Panneau solaire hybride Muhleisen, version optimisée : 5 207 kWh par an sur un toit côtier, 5,5 fois un panneau classique, 0,066 €/kWh, et l'option du panneau central sans verre. 12/10/26
La version optimisée remplit tout l'espace entre les arceaux avec des cellules : le panneau central verre-verre, des ailettes sans verre bifaces sur les bords, puis les volets transparents cambrés, repliés derrière le panneau en mode solaire. Un déflecteur fixe masque la moitié du rotor qui remonte contre le vent. Cette page détaille aussi l'option du panneau central sans verre, à garder en tête dès le prototype. Le principe et la comparaison sont sur la page de présentation.
Code du schéma (Python, libre) : schema_panneau_solaire_hybride_muhleisen_optimise.py
Les pages de l'invention : Présentation | Version simple | Version optimisée (et option sans verre) | Version double | Tour de 3 modules | Version industrielle
Code du schéma (Python, libre) : schema_panneau_solaire_hybride_muhleisen_optimise.py
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1. CE QUI CARACTÉRISE LA VERSION OPTIMISÉE
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* Panneau central verre-verre biface 2,9 × 1,13 m, sur fixations caoutchouc.
* Ailettes et bords en modules sans verre bifaces (type Sunman) : ils comblent l'espace jusqu'aux arceaux et suivent leur courbe.
* Volets cambrés de 0,61 m en polycarbonate transparent anti-UV, charnières à ressort, butées amorties et petits vérins électriques : en mode solaire, ils se replient à 90° derrière le panneau ; en tempête ils sont plaqués et verrouillés, en cas de surchauffe ils s'écartent.
* Arceaux courbes en tube galvanisé cintré, rotor jusqu'à 3,5 m le long de l'axe, cercle balayé de 3,2 m, axe à 1,7 m au-dessus du plateau.
* Déflecteur en prisme à nez arrondi, en plaque ondulée bitumée : face avant en « / » qui arrête le vent devant la pale qui remonte et le guide vers la moitié haute du rotor, nez arrondi et sous-face qui remonte vers l'avant pour recevoir l'air qui monte le long d'une façade, face arrière blanche tournée vers le rotor.
* Deux moteurs de trottinette, courroie 1:6, carters en goutte d'eau ; bague collectrice à balais en fibres ; sonde de température qui commande l'écartement des volets si les cellules chauffent.
* Plateau pivotant réduit (3,3 × 1,3 m) sur couronne, panneau au sol monoface de 3,2 × 1,25 m encastré, caisson contrôleur et supercondensateurs, moteur d'orientation et girouette électronique.
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2. PRODUCTION ET PRIX PAR EMPLACEMENT
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3. VOLETS TRANSPARENTS REPLIÉS EN MODE SOLAIRE ET PANNEAU AU SOL ÉLARGI
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Sous 6 m/s, le rotor est verrouillé face au soleil et les vérins replient les volets à 90° derrière le panneau. Comme le panneau suit le soleil sur 2 axes, les volets repliés sont parallèles aux rayons et ne font pas d'ombre : il ne reste que 1,98 m de cellules au lieu de 3,2 m de largeur. Le soleil passe à côté du panneau et atteint le panneau au sol dès qu'il descend sous ~40° de hauteur.
Les volets sont en polycarbonate transparent anti-UV (~85 % de la lumière neuf, ~72 % vieilli et sali, moyenne comptée ~78 %). Transparents, ils laissent passer la lumière diffuse vers le panneau au sol, et ils ne cachent presque rien à la face arrière du panneau, qui capte la lumière renvoyée par le sol. Des volets blancs repliés lui en cachaient 27 %. En rotation aussi, ils laissent passer la lumière vers le panneau au sol.
Les vérins (~60 € par module) sont de toute façon nécessaires pour plaquer et verrouiller les volets en tempête et pour les écarter en cas de surchauffe : le repli en mode solaire ne coûte rien de plus. Un repli à 120° a été calculé : il donne exactement le même résultat qu'à 90°, le gain du panneau au sol étant repris par la face arrière.
