Installer des panneaux solaires photovoltaïques

mardi 29 janvier 2008 Écrit par  Yves Heuillard

 Vous souhaitez poser des panneaux solaires sur votre toit mais vous voulez tout comprendre avant d'acheter, vous êtes au bon endroit. Cet article est remis à jour au fil des évolutions des technologies et des baisses de prix. Il fera de vous un interlocuteur pris au sérieux par les professionnels de l'installation solaire, vous saurez analyser et comparer les propositions commerciales et vous gagnerez de l'argent. N'hésitez pas à nous faire part en retour de vos commentaires.

Egalement dans DDmagazine : notre dossier sur les panneaux solaires thermiques, pour la production d'eau chaude et le chauffage. Et un autre dossier sur le crédit d'impôts.

Sommaire 

Kilowatt crête : définition - surface de panneau pour 1 kWc - quelle énergie électrique pour 1 kWc - à quoi équivalent 1000 kWh - peut-on se chauffer avec du photovoltaïque - coût d'une installation - Surface maximale sur votre toit - TVAle raccordement au réseau EDF, une obligation? - coût du raccordement - onduleur : définition - bénéficier du tarif de rachat EDF le plus élevé - l'orientation idéale d'un capteur - durée de vie d'une installation - des évolutions technologiques ?différence entre des panneaux monocristallins et polycristallins - le photovoltaïque valable dans le Nord   - sécurisation de l'installation - la fabrication de panneaux photovoltaïques : écologique ? - des substances dangereuses dans les panneaux - dossier de vente d'électricité à EDF - pour en savoir plus  

Les constructeurs de panneaux solaires parlent de kilowatts crête de quoi s’agit -il ?

C’est la principale caractéristique d'un panneau solaire. Elle exprime la puissance maximale délivrée en plein soleil dans les conditions idéales. Elle s'exprime en « watts crête» (abréviation Wc) quand on parle d’un panneau, ou de kilowatts crête (kWc) quand on parle d’une installation complète.

Quelle surface de panneau solaire dois-je installer pour une puissance de  1 kWc ?

De l’ordre de 10 m² ; gardez cette approximation en tête. En fait tout dépend du rendement des panneaux solaires, autrement dit de la capacité des panneaux à transformer la lumière du soleil en électricité. Les panneaux de plus grand rendement n'exigerons que 7 m² pour fournir 1 kWc, les pannneaux de moindre rendement de l'ordre de 11 à 13 m². Les différentes technologies et leur rendement sont expliquées un peu plus loin. Mais attention, ne raisonnez pas en terme de rendement, mais en terme de coût d'installation par m², autrement dit en rendement économique. Pour fixer les idées, en plein soleil, 10 m² de panneaux solaires peuvent faire marcher un sèche-cheveux d’entrée de gamme.

Supposons que j’installe sur mon toit  une surface de panneaux solaires  d’une puissance  totale de 1 kWc. Quelle énergie électrique vais-je pouvoir récupérer sur l’année ?

En France l'énergie annuelle moyenne produite par 1 kWc de panneaux solaires est de l'ordre de 1000 kWh. Mais bein sûr ça dépend de la région. Comptez 900 kWh dans le nord et 1400 dans le sud. Notre article "Le vrai rendement des panneaux solaires photovoltaïques"  vous permet de vous connecter sur des installations partout en France et de voir, la production réelle des installations en fonctions de leur puisssance crête.

Je n’arrive pas bien à estimer à quoi correspondent ces 1000 kWh produits sur l’année.

La consommation électrique moyenne d'un ménage français étant de 4000 kW/h (source ADEME), il faudrait un système de 4 kWc pour satisfaire à ses besoins, soit en surface de panneau, de l’ordre de 30 m².

Puis-je chauffer ma maison ou produire mon eau chaude sanitaire avec des panneaux solaires photovoltaïques ?

