Energie

Solaire photovoltaïque Production électrique énergie solaire

Date de mise à jour : 03/03/2022

L’énergie solaire est utilisée pour la production d’électricité (photovoltaïque) ou la production de chaleur (thermique). Des panneaux solaires photovoltaïques transforment le rayonnement solaire en électricité grâce à des cellules photovoltaïques intégrées à des panneaux plats installés sur un bâtiment ou posés directement sur le sol. L’électricité ainsi produite peut être consommée sur place ou réinjectée dans le réseau public de distribution électrique. 

  1. Pourquoi devenir producteur d'électricité ?
  2. Produire son électricité solaire à domicile
  3. L'investissement dans du photovoltaïque
  4. Les 2 types d’interactions principales
  5. Évolution de la production photovoltaïque
  6. Gains véritables du solaire photovoltaïque

Consommer autrement grâce au solaire

Depuis la mise en ligne du nouveau site Acqualys Picbleu en avril 2008, le photovoltaïque s'est beaucoup développé en France. Parti de zéro, la filière solaire photovoltaïque s’est surtout développée en France à partir de 2009. Le prix des modules photovoltaïques a fortement chuté favorisant des offres accessibles au public sans faire appel à un achat coûteux pour la collectivité (nos impôts). L'Etat avait mis en place un système incitatif d'achat de l'électricité produite et injectée dans le réseau avant de s'apercevoir que la mesure ne favorisait que quelques contribuables pouvant investir 25000 euros dans 3 kWc de panneaux au détriment de la collectivité. Aujourd'hui ces mêmes panneaux coûtent entre 6500 et 7000 euros ! L'effet bénéfique de la suppression des subventions devrait s'appliquer (comme les chaudières gaz ou le changement des portes et fenêtres qui n'ont aujourd'hui aucune aide) aux pompes à chaleur et aux chaudières à bois et granulés qui sont vendues à prix d'or à cause des subventions énormes. Rappelons que l'isolation d'un bâtiment est la seule solution.

Des capteurs solaires plans utilisent l'énergie solaire thermique pour chauffer de l'eau chaude sanitaire ou assurer un complément pour le chauffage domestique. Pourquoi pas devenir producteur ?

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Pourquoi devenir producteur d'électricité ? 

Cette démarche relève d'une démarche soucieuse de votre avenir et de l'impact de votre comportement sur l'environnement. Actuellement, chacun d’entre nous est alerté sur la nécessité de lutter contre les conséquences de la production des gaz à effets de serre.
En installant des panneaux solaires photovoltaïques chez vous, vous participez à une production d'énergie non polluante et contribuez ainsi activement aux exigences qui ont été lancées par les pouvoirs publics pour donner suite aux accords de Rio et de Kyoto : diviser par 4 la production de CO2.

Il est aujourd'hui possible d'allier confort chez soi et effort pour l'environnement, c'est-à-dire de produire de l'électricité de façon décentralisée pour la revendre au réseau, grâce aux modules solaires photovoltaïques en auto consommé.

Des panneaux solaires photovoltaïques fournissent de l'énergie grâce au rayonnement solaire, forme d'énergie renouvelable permettant de produire de l'électricité par transformation d'une partie du rayonnement solaire grâce à des cellules photovoltaïques reliées entre-elles sur un module solaire photovoltaïque appelé panneau photovoltaïque.

Plusieurs modules sont regroupés pour former une installation solaire chez un particulier, une collectivité, une entreprise ou dans une centrale solaire photovoltaïque. Ne pas employer la locution « capteur solaire thermique » qui est un pléonasme, en effet, le terme de « capteur » ne s'applique pas au photovoltaïque.

Produire son électricité solaire à domicile 

Capter les photons et vendre l'électricité au réseau est une possibilité longtemps restée confidentielle. Jusqu'à peu de temps, les particuliers qui vendaient leur électricité faisaient plutôt de bonnes affaires grâce aux aides apportées à l'électricité « verte ». Depuis deux ans, des aides fiscales étaient concédées aux particuliers investissant dans les énergies renouvelables.
L’électricité solaire injectée sur le réseau par des modules dits « photovoltaïques » bien adaptés à de petites unités domestiques était achetée à des tarifs préférentiels parmi les plus élevés d'Europe.

L'investissement dans du photovoltaïque  

Pour le solaire, le coût de l’énergie n’est pas proportionnel au flux consommé comme pour les énergies classiques mais est entièrement concentré dans l’investissement initial. En effet, c’est le prix de revient de l’installation complète, pas seulement les panneaux solaires mais tout l’ensemble du matériel pour le chauffage et production d’eau chaude solaire thermique mais aussi, dans le cas du solaire photovoltaïque, l’investissement pour un onduleur qui transformera les photons en courant alternatif, ainsi que des batteries de stockage (indispensables en raison du caractère intermittent du rayonnement solaire).