Le gain est plus fort là où il y a peu de vent, c'est-à-dire là où le panneau hybride était le moins bon. Élargir le plateau au-delà de 1,3 m ferait encore un peu plus de kWh, mais la surface prise sur le toit grandit plus vite : à 2 m de large, le multiple d'un panneau classique sur la même surface baisserait d'environ un tiers. Sur un toit, on garde 1,3 m. Si des oiseaux venaient à heurter les volets, un marquage blanc léger suffirait.
Entretien des volets : prendre des plaques de polycarbonate avec couche anti-UV intégrée en usine, puis, à la visite annuelle, nettoyer les volets et passer un spray de protection UV fait pour le polycarbonate, du type de ceux des phares de voiture (protection annoncée d'environ un an). Éviter les vernis en bombe à solvants agressifs, qui fissurent le polycarbonate. Le gain en production est faible, de l'ordre de +6 à +10 kWh par an et par module, mais le spray retarde le jaunissement et surtout la fragilisation des volets, qui battent contre leurs butées : il peut éviter de les changer en cours de vie. Ne jamais traiter les panneaux solaires eux-mêmes.
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4. OPTION IMPORTANTE : LE PANNEAU CENTRAL SANS VERRE
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C'est l'option à garder en tête dès le premier prototype. On remplace le panneau central verre-verre par un module sans verre biface du type Sunman (format courant 2 054 × 1 084 mm, environ 7 kg pour 430 W, rendement ~19 %).
Sur le papier, le verre-verre reste un peu moins cher au kWh. Mais tout le calcul repose sur un panneau qui tourne des milliers d'heures par an : si les essais de fatigue montrent que le verre souffre, l'option sans verre devient la solution. Elle allège aussi tout le reste : cadre, roulements, arceaux, et la sécurité sur un toit habité.
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5. GAINS PAR RAPPORT AUX PREMIÈRES VERSIONS
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* Volets cambrés et déflecteur fixe : environ 30 % d'éolien en plus pour ~135 € de plus.
* Volets transparents repliés en mode solaire et panneau au sol élargi : voir le point 3.
* Déflecteur en prisme à nez arrondi (~120 €) au lieu d'une plaque courbe : une simulation d'écoulement 2D montre un écoulement trois à quatre fois plus régulier derrière lui, donc moins de vibrations et de fatigue ; le gain d'éolien est compté prudemment à +5 %, à mesurer sur le prototype avec un déflecteur démontable.
* Face arrière blanche du déflecteur : renvoi de lumière sur la face arrière du panneau en mode solaire.
* Suivi 2 axes par le moteur d'orientation : +13 à 17 % de solaire par rapport à un suivi 1 axe nord-sud, qui ne gagne lui-même que 4 à 6 % sur un panneau fixe sous le ciel de Bretagne.
* Durée de vie : fixations caoutchouc, butées amorties, électronique au sec dans le caisson, supercondensateurs au lieu d'une batterie.
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6. OÙ L'INSTALLER
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* Toit d'immeuble côtier : le meilleur résultat, 0,066 €/kWh.
* Mât de 6 à 8 m sur un terrain dégagé : 0,101 à 0,103 €/kWh.
* Ombrière de parking : 0,100 €/kWh, structure déjà payée.
* Pour les grands toits, voir la version double.
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7. OPTION PROTECTION CYCLONE : REPLIER L'INSTALLATION AU SOL
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Un vent de cyclone à 250 km/h appuie environ 2,7 fois plus fort qu'une tempête à 150 km/h. Couché et sanglé, l'ensemble n'offre presque plus de prise. C'est l'option qui ouvre les îles (Antilles, Réunion, Pacifique) : soleil, alizés réguliers et électricité souvent produite au diesel, bien plus chère qu'en métropole.
Sur un plateau (toit, ombrière, sol) : les pieds des arceaux sont articulés sur le plateau ; le rotor verrouillé à plat, volets rabattus, bascule et se couche à environ 30 cm du plateau, à l'aide d'un vérin à gaz ou d'un petit treuil. Surcoût estimé 150 à 250 €, soit +0,003 à +0,005 €/kWh.