Non ce serait une hérésie ! Il est bien plus efficace de chauffer de l’eau (pour le chauffage ou pour l’eau chaude sanitaire) à l’aide panneaux solaires thermiques. Dans ces derniers, l’eau circule dans des tuyaux sous une vitre et se chauffe directement aux rayons du soleil (voir notre guide du solaire thermique ici). Si vous vous êtes déjà douché sur la pelouse à l’aide de l’eau chauffée dans le tuyau d’arrosage resté au plein soleil, vous comprenez de quoi il s’agit. Le chauffe-eau solaire fonctionne sur ce principe ultra simple. Sa capacité à absorber l’énergie du soleil est 10 fois plus grande que celle des panneaux solaires photovoltaïques. Ces derniers sont exclusivement destinés à produire de l’électricité pour l’éclairage et les appareils électriques. 

Combien puis-je mettre de panneaux solaires sur mon toit ?

En théorie il n'y a pas de limite, sauf qu'au delà de 3kWc, vous n'êtes plus considéré comme un particulier  mais comme un professionnel de la production d'électricité et donc vous êtes soumis à une TVA à 19,6% ( au lieu de 5,5, voir plus bas) et vous êtes imposable au titres de vos résultats d'exploitation. En pratique donc la limite est donc de 3kWc. Les installateurs espèrent bien influer sur le gouvernement pour que cette limite soit repoussée de manière à compenser la baisse des tarifs de rachat de l'électricité prévue pour les installations qui seront raccordées au réseau après le premier janvier 2013.

Et combien ça coûte ?

Le prix du 1 kWc installé est, au moment de la dernière mise à jour de cet article (voir en fin d'article), de l’ordre de 7 000 € TTC, soit 21 000 euros TTC pour 3kWc ( voir la surface maximum ci- dessus) correspondants à 3000 kWh produits par an sur un seurface de l'ordre de 30 m².

Quel est la TVA ?

La TVA est de 5,5 % jusqu'à 3 kWc si votre maison a plus de deux ans. Au-delà de 3kWc vous êtes considéré comme un professionnel  et la TVA est à 19,6% au delà.

C’est bigrement cher, comment puis-je m’y retrouver ?

D’abord si vous penser installer des panneaux solaires, c’est que vous êtes un citoyen sensibilisé aux enjeux environnementaux. Il y a donc fort à parier que votre consommation d’électricité sera largement inférieure à celle du ménage moyen (2600 kWh pour l’auteur de ces lignes ). Et peut être considérerez-vous aussi, si ce n'est déjà fait, l’installation d'un chauffe-eau solaire, voir d'un chauffage solaire (voir plus haut).  Partons donc, si vous le voulez bien sur une puissance installée de 3 kWc ( la puissance installée chez les particuliers dans 95% des cas), pour une production annuelle de 3000 kWh. Soit un investissement de l'ordre de 21 000 euros TTC.

Ensuite vous devez tenir compte des éléments suivants :

Si toutes les conditions sont réunies (voir plus loin), EDF achète votre courant au prix de 0,58 euros par kWh (voir les tarifs), soit 1740 euros par an. Il faut donc 12 ans pour amortir l'installation, en pratique un peu plus si on inclus les frais de maintenance (très faibles), les frais de raccordement au réseau, le coûts d’éventuelles études initiales.

Les mesures fiscales autorisent un crédit d’impôts de 50 % de l’investissement (fournitures seules à l’exclusion de la main d’œuvre) plafonné à 8 000 euros pour un célibataire et 16 000 euros pour un couple (voir notre dossier complet sur le crédit d'impôt), soit une économie de 4000 ou 8000 euros selon les cas (voir notre article sur le crédit d'impot). Grâce à ce crédit d’impôts votre installation s’amortit après 7 à 10 ans de fonctionnement. Ensuite vous gagnez de l’argent jusqu’à la fin du contrat EDF (20 ans). A noter qu’il existe aussi des aides municipales et régionales qui améliorent encore l’équation mais qui sont rares miantenant. Détails des aides sur le site de Enerplan , assocciations de professionnels de l'energie solaire.

