurs énergétiques sur des espaces réalisés par l’urbanisation industrielle

�� Utilisation des grandes surfaces des zones industrielles ou zones commerciales d’au moins 4.000m² pour couvrirleurs besoins électriques par modulation séparées.

� Pour les surfaces disponibles moindres, peuvent être exploitables tant pour bâtiments neufs que nouvelles constructions� Création de sources en énergies renouvelables conformes aux nouvelles directives de la commission européenne.


A. FONCTIONNEL (constructif)

�� Est une valorisation du patrimoine

� En conformité aux dispositions relatives au patrimoine bâti (PLU, Quatub, …)� Plus-value apportée au bâtiment� Création d’un nouveau type de captage énergétique sans structure de support ou de caissons onéreux et pesants� Technique qui s’adapte à tout type de construction présentant une surface plane à partir d’une superficie minimum adéquate� Grand potentiel créatif pour les architectes� Protection de la couche d’étanchéité contre les rayons UV et IR� Durée de vie du recouvrement de toitures important estimé à plus de 30 ans� Cellules quasiment incassables, autonettoyantes� Réduction des mouvements par dilatation des supports de toiture par réduction de captage énergétique.

�� Est une simplification d’installation

�� Rapidité et simplicité de pose par soudure thermique (thermofusion à l’air chaud)� Scission entre étancheurs des membranes et corps de métiers tiers en électricité� Boîtes de jonctions en sous-toiture



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�� Transformation d’énergie solaire

�� Nécessite des grandes superficies afin de retirer gratuitement du potentiel énergétique solaire en Europe-Centrale,une disponibilité de surface horizontale en moyenne d’environ 1000kWh/m²/an.� La toiture plate en Belgique, atteignant annuellement environ 12Mio.m² a connu un essor extraordinaire enmembranes synthétiques dont 3Mio.m² représentant un potentiel pour la production de courant électrique propre.

�� Comparaison aux installations photovoltaïques « classiques » sur caissons posés sur toitures

§ Modules PV rigides constitués de cellules solaires à base de silicium cristallin protégé par une vitre, l’ensembleinstallé dans des cadres au-dessus de la couverture sur structures portantes§ Ces cellules ont une effectivité de max. 12%§ Une efficacité relativement élevée peut être atteinte suivant des orientations S-E à S-O pour une inclinaison de32%§ Modules connectés en série§ Couplage au réseau électrique au-dessus de l’étanchéité, vulnérable aux intempéries et maintenance§ Socles indisposables de stabilité lourds, avec effet sur la structure portante et stabilité renforcée§ Installations coûteuses estimées actuellement entre 6.500 et 8.000 EUR : 1kWp de puissance installée. Sans tenircompte d’une restriction de pose pour des constructions où la performance statique peut supporter de telles surcharges,p.ex. constructions lourdes en béton


A. DU POINT DE VUE ENVIRONNEMENTAL

�� Représente une meilleure gestion de l’électricité

§ Réduction totale du CO2 et lutte contre l’effet de serre contrairement aux productions d’énergie par charbons, gaznaturel, fuel, charbons ou énergie nucléaire§ L’émission en CO2 conséquente à la production d’électricité§ Protection des ouvrages en tant que membrane d’étanchéité à l’eau§ Utilisation du spectre de l’énergie solaire pour le transformer en courant électrique directe§ Onduleur de conversion basse tension continue en haute tension alternative.

�� Maintenance réduite et simple

§ Facilité d’entretien car directement posée à l’horizontale avec espacement des cellules§ Pose rapide du système, câblages intégrés.

�� Rôle thermique

§ Amélioration du confort l’été, > réduction en air conditionné§ Amélioration du confort en hiver, > réduction en réchauffement intérieur§ Économie d’énergie en été et en hiver§ Protection acoustique, > rabaissement du niveau sonore.

�� Émissions de CO2

§ L’émission en CO2 conséquente à la production d’électricité pour les cellules photovoltaïques ne représente que7g/kWh.



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�� Rôle esthétique

§ Intégration dans le plan de toiture§ Pose esthétique suivant gabarit préétabli§ Qualité conceptuelle recommandée pour l’aménagement urbain§ Peut s’adapter à toutes formes de toiture.