Sur un mât de 6 ou 8 m : mât basculant classique des petites éoliennes, articulé à la base, haubané, relevé et couché par un contre-mât et un treuil. Surcoût estimé 400 à 600 €, soit environ +0,007 €/kWh. Le même mât sert à l'entretien : courroies, volets et roulements se changent au sol, sans nacelle.
Dans les îles, l'option sans verre prend encore plus d'intérêt : un ensemble plus léger à coucher, et pas de verre qui peut se briser et s'envoler.
Séquence avant un cyclone : rotor verrouillé à plat volets fermés, déflecteur replié ou démonté, girouette rentrée, repli de l'ensemble, sangles à cliquet sur des points d'ancrage scellés. Le modèle à suivre : les éoliennes Vergnet des îles, couchées au sol par deux personnes en moins d'une heure et données pour plus de 300 km/h une fois sanglées.
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8. MÉTHODE DE CALCUL
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Soleil : simulation pvlib sur une année type à Brest (rayonnement global ~1 200 kWh/m² par an, ~52 % de diffus), suivi 2 axes en mode verrouillé, rétention biface en rotation ~66 % pour le verre-verre, ~62 % pour le sans verre, ~38 % pour un monoface.
Vent : loi de Rayleigh, profil logarithmique (5,5 m/s à 10 m, rugosité 0,03), rotor à traînée avec un coefficient de puissance effectif prudent (~0,086 avant gains des volets cambrés et du déflecteur, +5 % pour le déflecteur en prisme arrondi, estimation prudente).
Coût : prix de série posé, kWh actualisé sur 25 ans à 4 %, remplacements compris (courroies, électronique, supercondensateurs), dégradation annuelle des panneaux.
Panneau au sol et ombre entre étages : modèle d'ombre en coupe heure par heure, déflecteur compris, volets transparents repliés derrière le panneau en mode solaire.
Référence classique : un panneau monoface posé sur la même surface de toit (4,3 m²) produit ~950 kWh par an au même endroit.
Ces chiffres sont des estimations de calcul. Seul un prototype mesuré pendant un an dira la vérité, surtout pour le vent sur les toits.
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SOURCES
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Plan mondial Hydroloop : décarboner l'électricité mondiale
Google Patents : US 8 354 757 B2 (W. E. Lee et R. F. Pienkowski), l'antériorité de 2011
Sunman Energy : modules photovoltaïques sans verre eArc
pvlib python : simulation de la production photovoltaïque
Wind-Works : Warwick Wind Trials, les petites éoliennes de toit mesurées
Energy Saving Trust : essais de terrain des petites éoliennes au Royaume-Uni
Wikipédia : rotor de Savonius (rotor à traînée)
Wikipédia : loi de Rayleigh, distribution des vitesses de vent
Wikipedia : cellules solaires bifaces
Onduline : plaques ondulées bitumées
Vergnet : éolienne GEV MP-C à mât rabattable pour zones cycloniques
Batiweb : à la Réunion, les éoliennes basculent pour éviter les cyclones
Olivier Muhleisen en collaboration avec Claude (Anthropic), octobre 2026. Plans libres de droit, open source.
Problématique : comment financer les inventions ? Consulter la page : citation importante.
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1. CE QUI CARACTÉRISE LA VERSION OPTIMISÉE
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* Panneau central verre-verre biface 2,9 × 1,13 m, sur fixations caoutchouc.
* Ailettes et bords en modules sans verre bifaces (type Sunman) : ils comblent l'espace jusqu'aux arceaux et suivent leur courbe.
* Volets cambrés de 0,61 m en polycarbonate transparent anti-UV, charnières à ressort, butées amorties et petits vérins électriques : en mode solaire, ils se replient à 90° derrière le panneau ; en tempête ils sont plaqués et verrouillés, en cas de surchauffe ils s'écartent.
* Arceaux courbes en tube galvanisé cintré, rotor jusqu'à 3,5 m le long de l'axe, cercle balayé de 3,2 m, axe à 1,7 m au-dessus du plateau.