Attention, vous ne pouvez pas simplement poser les panneaux sur votre toit, ils doivent faire partie intégrante de votre toiture, sinon le tarif n'est pas le même. Dans le jargon de la profession on parle d'intégration au bâti. Vous devez exiger de votre fournisseur une installation intégrée au bâti, sinon le tarif n'est pas le même. Le mieux, c'est de faire préciser ce point sur votre devis de la manière suivante : les caratéristiques de l'installation proposée, sont conformes aux critères d'intégration au bâti établis par l'administration, et donne lieu au tarif de rachat de l'électricité le plus élevé. Si vous décidez de l'installation de panneaux solaires au moment de la construction ou de la restoration de votre maison, l’intégration dans le bâti vous fait économiser une partie de la couverture du toit.

Est-il obligatoire de se raccorder au réseau EDF ?

Ce n’est pas obligatoire, mais sauf à ce que votre maison soit dans un site isolé, loin du réseau, il serait stupide de ne pas le faire. Pour les raisons suivantes :
EDF rachète votre électricité 58 cts centimes d’euros (ce prix est révisé chaque année, selon une formule qui tient compte du coût de la vie), alors qu’il vous la vend au tarif plein à 11,25 centimes d’euros toutes taxes comprises. Donc il vaut mieux vendre toute l’électricité produite par votre installation et racheter celle dont vous avez besoin. En pratique vous aurez donc un compteur en sortie de votre installation qui comptabilisera les kWh vendus à EDF à 58 centimes et un autre en entrée (celui que vous avez déjà) qui comptera vos kWh consommés à 11,25 centimes d’euros, voir 7,34 centimes la nuit si vous avez un compteur heures pleines/heures creuses

Et puis, techniquement le réseau EDF agit comme un réservoir d’énergie. Stockant le jour pour la nuit, l’été pour l’hiver. Ainsi en été quand votre installation produit beaucoup vous vendez beaucoup de kWh à EDF ; en hiver quand vous avez davantage  besoin de courant, vous achetez davantage d’électricité au réseau. Enfin le raccordement à EDF simplifie la technique, la maintenance de l'installation et en réduit le coût. En annexe les étapes pour monter votre dossier de fournisseur de courant à EDF.

Combien coûte la procédure de raccordement à EDF ?

Entre 400 et 1200 euros. En fait le tarif dépend de la distance de raccordement aux compteurs, de la puissance, elle inclut un disjoncteur, un compteur de consommation, un compteur de non consommation pour éviter la fraude (voir nos explications plus loin). Le mieux consiste à demander un devis à EDF.

Qu’est-ce qu’un onduleur ?

Les panneaux solaires produisent du courant continu ; comme des piles. Le courant du réseau public est un courant alternatif à 220 volts. L’onduleur, transforme le courant continu issu des panneaux en courant alternatif à la tension du réseau. Selon la taille des installations, il faut un ou plusieurs onduleurs, généralement un seul dans le cas de maisons individuelles. L’onduleur inclut également des fonctions de sécurité, en particulier pour ne pas électrocuter les techniciens d’EDF qui travailleraient sur le réseau.

Comment bénéficier du tarif d’achat d’EDF le plus élevé ?

Comme nous l'avons vu plus haut, Il faut que votre installation soit intégrée au bâti. Ce qui veut dire que si vos panneaux sont posés sur la pelouse, ou posés sur le toit, au dessus des tuiles, ça ne marche pas. Intégré au bâti, veut dire que les panneaux solaires remplacent la couverture, ils font partie intégrante du toit, ils assurent l'étancheïté. Comme nous l'avons dit plus haut, obtenez auprès de votre installateur, avant la signature de votre commande, l'assurance que votre installation correspond bien à ces critères d’intégration au bâti.

Quelle est l’orientation idéale du capteur ?

