Cet article vous propose une analyse sur les différents concepts clés pour comprendre les enjeux d’une installation photovoltaïque en Suisse. Le nombre de panneaux photovoltaïque à installer sur son toit varie en fonction de la consommation et de l’autoconsommation. Dans l’article qui suit on vous expliquera cette dernière, qui consiste à produire votre propre énergie pour la consommer sur place. Les déplacements de charges sont une méthode encore sous-exploitée, mais prometteuse. De plus, on mettra sous la loupe les caractéristiques physiques d’une installation solaire afin de comprendre les phénomènes et leur limite. Le cycle de vie d’un panneau sera également brièvement abordé. La conclusion se focalise sur l’économie d’énergie.
1. Introduction et unités physiques : kW et le kWh
En guise d’amorce et surtout pour éviter toute confusion, l’unité physique W ou kW correspond à la puissance, puis l’unité Wc ou kWc correspond à la puissance crête des panneaux solaires. Cette dernière se réfère aux conditions standards de test (conditions STC) et sert de référence aux fabricants de panneaux.
L’énergie, ou le travail est obtenue à l’aide du produit de la puissance en kW et du temps en heure par exemple : 1 kWh signifie qu’une charge consomme une puissance de 1kW durant une heure. La conversion entre J et kWh peut être calculée à l’aide des égalités ci-dessous :
1 Ws (Watt-seconde) = 1 J (Joule)
1 kWh (kilowattheure) = 3.6 x 106 J = 3.6 MJ (Mégajoule)
Ok, mais combien ca vaut un kWh?
Peut etre que cette conversion vous aidera à mieux comprendre
Une grande Pizza margherita ~ 1 kWh ~ 860 kCal
2. Nombre de panneaux
Un ménage type en Suisse consomme environ 4’500 kWh/an, pour produire cette même quantité d’électricité environ 4.5 kWc de panneaux solaires peuvent être installés. (PVsyst – Meteonorm, 2022) Cela correspond environ à 14 panneaux de 340 Wc. La règle utilisée est la suivante : 1 kWc de panneau photovoltaïque installé donne une production annuelle d’environ 1’000 kWh/an en Suisse.
Le nombre de panneaux peut être choisi en fonction de la consommation électrique. Toutefois, ce choix n’intègre pas l’intermittence de l’ensoleillement en fonction de sa consommation. L’autoconsommation, c’est-à-dire la part d’électricité directement consommée sur place, est aussi un facteur important pour répondre rigoureusement à la question posée. Il existe plusieurs moyens de l’optimiser.
3. Subventions panneaux photovoltaïques
Une première approche serait le prix de l’installation et sa durée d’amortissement. La confédération Suisse à travers PRONOVO offre une rétribution unique (qui peut couvrir jusqu’à 30% des coûts d’investissements) dans le but d’encourager les propriétaires de villas à cette nouvelle source d’énergie.
Plusieurs Communes et fournisseur d’électricité, par exemple les SIG, offrent des subventions complémentaires.
4. Autoconsommation et déplacement de charge : de quoi s’agit-il?
Tout d’abord, les déplacements de charge sont les plus simples et les plus abordables : il suffit d’un peu de discipline, n’est-ce pas? VESE vous propose un très intéressant et utile manuel à ce sujet. L’idée est dès que le soleil rayonne sur votre installation photovoltaïque, il faut essayer d’enclencher les appareils énergivores. Par exemple le lave-vaisselle, le lave-linge ou peut-être même un moyen de transport électrique. De plus, grâce à une pompe à chaleur ou un boiler électrique on peut convertir l’énergie électrique excédentaire de l’effet photoélectrique des cellules de Silicium en énergie thermique. Les batteries peuvent également venir optimiser l’autoconsommation, typiquement si vous disposez d’une voiture ou des vélos électriques et que vous la/les charger durant la journée.
5. Les caractéristiques physiques de l’installation solaire
Pour une bonne vue d’ensemble sur la question de cet article, comprendre les caractéristiques physiques de l’installation est cruciale . C’est un point clé pour choisir les technologies les plus adaptées :
- Le type de cellules : monocristallin, polycristallin ou amorphe?