* Déflecteur en prisme à nez arrondi, en plaque ondulée bitumée : face avant en « / » qui arrête le vent devant la pale qui remonte et le guide vers la moitié haute du rotor, nez arrondi et sous-face qui remonte vers l'avant pour recevoir l'air qui monte le long d'une façade, face arrière blanche tournée vers le rotor.
* Deux moteurs de trottinette, courroie 1:6, carters en goutte d'eau ; bague collectrice à balais en fibres ; sonde de température qui commande l'écartement des volets si les cellules chauffent.
* Plateau pivotant réduit (3,3 × 1,3 m) sur couronne, panneau au sol monoface de 3,2 × 1,25 m encastré, caisson contrôleur et supercondensateurs, moteur d'orientation et girouette électronique.
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2. PRODUCTION ET PRIX PAR EMPLACEMENT
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| Emplacement | Vent moyen à l'axe | Éolien kWh | Solaire kWh | Total kWh | × panneau classique | Prix posé | €/kWh sur 25 ans |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Toit urbain | 4,0 m/s | 629 | 2 216 | 2 845 | 3,0 | 4 390 € | 0,122 |
| Ombrière de parking | 4,9 m/s | 1 300 | 2 109 | 3 409 | 3,6 | 4 290 € | 0,100 |
| Plateau au sol sans mât | 3,8 m/s | 530 | 2 237 | 2 766 | 2,9 | 4 190 € | 0,121 |
| Mât de 6 m | 5,25 m/s | 1 643 | 2 069 | 3 712 | 3,9 | 4 910 € | 0,103 |
| Mât de 8 m | 5,5 m/s | 1 880 | 2 045 | 3 926 | 4,1 | 5 150 € | 0,101 |
| Toit côtier | 6,5 m/s | 3 258 | 1 949 | 5 207 | 5,5 | 4 390 € | 0,066 |
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3. VOLETS TRANSPARENTS REPLIÉS EN MODE SOLAIRE ET PANNEAU AU SOL ÉLARGI
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Sous 6 m/s, le rotor est verrouillé face au soleil et les vérins replient les volets à 90° derrière le panneau. Comme le panneau suit le soleil sur 2 axes, les volets repliés sont parallèles aux rayons et ne font pas d'ombre : il ne reste que 1,98 m de cellules au lieu de 3,2 m de largeur. Le soleil passe à côté du panneau et atteint le panneau au sol dès qu'il descend sous ~40° de hauteur.
Les volets sont en polycarbonate transparent anti-UV (~85 % de la lumière neuf, ~72 % vieilli et sali, moyenne comptée ~78 %). Transparents, ils laissent passer la lumière diffuse vers le panneau au sol, et ils ne cachent presque rien à la face arrière du panneau, qui capte la lumière renvoyée par le sol. Des volets blancs repliés lui en cachaient 27 %. En rotation aussi, ils laissent passer la lumière vers le panneau au sol.
Les vérins (~60 € par module) sont de toute façon nécessaires pour plaquer et verrouiller les volets en tempête et pour les écarter en cas de surchauffe : le repli en mode solaire ne coûte rien de plus. Un repli à 120° a été calculé : il donne exactement le même résultat qu'à 90°, le gain du panneau au sol étant repris par la face arrière.
| Volets en mode solaire (modèle d'ombre en coupe, déflecteur compris) | Lumière reçue par le panneau au sol | Lumière perdue par la face arrière du panneau |
|---|---|---|
| Blancs à plat (première version) | ~262 kWh/m² par an | |
| Blancs repliés à 90° | ~665 kWh/m² | 27 % |
| Transparents à plat | ~647 kWh/m² | |
| Transparents repliés à 90° (retenu) | ~731 kWh/m² (× 2,8) | 7 % |
| Gain sur le module par rapport aux volets blancs à plat | Production | €/kWh |
|---|---|---|
| Toit urbain | +11 % | 0,132 → 0,122 |
| Mât de 6 m | +10 % | 0,110 → 0,103 |
| Toit côtier | +9 % | 0,070 → 0,066 |
Le gain est plus fort là où il y a peu de vent, c'est-à-dire là où le panneau hybride était le moins bon. Élargir le plateau au-delà de 1,3 m ferait encore un peu plus de kWh, mais la surface prise sur le toit grandit plus vite : à 2 m de large, le multiple d'un panneau classique sur la même surface baisserait d'environ un tiers. Sur un toit, on garde 1,3 m. Si des oiseaux venaient à heurter les volets, un marquage blanc léger suffirait.
