Economiser sur sa facture d’électricité : En autoconsommation, nous allons consommer directement l’électricité produite par notre installation et réduire ainsi l’électricité achetée à un fournisseur d’énergie. Notre facture énergétique diminue de manière significative. De ce fait, nous rentabilisons notre installation photovoltaïque juste en réduisant nos factures d’électricité.
Vente du surplus : La rentabilisation est plus rapide lorsque nous vendons notre surplus de production solaire. En effet, l’électricité qui n’est pas consommée est directement injectée au réseau et vendue. En France, ce surplus est vendu à EDF Obligation d’achat. Ce cas de figure va permettre de bénéficier de la prime à l’investissement sous conditions. L’aide reçue permet de réduire le coût de notre installation. Cette aide dépend de la puissance installée et est payée pour chaque kWc installé.
14. Evaluer la rentabilité de l’installation
Dans l’évaluation de la rentabilité d’une installation, il faut tenir compte de multiples facteurs tels que :
Le niveau d’ensoleillement de votre habitation ;
L’orientation de votre maison ;
L’inclinaison de votre toiture ;
Les ombrages potentiels projetés par des obstacles aussi bien proches que lointains ;
Le type de cellules composant vos panneaux solaires (monocristallin, polycristallin…) ;
La température ;
La durée de vie des panneaux solaires (généralement 25 ans) ;
Les pertes de rendement annuelles ou encore lapropreté de vos panneaux solaires.
14.1 Le coût de l’installation : Le prix des panneaux solaires a fortement diminué. Il a chuté de 80% en 10 ans. Le prix d’une installation photovoltaïque dépend de la puissance crête des panneaux solaires. De manière générale, le coût du Wc décroit avec l’augmentation de la puissance de l’installation. Les tarifs en France sont :
Slide
Ces tarifs incluent les démarches administratives préalables, matériel, pose, raccordement et mise en route. Le développement de nouvelles technologies de fabrication et de fonctionnement confirme l’avenir radieux du photovoltaïque et aussi d’affirmer sa rentabilité. Si vous optez pour un contrat en autoconsommation raccordée au réseau, la prime de l’état permet de réduire le coût de l’installation. Cette prime versée sur 5 ans à pour montant :
Slide
14.2 Les coûts de fonctionnement
L’entretien : En cas d’inclinaison d’au moins 15°, la pluie débarrasse les panneaux des salissures et corps étrangers. Donc, il faut régulièrement nettoyer les panneaux lorsque cette inclinaison n’est pas atteinte mais aussi en cas de pollution de l’endroit.
Le Tarif d’Utilisation des Réseaux Publics d’Electricité (TURPE) : Le particulier qui vend sa production de surplus photovoltaïque à EDF (France) est obligé de se soumettre au paiement du TURPE : il faut compter entre 25 € et 40 € par an.
Le remplacement de l’onduleur : L’onduleur (central) qui est un élément indispensable à l’utilisation du courant produit par l’installation a une durée de vie moyenne de 10 ans environ. Cependant il existe des extensions de garantie proposées par certaines marques qui assurent son remplacement une fois une panne. Le prix d’un onduleur dépend de la puissance installée. Les micro-onduleurs (installés juste derrière les panneaux) ont une durée de vie plus élevée.
Focus sur la fiscalité : Depuis 2014, la loi de finances a supprimé l’éligibilité des centrales photovoltaïques au crédit d’impôt. A l’achat d’une installation de panneaux photovoltaïques, vous payez la TVA sur la main d’œuvre ainsi que la pose. la TVA varie en fonction de la taille de l’installation : 10% pour une installation allant jusqu’à 3kWc et 20% sinon. Si votre installation a une puissance inférieure ou égale à 3 kWc, alors les revenus issus de la vente de surplus sont exonérés d’impôt sur le revenu, de la Contribution Sociale Généralisée (CSG), de la Contribution à la Réduction de la Dette Sociale (CRDS) et des différents prélèvements sociaux.
14.3 Estimer son volume de production
Dans l’estimation du volume de production, deux paramètres essentiels sont à considérer: la puissance crête et les conditions d’ensoleillement des panneaux.
La puissance crête installée : C’est la quantité maximale de production photovoltaïque dans les meilleures conditions d’ensoleillement en considérant que 1kWc = 1000 kWh/an.
L’ensoleillement des panneaux solaires : L’orientation, l’ombrage et l’inclinaison des panneaux sont des facteurs à ne pas négliger pour un bon ensoleillement : plus le panneau reçoit de soleil, plus il produit d’électricité. Bien évidemment, le particulier qui habite dans le Sud ou en Afrique profite de meilleures conditions d’ensoleillement que l’habitant du Nord de la France. Une installation solaire de 9 kWc exposée au soleil produit selon la région et l’exposition entre 8 000 et 12 600 kWh par an.
La durée de vie des panneaux solaires : Les panneaux solaires ont une durée de vie de 25 ans minimum. Le rendement photovoltaïque diminue nécessairement avec le temps mais d’une manière minime.
14.4 Application
L’installation photovoltaïque de la maison Dr. ABBES a coûté 16610 € pour une puissance installée de 9 kWc et a bénéficié d’une prime sur investissement de 2610 €. Du fait de sa localisation dans le Var, l’installation bénéficie d’une exposition optimale sans ombrage et on estime le rendement photovoltaïque en moyenne de 11000 kWh/an sur 25 ans. La maison de Dr. ABBES autoconsomme 6000 kWh et injecte 5000 kWh au réseau. Calculer le temps d’amortissement de l’installation et les gains purs s’il y’en a.