- Les méthodes de fixations sur le toit : panneaux intégrés ou ajoutés, en façade ou en toiture?
- La technologie utilisée pour la conversion de courant continu en courant alternatif : onduleur central, avec optimiseur de puissance ou les micro-onduleurs?
- L’orientation et l’inclinaison des panneaux : shedding, dome, dome V, racking?
- L’ensoleillement du lieu de production sur l’ensemble de l’année
Donc combien de panneaux photovoltaïques sont adéquats ?
En général une dizaine de panneaux de 340 Wc monocristallin feront l’affaire pour un ménage privé sans consommation excessive d’électricité (Labouret & Villoz, 2006). Toutefois, si un ménage possède par exemple une pompe à chaleur ou une voiture électrique le nombre de panneaux peut être adapté en conséquence. Généralement, ceci débouche sur une exploitation totale des toitures orientées Sud et Est-Ouest. (OFEN, s. d.). L’utilisation d’un micro-onduler est aussi recommandé. Cette solution permettra d’éviter le courant DC dans la maison, moins risque de foudre, une production plus efficace et jusqu’à 10% supérieure à l’utilisation d’un onduleur centralisé.
Il vaut mieux une installation intégrée ou plutôt ajouté sur la toiture? Généralement, le premier type d’installation en toiture en pente est 15% plus onéreux. Néanmoins, si l’installation est fait en complément à une rénovation de la toiture, l’installation peut être même moins chère. Exempe: les échafaudage sont déjà sur place et il n’y pas besoin de structure d’ancrage, entre autres.
6. Analyse de cycle de vie
Un autre facteur qui devient incontournable lorsqu’on planifie une installation solaire est l’analyse de cycle de vie des panneaux. En Suisse, l’industrie du solaire est fortement influencée par le marché européen et chinois. La production des panneaux photovoltaïques se trouve alors délocalisée par rapport aux consommateurs finaux suisses.
Beaucoup de facteurs viennent influencer l’impact environnemental d’un panneau solaire. Notamment ; les matériaux utilisés, les méthodes d’extraction de ces matériaux, le procédé de fabrication, le transport, la quantité d’eau utilisée et l’origine de l’énergie nécessaire pour chaque étape allant du berceau (lieu d’extraction) au tombeau (fin de vie du produit). (Jolliet, 2010)
Les panneaux solaires en Suisse Romande
Un panneau solaire produit en Suisse, aura un impact environnemental plus faible que s’il est produit en Chine. En effet, les générateurs qui alimentent le réseau électrique suisse sont majoritairement d’origine hydraulique et nucléaire. (Haselhuhn et al., 2014) Ce sont des technologies qui émettent très peu de gaz à effet de serre. Une fois que le panneau solaire est en fin de vie, généralement après 25 ans, il faut le recycler. (Haselhuhn et al., 2014) La majorité des panneaux peuvent être recyclés sans problème en Suisse. Les matériaux peuvent être récupérés pour de nouveaux panneaux ou alors d’autres produits. Ces matériaux ne doivent plus être extraits de l’environnement, ceci économise de l’énergie, des frais et diminue l’impact environnemental. Les spécialistes du photovoltaïque mettent en place un réseau de récupération européen. Pour les cellules solaires, qui contiennent du Cadmium ou d’autres métaux lourds, elles doivent être traitées différemment. (Labouret & Villoz, 2006)
7. Économie d’énergie et conclusion
Le dernier point qui fera office de conclusion et d’avantages de questions est l’économie d’énergie. La sobriété énergétique est un des piliers de la transition énergétique de la confédération.(OFEN, 2021) “L’énergie la plus bénéfique pour l’environnement est celle qu’on ne produit pas”. Avant de penser à installer une certaine quantité de panneaux en fonction de la consommation du ménage, il est judicieux d’analyser les économies d’énergie possible. Par exemple, choisir les appareils électriques en fonction de l’étiquette énergétique. C’est généralement une logique qui s’applique également pour un nouveau chauffage. Typiquement, bien isoler le bâtiment avant de remplacer la chaudière par une pompe à chaleur permet d’économiser beaucoup d’énergie électrique durant les prochaines décennies.
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