Entretien des volets : prendre des plaques de polycarbonate avec couche anti-UV intégrée en usine, puis, à la visite annuelle, nettoyer les volets et passer un spray de protection UV fait pour le polycarbonate, du type de ceux des phares de voiture (protection annoncée d'environ un an). Éviter les vernis en bombe à solvants agressifs, qui fissurent le polycarbonate. Le gain en production est faible, de l'ordre de +6 à +10 kWh par an et par module, mais le spray retarde le jaunissement et surtout la fragilisation des volets, qui battent contre leurs butées : il peut éviter de les changer en cours de vie. Ne jamais traiter les panneaux solaires eux-mêmes.
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4. OPTION IMPORTANTE : LE PANNEAU CENTRAL SANS VERRE
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C'est l'option à garder en tête dès le premier prototype. On remplace le panneau central verre-verre par un module sans verre biface du type Sunman (format courant 2 054 × 1 084 mm, environ 7 kg pour 430 W, rendement ~19 %).
| Critère | Verre-verre (base) | Sans verre (option) |
|---|---|---|
| Masse du panneau central | ~12 kg/m² | ~3 kg/m² |
| Risque de casse en rotation | Verre qui travaille à chaque tour | Pas de verre à casser |
| Démarrage au vent | Inertie plus forte | Plus léger, démarre et accélère plus vite (+2,5 % d'éolien) |
| Rendement et rétention biface | Meilleurs | Un peu plus faibles (~8 % de moins) |
| Garantie et vieillissement | Garantie longue, ~0,45 % par an | Garantie produit 12 ans, ~0,6 % par an (84,8 % à 25 ans) |
| Surcoût | +130 € | |
| Toit urbain | 2 845 kWh, 0,122 €/kWh | 2 778 kWh, 0,129 €/kWh |
| Mât de 6 m | 3 712 kWh, 0,103 €/kWh | 3 670 kWh, 0,107 €/kWh |
| Toit côtier | 5 207 kWh, 0,066 €/kWh | 5 204 kWh, 0,068 €/kWh |
Sur le papier, le verre-verre reste un peu moins cher au kWh. Mais tout le calcul repose sur un panneau qui tourne des milliers d'heures par an : si les essais de fatigue montrent que le verre souffre, l'option sans verre devient la solution. Elle allège aussi tout le reste : cadre, roulements, arceaux, et la sécurité sur un toit habité.
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5. GAINS PAR RAPPORT AUX PREMIÈRES VERSIONS
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* Volets cambrés et déflecteur fixe : environ 30 % d'éolien en plus pour ~135 € de plus.
* Volets transparents repliés en mode solaire et panneau au sol élargi : voir le point 3.
* Déflecteur en prisme à nez arrondi (~120 €) au lieu d'une plaque courbe : une simulation d'écoulement 2D montre un écoulement trois à quatre fois plus régulier derrière lui, donc moins de vibrations et de fatigue ; le gain d'éolien est compté prudemment à +5 %, à mesurer sur le prototype avec un déflecteur démontable.
* Face arrière blanche du déflecteur : renvoi de lumière sur la face arrière du panneau en mode solaire.
* Suivi 2 axes par le moteur d'orientation : +13 à 17 % de solaire par rapport à un suivi 1 axe nord-sud, qui ne gagne lui-même que 4 à 6 % sur un panneau fixe sous le ciel de Bretagne.
* Durée de vie : fixations caoutchouc, butées amorties, électronique au sec dans le caisson, supercondensateurs au lieu d'une batterie.
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6. OÙ L'INSTALLER
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* Toit d'immeuble côtier : le meilleur résultat, 0,066 €/kWh.
* Mât de 6 à 8 m sur un terrain dégagé : 0,101 à 0,103 €/kWh.
* Ombrière de parking : 0,100 €/kWh, structure déjà payée.
