Photovoltaïque raccordé au réseau

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Le photovoltaïque raccordé au réseau est constitué de systèmes de production d'électricité photovoltaïque; qui peuvent être centralisés (centrale solaire photovoltaïque) ou décentralisés (toits de maisons individuelles, de mairies, de granges, etc.).

Ces systèmes sont constitués de modules solaires photovoltaïques reliés entre eux (en série ou en parallèle) et branchés sur un ou plusieurs onduleur(s) eux-mêmes connecté(s) au réseau de distribution ou de transport d'électricité.

Les systèmes décentralisés de petite puissance (inférieur à 100 kWc) sont les plus courants, avec approximativement 80 % des systèmes raccordés au réseau mondial, la majorité étant posée sur des habitations individuelles.

Les modules photovoltaïques sont habituellement installés sur un pan de toiture exposé au sud dans l’hémisphère nord, des toitures industrielles ou agricoles, un mur antibruit... Ils peuvent également être « intégrés » à la structure d'un bâtiment neuf (toiture intégrée, y compris depuis 1999 de manière intégrée sur une toiture industrielle ou agricole en plaques ondulées de fibrociment[1].

Aspects administratifs[modifier | modifier le code]

Options de raccordement[modifier | modifier le code]

La production peut être utilisée de différentes manières :

Autoconsommation totale 
La production électrique est consommée sur place par les appareils en cours de fonctionnement (autoconsommation). Si la production instantanée excède la consommation instantanée, l'excédent est injecté au réseau sans être comptabilisé ;
Comptage Réversible 
La production électrique est consommée sur place par les appareils en cours de fonctionnement (autoconsommation). Si la production instantanée excède la consommation instantanée, l'excédent est injecté dans le réseau et fait reculer (tourner à l'envers, pour le compteurs électromécaniques) le compteur électrique. Cette solution n'est plus utilisée car elle est incompatible avec les nouveaux compteurs électroniques ;
Injection du surplus 
La production électrique consommée sur place par les appareils en cours de fonctionnement (l'autoconsommation) n’est pas comptabilisée par le compteur de production, mais vient réduire le décompte de la consommation. Seul le surplus de la production par rapport à la consommation instantanée est vendu ;
Injection de la totalité 
L’intégralité de la production est injectée dans le réseau et vendu. Un point de branchement spécifique à la production est alors créé par le gestionnaire du réseau. Toute la consommation est par ailleurs comptabilisée par le compteur de consommation existant, comme dans tous bâtiments raccordés au réseau.

Procédures administratives[modifier | modifier le code]

Elles sont obligatoires et doivent formaliser le raccordement au réseau d’une installation de production photovoltaïque. La lourdeur et le changement incessant de ces démarches sont un frein majeur au développement des marchés nationaux de certain pays (Italie, France)[réf. nécessaire].

Aspects techniques[modifier | modifier le code]

Le propriétaire du système, premier bénéficiaire de l’électricité produite[modifier | modifier le code]

L'électricité emprunte toujours préférentiellement le chemin de moindre résistance électrique. Le propriétaire du système, si des appareils électriques sont en fonctionnement chez lui, ou ses voisins les plus proches, reçoivent a priori une part importante (mais pas exclusive) de l'énergie produite, sans influence significative de la présence ou non d'un compteur électrique sur le chemin. Seule la résistance (modeste) du compteur intervient. En revanche le choix de l'option d'injection sur le réseau n'intervient pas.

Normes d’installation et de branchement divers[modifier | modifier le code]

Des normes plus ou moins contraignantes selon les pays existent. La plupart des onduleurs vendus en Europe sont conçus pour respecter les normes et obligations de branchement allemands, du fait du développement du photovoltaïque raccordé en Allemagne. Ces normes et exigences ont souvent été reprises par les gestionnaires de réseaux distributeurs d’autres pays d’Europe. Pour les installations photovoltaïques raccordées au réseau, les onduleurs doivent être conformes à la norme DIN VDE 0126 1.1 (Allemagne, France…) ou bénéficier d’une certification par un laboratoire agréé (Royaume-Uni, G77). Quant aux modules photovoltaïques, les normes à respecter en France sont les suivantes : CEI 61215 (type cristallin) et CEI 61646 (type couche mince). Pour le dimensionnement des composants, il convient de distinguer la partie continue CC (en amont de l'onduleur) et la partie alternative CA (en aval de l'onduleur). Les textes en vigueur sont le guide de l'UTE C15-712-1 pour la partie CC et la norme française NF C 15-100 pour la partie CA[2].