�� Concept architectural simple et économique pour les systèmes de toitures accessibles

§ Coût réduit car abordable en complémentarité des PV§ Structures légères, car de faible poids de la membrane type mono couche en tant que membrane d’étanchéité§ Protection des ouvrages en tant que membrane d’étanchéité à l’eau§ Rapide car pré montées et prêtes à la pose§ Nouvel aspect de l’utilisation du captage énergétique des toitures dites industrielles, conçues de préférence suivantles techniques des bacs aciers ou panneaux bois§ Énergie solaire gratuite sans déchets§ Donner satisfaction aux normes en matière de consommation énergétique, isolation, ventilation, vitrage, chauffage,éclairage, etc.

�� Toutes les caractéristiques et avantages des toitures à cellules photovoltaïques intégrées dans lamembrane d’étanchéité peuvent être résumées en trois rôles :

� Un rôle écologique ou urbanistique.� Un rôle économique.� Un rôle esthétique.


A. SOUHAITS DU POINT DE VUE POLITIQUE ENVIRONNEMENTALE ENERGETIQUE

�� Il résulte qu’en 2007 la subvention énergétique reste négligée, alors qu’elle est déjà largement possible sur toutesconstructions présentant une surface plane. Nos voisins en région flamande et bruxelloise bénéficient d’un encouragementpour leur énergie renouvelable par des aides et des subsides pouvant promouvoir les toitures conçues à énergierenouvelable.� Des nnouveaux partenaires sont souhaités, tel que l’union de l’industrie électrique « eurelectric » p.ex.

B. DEBAT RECURANT

� Rénovation des bâtiments industriels existants en tant que manne de grandes surfaces disponibles qui échappent auxdirectives.� Rénovation des logements existants par techniques énergies renouvelables autres et isolations adéquates sachant quecela représente +/- 80% du marché existant qui pourraient augmenter leur niveau de confort, produisant également unevaste manne d’emplois� Promouvoir les toitures concevables à l’énergie renouvelable au travers de l’opération « construire avec l’énergie »� Infos réf. : www.cstc.be dossier du C.S.T.C. n° 1/2006� Infos réf. : www.ef4.be facilitateur Région Wallonne� Aucun organisme de contrôle ou certifications de performances énergétiques n’est accordée au potentiel volontaire� Nécessité d’information plus large des normes (infos. Réf. : www.ibn.be).

C. CONCLUSIONS SOUHAITABLES POUR 2008:

�� Une acceptation urbanistique indispensable des toitures à énergie verte en Wallonie pour notre bien-être.� La nécessité d’une réglementation sur la performance énergétique des bâtiments (PEB).� Faire respecter la directive 2002/91/CE du parlement européen et du conseil de l’union européenne du 16/12/2002 sur laperformance énergétique des bâtiments, par mise en place d’une cellule proche du citoyen.



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Membrane synthétique Evalonincl.

feutre PES en sous-face

Enveloppe synthétiqueFilm „acier inoxydable“ ( pôle - )1ère cellule Si amorfe (rouge)

EVALONEVALON

VV--SolarSolar

2ième cellule Si amorfe (verte)

3ième cellule Si amorfe (bleue)

Enveloppe transparente (Teflon)

Couche conductrice (pôle +)

–Amorphous silicon based photo

/1/ Jeffrey Yang, Arindam Banarjee, and Subhendu Guha, United Solar Systems Corp.voltaics from earth to the “final frontier“

Solar Energy Materials & Solar Ceels 78 2003 pp. 597 612

Visible light infraredultraviolett

-

--

Spectral sensivity /1/ blue cell (a Si)green cell (a SiGe)red cell (a SiGe)

Sensivitée spectrale /1/


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•EVALON-Solar est flexible, ne contient ni verre ni cadre,(incassable !), et s‘adapte à toute forme de toiture!

•EVALON-Solar produit par la technologie „Triple-Jonction“, exploite la partie vert-bleue du spectre lumineux de facon opti male, ce qui garantit une production électrique constante de 750...900 kWh/kWc annuels (Nord de la France).

•EVALON-Solar , a un poids propre extrêmement faible de seulement 3,5 resp. 4,3 kg/m² , il peut donc être appliqué sur des structures très légères (comme p.ex. des bâtiments industriels en acier)

kg

•EVALON-Solar produit des rendements électriques jusqu‘à 20 % plus élevés que des cellules solaires cristallines de même puissance nominale, et est parfaitement adapté à être installé sur des surfaces non-idéalement exposées.