Remarque : on considérera un prix constant de l’électricité fixé à 15ct/kWh
SOLUTION : Le prix de revient des panneaux est de : 16610-2610=14000€. Le prix moyen du kWh en France est 0.15€, nous économisons : 6000×0.15=900€ par an. Le surplus électrique produit nous rapporte :5000×0.1=500€ par an. Nos gains annuels s’élèvent à : 900+500=1400€. La maison ABBES sera amortie après : 14000/1400=10 ans. Après amortissement, la maison ABBES gagne 1400 € par an de bénéfices purs. Avec la hausse annuelle constante de l’électricité, l’amortissement peut se faire avant les 10 ans. les économies en autoconsommation et les revenus de la vente de surplus sont des gains purs.
14.5 Est-il intéressant d’installer des batteries tout en étant connecté au réseau ?
Slide
Slide
Si de plus en plus de foyers optent pour l’autoconsommation (40 000 installations pour un total de 143 MW installés au 1er janvier 2019(en France) c’est pour sa rentabilité. Outre une aide financière de la part de l’état répartie sur 5 ans lors d’une installation de PV pour une autoconsommation, le prix d’achat du kWh ne cesse d’augmenter (courbe rouge de la figure précédente). Ce dernier va continuer d’augmenter avec les intégrations des EnR et l’entretien du parc nucléaire.
14.6 Recyclage
On commence par retirer le cadre en aluminium mécaniquement, ainsi que le boitier de jonction et les câbles.
Les panneaux sont ensuite découpés en lamelles et passent dans une série de broyeurs.
Au fur et à mesure des différents broyages, on sépare et récupère (dans l’ordre) le verre, les composites, le cuivre et le silicium.
Enfin, chaque élément récupéré au cours du broyage est acheminé dans sa propre filière de recyclage.
Le taux de valorisation est de 94,7% Pour un module photovoltaïque à base de silicium cristallin avec cadre en aluminium
Qui recycle en France ?En 2007, les acteurs de l’industrie photovoltaïque ont créé PV Cycle, un éco-organisme à but non-lucratif. PV Cycle met ainsi à disposition plus de 200 points de collecte de panneaux solaires usagés dans toute la France et les achemine jusqu’à son usine dédiée, gérée par Veolia.
Slide
14.7 Perspectives et évolutions du photovoltaïque
Le rendement des cellules de première génération (une seule jonction P-N) va continuer d’augmenter jusqu’à atteindre sa limite de 29% – limite Shockley-Queisser. (Actuellement 26,1% en laboratoire)
La concentration de la lumière permet de dépasser le rendement de 27%.
L’avenir passe par une réduction drastique des coûts et une constante augmentation des rendements moyens industriels au-delà des 22% actuels pour les plus performants.
Il en est de même pour les cellules de deuxième génération (couches minces à base de silicium amorphe, de cuivre-indium-gallium-sélénium et de tellurure de cadmium).
Cellules à colorants ou Grätzel :Ces cellules permettent d’atteindre aujourd’hui près de 11,9 % de rendement. Bien que leur durée de vie soit courte elles sont efficaces sous lumière diffuse.
Cellules organiques : Elles sont appelées ainsi car à base de molécules carbonées. Ces cellules peuvent être dissoutes dans de l’encre et imprimées, mais également rendues semi-transparentes. Cela les rend légères et pliables, ce qui permet d’imaginer des applications diverses comme de les incorporer dans des vitres, dans des structures courbées, dans du textile ou encore dans des téléphones portables. Les rendements ont fortement progressé puisqu’ils sont passés de 2 % en 2001 à plus de 12 % en 2018.
Cellules pérovskites : Met à profit une forme hybride organique-inorganique à base de plomb ou d’halogénures d’étain en tant que couche active captant la lumière. Ces films cristallins minces sont fabriqués en mélangeant deux sels peu coûteux et très abondants pour former une encre pouvant être déposée de différentes manières. Prix inférieur à ce qui est présent sur le marché et le rendement est passé de 12% en 2013 à 24% e 2019 !
Des verrous sont encore à lever :
Mauvaise stabilité
Faible résistance à l’eau
Réaliser des cellules de plus grandes tailles
Tracker solaire : LTE premier fabriquant de tracker en France. Les trackers solaires LTE suivent la course du soleil du matin au soir (tel un tournesol). Le but d’un tracker solaire est d’augmenter la production d’électricité, jusqu’à plus de 40 %. Inconvénients :
Nécessite une maintenance accrue
Surcoût
solution Plug and Play :De l’électricité directement dans mon réseau électrique ! Avec cette solution, les panneaux photovoltaïques sont directement branchés sur le réseau de ma maison par l’intermédiaire d’une prise 230V. L’entreprise Beon Energy a été récompensée par le prix EDF Pulse.
SolarWindow Technologies a réussi à faire de nos fenêtres de véritables supports photovoltaïques. Peut produire jusqu’à 50 fois plus d’énergies que les panneaux posés sur les toits. En effet, la surface latérale d’un gratte-ciel est plus importante que celle du toit .
C’est l’absorption de la lumière qui crée de l’électricité, grâce à un revêtement nommé « couche active ». Ce dernier, majoritairement organique, est réalisé à base de carbone, d’hydrogène, d’azote et d’oxygène. Les surfaces en verre sont recouvertes d’un revêtement liquide séché à basse température, permettant de produire un film totalement transparent. Répété à plusieurs reprises, le processus est un authentique générateur d’électricité.