L’entretien d’un système raccordé au réseau[modifier | modifier le code]

Le système photovoltaïque raccordé au réseau est le système d’énergie renouvelable dont l’exploitation technique est la plus simple car aucune maintenance préventive n’est nécessaire. L’injection de l’électricité produite sur le réseau ainsi que l’alimentation des consommations du site se font automatiquement. Sauf exception (site industriel enfumé ou empoussiéré), le nettoyage des capteurs est réalisé naturellement par le vent et la pluie. Une simple surveillance permet de détecter d'éventuelles pannes du système. Il faut néanmoins prévoir le remplacement de l'onduleur qui a, en moyenne, une durée de vie de 8 à 12 ans[3].

Aspects économiques[modifier | modifier le code]

Coût des systèmes[modifier | modifier le code]

Le prix global d’un système photovoltaïque dépend :

  • d'une éventuelle étude préalable (montage juridique atypique, systèmes de moyenne ou grande taille)
  • du type de matériel et des conditions d'installation ;
  • du raccordement au réseau ;
  • des intérêts d’emprunt le cas échéant.

Le prix du matériel, dépend principalement de la taille du système et de son mode d’intégration au bâtiment.

Prix matériel et pose incluse[4] :

Puissance Pose au sol ou sur toiture Intégration toiture, simple intégration verrière, tuiles PV…
1 à 3 kWc 5 à 7 €/Wc 5 à 7 €/Wc >7 €/Wc
3 à 10 kWc 3,5 à 5 €/Wc 3,5 à 5€/Wc >5 €/Wc
de 10 kWc à 36 kWc 3 à 5 €/Wc 3,5 à 5 €/Wc <10 €/Wc
de 36 kWc à plusieurs MW 2 à 4 €/Wc 3 à 4.5 €/Wc <7 €/Wc

Rémunération de la production d'électricité injectée dans les réseaux[modifier | modifier le code]

Différentes modalités de rémunération existent selon les choix politiques des différents pays.

Quotas 
« certificats verts » et « garanties d’origine ». Les kilowatts-heures produits sont rémunérés par la vente de « certificat vert » ou des « garanties d’origine » aux organisations qui en ont besoin.
Tarif d’achat 
(en anglais Feed in Tariff, ou FIT) les kilowatts-heures sont rémunérés par un tarif d’achat dont le niveau est fixé par l’État ou l’acheteur, selon la législation du pays ou de l’État. En France, l’arrêté du prévoit une révision trimestrielle des tarifs d'achat de l'énergie photovoltaïque. Ces tarifs sont rendus public par la Commission de régulation de l'énergie (CRE) qui est chargée par le gouvernement de la délibération des coefficients S et V qui déterminent le tarif de rachat. Depuis mars 2011, le tarif d'achat peut changer chaque trimestre en fonction notamment du nombre de demande de raccordement au réseau[5]. Ces tarifs étant supérieurs aux prix de marché, les opérateurs soumis à l'obligation d'achat sont dédommagés du surcoût par une surtaxe appliquée à tous les kWh facturés : la CSPE.

Rentabilité des systèmes[modifier | modifier le code]

Ces systèmes ne sont pas en soi « rentables » au niveau de la collectivité dans son ensemble si l'on ne tient compte que des coûts financiers, l'électricité produite étant plus chère que celle produite par les autres systèmes de production électrique (y compris renouvelables : éolien, solaire thermodynamique, etc.), en raison des coûts élevés d'investissements dus au prix encore élevé des modules photovoltaïques mais la politique de soutien actuelle permet de faire baisser les coûts afin que cette énergie propre devienne rentable (ce qui sera facilité par l'augmentation inéluctable du coût des énergies fossiles)[réf. nécessaire].