Le solaire constitue un capital et au même titre que l’isolation renforcée, son équipement influe fortement sur le coût global des bâtiments, ce qui a pour effet pervers de le rendre inabordable au plus grand nombre et de relever d’autant la barrière d’accès à la propriété empêchant sa démocratisation.

Le solaire photovoltaïque

Si le tournesol suit le soleil, il n'en est pas de même avec les panneaux solaires fixes qui doivent être positionnés de façon optimale pour absorber un maximum d'énergie radiative. Photo Picbleu ®

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Le saviez-vous ?

Des panneaux solaires pourraient suffire pour les besoins mondiaux !

La totalité de la surface des toitures existantes dans le monde couverte de panneaux photovoltaïques (Soit une surface de 344 km de côté environ 120.000 km2) correctement exposée et couverte de panneaux photovoltaïques pourrait suffire à satisfaire la totalité des besoins mondiaux en électricité.

Les 2 types d’interactions principales 

L'absorption 

les composantes atmosphériques d'assez grande taille (en liaison avec la longueur d'onde du rayonnement solaire) peuvent absorber entièrement le faisceau de rayonnement qui les pénètre, diminuant ainsi l'intensité de ce rayonnement (par exemple un jour pluvieux). L'énergie interne de cette composante atmosphérique augmentant sa température, les composantes atmosphériques deviennent des émetteurs de rayonnement à onde longue qui parviennent pour partie sur Terre, contribuant ainsi au rayonnement diffus perçu.

L'irradiation solaire journalière

Elle exprime la quantité d'énergie, en provenance du soleil, reçue par unité de surface durant un jour. Ses unités usuelles sont le J/m2 ou J/cm2 ou Wh/m2 ou kWh/m2. Elle s'exprime en J/m² et en kWh/m².Par exemple cette irradiation peut atteindre un jour d’été des valeurs de l'ordre de 7 kWh/m².

Évolution de la production photovoltaïque 

    • En 2020, la production en hausse de 11,1 % par rapport à 2019 s’élevait à 13,6 TWh (dont 0,5 TWh dans les DROM).
    • En 2021, la production augmentait de 9 %.

L'énergie photovoltaïque

L’effet photovoltaïque a été découvert en 1839 par Edmond Becquerel. L’électricité solaire exploite l’effet photoélectrique qui a valu à Einstein son prix Nobel. Les photons, qui sont les quanta d’énergie de la lumière, excitent les électrons qu’ils rencontrent jusqu’à produire leur éjection, ce qui crée un courant électrique.

Les panneaux solaires sont composés de multitudes de cellules photovoltaïques (ce sont des cellules qui fournissent de l'énergie électrique).Celles-ci sont constituées d'un matériau semi-conducteur qui absorbe l'énergie lumineuse et la transforme en courant électrique. Dans les cellules photovoltaïques actuelles, on utilise des semi-conducteurs à base de silicium comme pour les puces informatiques des ordinateurs et autres applications.

Le rendement d’une cellule photovoltaïque est actuellement de l’ordre de 16% , de nouvelles cellules dites à concentration(avec une loupe) ont un rendement de 40 %. Une seule cellule ne produit qu'une très faible puissance électrique (environ 1 à 3 watts avec une tension de moins d'un volt).C'est pour cela qu'une fois rassemblées, elles formeront un panneau avec plus de puissance.

L’énergie photovoltaïque désigne l'électricité produite par transformation d'une partie du rayonnement solaire par des cellules photovoltaïques. Plusieurs cellules sont reliées entre elles sur un module solaire (plusieurs modules regroupés dans une centrale solaire alimentent un réseau de distribution électrique), une partie est consommée localement, le surplus peut être revendu à EDF dans des conditions d'achat* définies par arrêté ministériel pour une intégration dans le bâti (les modules doivent remplir une fonction architecturale ou technique).

Il s’agit de promouvoir le module photovoltaïque comme un matériau de construction à part entière, dans le cas contraire, le montant de l'achat est inférieur.

L'énergie photovoltaïque

Les tarifs d'achat de l'énergie photovoltaïque par EDF :

Le tarif d'achat de l'électricité produite par des panneaux solaires avait été initialement instauré en 2002, les différentes hausses du tarif d'achat régulières avaient permis le décollage du secteur (dont la capacité annuelle en 2005 n'avait pas dépassé 7 MW). Les bonnes conditions d'ensoleillement (notamment dans le sud) ont fait le reste.