* Pour les grands toits, voir la version double.
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7. OPTION PROTECTION CYCLONE : REPLIER L'INSTALLATION AU SOL
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Un vent de cyclone à 250 km/h appuie environ 2,7 fois plus fort qu'une tempête à 150 km/h. Couché et sanglé, l'ensemble n'offre presque plus de prise. C'est l'option qui ouvre les îles (Antilles, Réunion, Pacifique) : soleil, alizés réguliers et électricité souvent produite au diesel, bien plus chère qu'en métropole.
Sur un plateau (toit, ombrière, sol) : les pieds des arceaux sont articulés sur le plateau ; le rotor verrouillé à plat, volets rabattus, bascule et se couche à environ 30 cm du plateau, à l'aide d'un vérin à gaz ou d'un petit treuil. Surcoût estimé 150 à 250 €, soit +0,003 à +0,005 €/kWh.
Sur un mât de 6 ou 8 m : mât basculant classique des petites éoliennes, articulé à la base, haubané, relevé et couché par un contre-mât et un treuil. Surcoût estimé 400 à 600 €, soit environ +0,007 €/kWh. Le même mât sert à l'entretien : courroies, volets et roulements se changent au sol, sans nacelle.
Dans les îles, l'option sans verre prend encore plus d'intérêt : un ensemble plus léger à coucher, et pas de verre qui peut se briser et s'envoler.
Séquence avant un cyclone : rotor verrouillé à plat volets fermés, déflecteur replié ou démonté, girouette rentrée, repli de l'ensemble, sangles à cliquet sur des points d'ancrage scellés. Le modèle à suivre : les éoliennes Vergnet des îles, couchées au sol par deux personnes en moins d'une heure et données pour plus de 300 km/h une fois sanglées.
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8. MÉTHODE DE CALCUL
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Soleil : simulation pvlib sur une année type à Brest (rayonnement global ~1 200 kWh/m² par an, ~52 % de diffus), suivi 2 axes en mode verrouillé, rétention biface en rotation ~66 % pour le verre-verre, ~62 % pour le sans verre, ~38 % pour un monoface.
Vent : loi de Rayleigh, profil logarithmique (5,5 m/s à 10 m, rugosité 0,03), rotor à traînée avec un coefficient de puissance effectif prudent (~0,086 avant gains des volets cambrés et du déflecteur, +5 % pour le déflecteur en prisme arrondi, estimation prudente).
Coût : prix de série posé, kWh actualisé sur 25 ans à 4 %, remplacements compris (courroies, électronique, supercondensateurs), dégradation annuelle des panneaux.
Panneau au sol et ombre entre étages : modèle d'ombre en coupe heure par heure, déflecteur compris, volets transparents repliés derrière le panneau en mode solaire.
Référence classique : un panneau monoface posé sur la même surface de toit (4,3 m²) produit ~950 kWh par an au même endroit.
Ces chiffres sont des estimations de calcul. Seul un prototype mesuré pendant un an dira la vérité, surtout pour le vent sur les toits.
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SOURCES
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Plan mondial Hydroloop : décarboner l'électricité mondiale
Google Patents : US 8 354 757 B2 (W. E. Lee et R. F. Pienkowski), l'antériorité de 2011
Sunman Energy : modules photovoltaïques sans verre eArc
pvlib python : simulation de la production photovoltaïque
Wind-Works : Warwick Wind Trials, les petites éoliennes de toit mesurées
Energy Saving Trust : essais de terrain des petites éoliennes au Royaume-Uni
Wikipédia : rotor de Savonius (rotor à traînée)
Wikipédia : loi de Rayleigh, distribution des vitesses de vent
Wikipedia : cellules solaires bifaces
Onduline : plaques ondulées bitumées
Vergnet : éolienne GEV MP-C à mât rabattable pour zones cycloniques
Batiweb : à la Réunion, les éoliennes basculent pour éviter les cyclones
Olivier Muhleisen en collaboration avec Claude (Anthropic), octobre 2026. Plans libres de droit, open source.
Problématique : comment financer les inventions ? Consulter la page : citation importante.
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