Cependant en 2010, grâce aux subventions directes ou indirectes, une installation peut être très rentable pour son propriétaire. Une installation posée en 2008 et 2009 dans le sud de la France, générait des retours sur investissement de plus de 12 % ; par exemple, une installation dans le sud de la France ayant coûté 7 € par watt-crête à la pose produit dans l'année 1,4 kWh, payé 0,601 76 €/kWh (0,58 €/kWh en 2010), presque le double du tarif d’achat allemand, sans risques (l'ensoleillement varie peu, le matériel est très fiable, et le tarif d'achat est garanti)[réf. nécessaire].

Perpignan est, en 2011, la ville qui héberge la plus grande installation photovoltaïque au monde intégrée aux bâtiments[6] (hors les centrales solaire photovoltaïques) ; le site de Saint-Charles International comprend 97 000 tuiles photovoltaïques sur 68 000 m2 de toiture. Il produit plus de 9800 MWh par an (assez pour alimenter une ville de plus de 8 000 habitants en électricité )[7].

Les marchés nationaux les plus importants en 2009[modifier | modifier le code]

La France[modifier | modifier le code]

La France a un taux de croissance annuel ayant plusieurs fois dépassé 150 %, mais en partant de très bas[8].

En 2016, le photovoltaïque français raccordé au réseau a été au plus bas depuis 2010 selon le think-tank France Territoire Solaire d’après les données de Enedis et RTE, alors qu’au niveau mondial, 2016 a été « un très grand millésime ». Le marché français a commencé à chuter en 2015 pour les installations domestiques (puissances inférieures à 9 kW) et grandes toitures (100 à 250 kW). Pour les très grandes toitures (250 kW à 1 MW) il y a eu zéro raccordement. Seule la catégorie « moyennes toitures » (9 à 100 kW) après un décrochage fin 2015 se maintient entre 15 et 20 MW [de projets] par trimestre » et les installations de plus de 1 MW (légère remontée fin 2016) 108 MW au total ont été raccordés au 4ème trimestre 2016 (contre 182, 158 et 104 MW respectivement sur les trois premiers trimestres).
Ceci serait du aux incertitudes réglementaires de 2013-2014 ainsi que la publication retardée d’appels d'offres et/ou de leurs lauréats et des difficultés d'approvisionnement sur la technologie à concentration. Ce recul cache aussi peut-être le début d’un développement de l'autoconsommation.
Le cadre du marché étant plus stable, le photovoltaïque pourrait remonter dès 2017 avec 1 GW espéré en 2017 par l’observatoire[9].

Notes et références[modifier | modifier le code]

  1. « la production d'électricité raccordée au réseau », sur ademe.fr, Agence de l'environnement et de la maitrise de l'énergie,
  2. Aurian Arrigoni & Louis-Paul Hayoun, Conception et dimensionnement d'une installation photovoltaïque raccordée au réseau
  3. Onduleurs, site Photovoltaïque-info, consulté le 1er novembre 2014.
  4. Prix d'une installation photovoltaique - Photovoltaique.info
  5. Tarifs réglementés : Tarif d’achat de la production photovoltaïque QuelleEnergie.fr, 1er juillet 2012
  6. La plus grande centrale solaire du monde intégrée aux bâtiments, Enerzine.com, 13 octobre 2011
  7. L'énergie solaire : la rentabilité photovoltaïque reste élevée., sur le site expertmarket.fr
  8. Le solaire en France a triplé en un an developpement-durable.gouv.fr, septembre 2011
  9. Blosseville T (2017) Le photovoltaïque français au plus bas depuis 2010 en termes de raccordement (550 MW raccordés seulement), publié 10/05/2017

Annexes[modifier | modifier le code]

Articles connexes[modifier | modifier le code]

Liens externes[modifier | modifier le code]