BIPV •EVALON-Solar : réalisation de centrales photo-voltaiques intégré es dans la toiture

•EVALON-Solar : combiné à l‘étanchéité et l‘isolation, est une toiture chaude conforme a la NIT du CSTC


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Centre logistique Einfinger (Ried, Autriche), intégration panneaux solaires dans un environnement „pittoresque“

exemple


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Rendements EVALON®-Solar à cellules solaires du type

Technologie „Triple-Junction“ en fines couches

• Exploite de manière optimale la partie vert-bleue du spectre lumineux, et produit également du courant électrique par temps couvert ou à la lueur du crépuscule ou de l‘aube.

• La performance, ainsi que le voltage et l‘intensité du courant sont pratiquement indépendant de la température ambiante, contrairement aux cellules cristallines „classiques“.

•Toutes les cellules sont connectées par des électrodes by-pass, ce qui évite des pertes lorsqu‘une partie des modules se trouve dans l‘ombre.

• Rapporte des rendements électriques constants, qui en fonction de l‘endroit géographique, de l‘exposition et de l‘orientation varient pour le Nord de la France entre 750...950 kWh/kWc c.á.d. 34...43 kWh/m²

• Contribue à la réduction des quantités de gaz CO2 d‘émis pour chaque kWh de courant électrique produit

Gamme EVALON V-Solar

EVALON V– Solar [1] EVALON V– Solar 408

EVALON V– Solar 272



largeur des rouleaux 1,55 m 1,05 m 1,55 m 1,05 m longueur des rouleaux 6 m 3,36 m epaisseur nominale totale (incl. module PV et feutre en sous-face)

4,6 mm

membrane d’étanchéité 1,8 mm masse surfacique 4,30 kg/m² 4,33 kg/m² 4,03 kg/m² 4,17 kg/m²

module PV, largeur x longueur 1185 mm x 5490 mm

790 mm x 5490 mm

1185 mm x 2850 mm

790 mm x 2850 mm

puissance crête des modules PV 408 Wc 272 Wc 204 Wc 136 Wc tension au point de puissance max. (MPP) 99 V 66 V 49,5 V 33 V surface de toiture nécessaire (tenant compte de 11 cm de recouvrement) 21,18 ²/kWc 20,74 m²/kWc 23,72 m²/kWc 23,22 m²/kWc

câble de raccord C.C. double isolation unipolaire avec prise MC/ flexibl e 5 m / 2 x 4,0 mm²

dispositif de traversée de câbles C.C.

pour 1 x 8 resp. 2 x 8 câbles C.C. 4 mm²

boîte de jonction C.C.

avec 8 entrées pour mise en parallèle

boîte de jonction C.C. avec disjoncteur max. 500 V / 16 A

avec 8 entrées pour mise en parallèle et 2 sorties pour connec tion à l’onduleur

onduleur C.C./C.A raccordé réseau

à séparation galvanique et ENS intégré (dispositif de surveillance de réseau avec découplage)

puissance nom inale de sortie C.A.

4.600 W

3.500 W

2.500 W

1.800 W

plage de tension MPP 150 – 400 V tension d’entrée maximale 1000 W/m²;-10°C 500 V courant d’entrée maximal 35,8 A 29,4 A 19 A 14,3 A

Gamme


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EVALONEVALON--SolarSolar prêt à être installé et raccordé (câbles de raccord ement électrique appliqués en usine).

EVALONEVALONVV--SolarSolar 384


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EVALON-Solar Installation

Packaging

Exemple:

4 x 3 Cartons EVALON-Solar 408 poids 480 kg (12 x 40 kg) sur une palette


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Déroulement et positionnement des lés d‘EVALON-Solar

Fixation mécanique en lisière des lés (dans le recouvrement de soudure)


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Soudure des joints

Passage de câbles


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Disposition et percements du câblage

percements du câblage étanche

Raccordement du câblage au réseauintérieur vers l‘onduleur

Boitier de raccordement du câblage


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Jena 2Centre de formation / Bureau d‘ingénieurs Dr.Busch à Jena

340 m² 8,4 kWp


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Morice France VueImmeuble d‘un particulier