Cette dynamique positive devrait durer grâce au tarif d'achat et à l'ensoleillement, mais aussi à la baisse importante du prix des modules lié à la surproduction au niveau international et à des innovations technologiques (telles que celles mises au point par le CEA (Commissariat à l'Énergie Atomique qui a créé l'INES).

La crise financière et surtout les intérêts divergents d'EDF ont donné un coup d'arrêt brutal à cette énergie en 2011.

La fiscalité sur l'achat de l'énergie photovoltaïque

Les usagers sont-ils imposables sur les gains liés à la production d'électricité photovoltaïque ?

Une loi relative à la non-imposition des installations inférieures à 3 kWc a été votée le 2 février 2009 « Les personnes physiques qui vendent de l’électricité produite à partir d’installations d’une puissance n’excédant pas 3 kilowatts crête, qui utilisent l’énergie radiative du soleil, sont raccordées au réseau public en deux points au plus et ne sont pas affectées à l’exercice d’une activité professionnelle sont exonérées de l’impôt sur le revenu sur le produit de ces ventes.» (Article 35ter de la loi de finances 2008.).

Gains véritables du solaire photovoltaïque 

Gagner de l'argent avec l'électricité photovoltaïque : y avez-vous pensé ?

Beaucoup de sociétés apparaissent sur le marché et malgré ce que peuvent faire miroiter certains démarcheurs ou vendeurs, tout le monde « ne va pas faire s'enrichir ou faire fortune » en louant son terrain ou sa toiture. Il faut noter que la filière solaire n'échappe pas aux règles économiques actuelles et que les véritables bénéfices ne sont pas toujours là où on croit les trouver. En effet, si la première motivation est de s'enrichir il est préférable que le propriétaire auto finance son installation avant de l'exploiter par lui-même.

Bâtiments agricoles ou commerciaux

Prenons par exemple la location de toiture pour des bâtiments agricoles ou commerciaux : la première motivation du propriétaire ne doit pas être le revenu de la location. Les niveaux de loyer dans certaines régions ne sont pas élevés, d’autant moins s'il y a une démolition lourde de l'ancienne couverture avec désamiantage et renforcement de la charpente (il est obligatoire de remettre les structures du bâtiment en conformité à la dernière norme de résistance). Le bénéfice dans ce cas sera sur la rénovation de la couverture ou sur le financement de la couverture dans le cas d'un ouvrage neuf.

Les gains véritables :

  • Le loyer perçu permettra de financer d'autres parties de la toiture ou du bâtiment
  • La garantie d'étanchéité et l'entretien pendant toute la durée du bail.
  • Un hangar métallique disponible sans un gros investissement et généralement garanti pendant 10 ans.
  • Une structure qui sera disponible dans 20 ou 25 ans.
  • Un geste écocitoyen pour la planète.

L’installation d’un système solaire (n’y voyez pas de jeu de mots) est encore bien trop coûteux par rapport au pétrole, au nucléaire, au gaz et au charbon qui semblent beaucoup plus accessibles si l’on ne résonne qu’en termes de prix sans tenir compte de l’aspect environnemental.

La révolution industrielle résulte d’ailleurs en grande partie de cette énergie facile d’accès, bon marché et facilement exploitable, les augmentations récentes du prix du baril vont certainement accélérer le développement du photovoltaïque en favorisant le temps de retour sur investissement et l'aspect environnemental. En effet, dans le prix de l’énergie, il ne faut pas simplement calculer le prix de la matière première, mais aussi le prix de l’empreinte écologique, c’est à dire le prix de son extraction, de sa transformation, de son transport et de sa mise à disposition.

L’électricité solaire photovoltaïque reste pour l’instant inaccessible pour les petits budgets (de l’ordre de 4 à 10 fois plus cher que les solutions classiques). C’est l’énergie la moins polluante, puisque la pollution est limitée à la fabrication des panneaux et des batteries et à leur transport.

Afin de lutter contre le dérèglement climatique, les pouvoirs publics doivent accélérer le développement du solaire comme des autres vraies énergies renouvelables (biomasse, hydraulique et vent) en utilisant tous les moyens qui ont été mis à disposition pour développer l’électricité par le passé : recherche, subventions, communication, incitations fiscales et prêts.

Les pouvoirs publics doivent sérieusement penser à mettre en place des mesures incitatives pour son développement, la mise en place de crédits d’impôts adaptés serait en autres incitations une mesure indispensable.

La politique volontariste de nos voisins Allemands dans ce domaine a montré une efficacité remarquable qui non seulement impacte de façon positive la consommation de leurs ménages mais dopent l’industrie et les exportations, un exemple intéressant à imiter.