26 m² 1,632 kWp

Morice France PlanImmeuble d‘un particulier

26 m² 1,632 kWp


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DC

26

4 V

AC

23

0 V

Compteur de production

Connection au réseau

und Netzwechselrichter Fronius IG 30

onduleur DC/AC

Dieses Anschlussschema ersetzt nicht die fachtechnische Planung der Elektroinstallation

Achtung: Gefährliche Spannung

passage de câblesboîtes de raccordement DC

utili

sate

urs Compteur de consommation

Unter-

( 3 Stränge / je Strang Serienverschaltung von 8 x 128 Wp - Modulen )

ENS

Systéme de disjonction DC

L+ L- L+ L- L+ L-

EVALON® V - Solar

L+ L-

Centrale photo-voltaique intégrée

dans la toiture

Visualisation (optionelle)

Inst

alla

tion

élec

triq

ue

sous

la to

iture

Pos

e ex

térie

ure

connections

câblage vers la boîte de disjonction DC

Raccordement DC

Câbles connectés aux modules (au dos des rouleaux), venant de la traversée de cables

Connection en série


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Boîte de disjonction DC

(courant continu)

Trennschalter

Câbles connectés aux modules )

Câblage vers la boîte de disjonction

Câbles connectés aux modules





Câblage vers la boîte de disjonctionl

Câble de courant continu (DC) vers l‘onduleur

Onduleur DC/AC

Câble DC principal venant de la boîte de disjonction DC

PE / N / L

câble AC vers le compteur de courant revendu dans le réseau


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Bild Bitumendach

Quels sont les recommandations en vue de l‘utilisation de la PV sur une toiture ensolleilée ?

1) une toiture platte

2) une pente de 3%

3) Un support permettant une fixation mécannique

4) une isolation en toiture chaude


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Fiche de renseignements permettant l‘évaluation permetant de réaliser les études EVALON-Solar

Großschätzung / Verlegeplan

Exemple d‘une étude d‘un plan d‘installation en tennant compte des détails de l‘ensemble du toit.


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Exemple de retour KW sur réseau

Belgique:

HT: 045 Euro

15 ans

France:

HT: 055 Euro

15 ans

Allemange:

Schéma de calcul aux vents de la fixation mécanique


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Verlege- und Befestigungsplan Schéma de diposition des PV

10 RAISONS DE CHOISIR UNE MEMBRANE SOLAIRE EVALON® Solar D’ALWITRA

1. REVOLUTIONNAIRE : revêtement d’étanchéité de toitures avec des cellules sol aires intégrées, donnant unecapacité de 1kWp par environ 22 m².

2. ECOLOGIQUE : est parmi une des manières la plus écologique de produire du courant électrique.

3. INEPUISABLE : le soleil reste une source d’énergie inépuisable, même lor sque la luminosité est diffuse.

4. CERTIFICAT VERT : Grâce au système EVALON® Solar , une surface de toiture inutilisée devient opportunémentintéressante sur le plan financier, celle-ci est en effet re ntabilisable suivant les pays et régions dans un délai de10 à 15 ans.

5. RESISTANTE : la membrane EVALON® Solar est en même temps un revêtement d’étanchéité de toituresynthétique durable, avec mise en place de façon traditionn elle ayant une résistance aux plus mauvaisesconditions atmosphériques.

6. LEGERE : la membrane EVALON® Solar ne pèse que 4kg/m² cellules comprises permettant de travail ler sur desconstructions légères n’exigeant pas des structures coûte uses, avantage de poids tant en rénovations qu’enconstructions neuvessuivant le principe de toitures chaud es.

7. SIMPLICITE : tous les accessoires (câbles et raccordements électrique s) se trouvent directement sous lamembrane d’étanchéité, la surface de la toiture reste donc l ibre de tout obstacle pour l’entretient et assured’autant un aspect très esthétique, avec détails de finitio ns exemplaires.

8. FLEXIBLE : L’EVALON ® Solar est une membrane flexible, qui peut s’adapter parfaitement à toutes les formes,même difficiles, telle que des toitures courbées géodésiqu es à faibles rayons.

9. GARANTIE DE RENDEMENT : après 20 ans la membrane EVALON® Solar garantit et fournit encore uneprestation électrique nominale de 80%.

10. DUREE DE VIE : la membrane portante a une durée de vie estimée au-delà des 3 0 ans, reconnue parmi les plusperformantes et les plus fiables du marché. Entretiens rédu its, car cellules autonettoyantes.


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Avec Nos Remerciements

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