Plein sud avec un angle de 30 à 35° sur l’horizontale. Dans l’idéal il faudrait que le panneau soit toujours perpendiculaire aux rayons du soleil. En France à une latitude de moyenne de 46° un calcul simple montre que la bonne orientation moyenne (ce terme est important) d'un panneau solaire serait 46°. Si on veut  favoriser le captage d'énergie en hiver, le panneau doit être orienté de manière à saisir les rayons du soleil rasants de cette saison ; l'orientation la plus favorable est alors de 60° sur l'horizontale. A l'inverse si on veut favoriser l'efficacité en été, le capteur doit être davantage couché sur le sol, pour saisir les rayons d'un soleil presque à la verticale. La bonne orientation est alors de 30 à 35 ° sur l'horizontale. C'est cette dernière valeur qui est retenue pour nos panneaux solaires photovoltaïques parce que nous voulons privilégier la production globale de kWh sur l'année, du fait du raccordement à EDF. Il faut donc favoriser le captage de l'énergie en été, quand elle est le plus abondante. Les vendeurs de panneaux solaires fournissent des abaques ou disques solaires de calcul de la meilleure inclinaison en fonction de la direction du capteur dans le cas où le toit n'est pas orienté plein sud.

Quelle est la durée de vie d’une installation ?

Les constructeurs garantissent une durée de vie de 20 à 25 ans à 80 % de la puissance nominale. Ce qui signifie qu’arrivés à cette limite d’âge, les panneaux donneront encore au moins 80 % de leur puissance initiale. En pratique, bien que nous n’ayons pas de recul suffisant, une installation pourrait durer plus de trente ans.

Que peut-on espérer de l’évolution des technologies ?

Le rendement d’un panneau solaire, dans des conditions idéale varie entre 14 et 17 %. Ce qui veut dire que 14 à 17 % de l’énergie solaire reçue est transformé en énergie électrique. En laboratoire, on sait obtenir des rendements de 30 %, ce qui laisse place à un quasi-doublement des performances dans les années à venir. Par ailleurs les technologies de fabrication de masse (voir notre article sur Nanosolar ) laissent espérer à court terme un prix du kWc sortie d’usine divisé par trois.

Différence entre panneaux polycristallins, monocristallins, en couche mince

Il s’agit de technologies différentes de production du silicium nécessaire à la réalisation des panneaux ; le polycrystallin est le plus répandu ; le monocrystallin offre des rendements supérieurs jusqu’à 17% contre 14 ou 15% pour polycristallin, mais il est plus cher. Les panneaux dits "en couche mince"  forment une troisième catégorie. leur rendement est moins bon (de l'ordre de 10 %),mais  ils sont moins chers. Mentionnons enfin les panneaux en silicium « amorphe » moins performante (5 à 7 % de rendement), plus facile à produire, mais plus sensible dans des conditions d’éclairement diffus (mauvaise exposition, alimentation d‘équipements électriques dans les sites isolés des régions tempérées). Sauf à avoir une toute petite surface de toit bien exposée, ne vous polarisez pas sur le rendement électrique des panneaux, mais sur le rendement financier de votre installation.

Le photovoltaïque est-il valable dans le nord de la France ?

 Le mieux est de consulter cette carte . Vous verrez que le solaire même s’il est plus avantageux dans le sud, c’est évident, reste tout à fait intéressant dans le nord de la France et même dans les pays du nord de l’Europe. Entre le nord et le sud de la France le rapport est de l’ordre de 1, 4 (1,4 fois plus d’énergie produite à Montpellier qu’à Dunkerque avec la même installation). En théorie il suffirait de ne capter sur 0,01% de l'énergie solaire reçue par la surface de la terre pour couvrir les besoins en énergie de toute l'humanité. Pour assurer la production française l'électricité, il faudrait couvrir de panneaux solaires une surface de 5000 km2, soit environ 1% du territoire, ce qui correspond environ à la moitié de la surface bâtie en france. En théorie, car en pratique c'est une autre paire de manche...

 

Des esprits mal intentionnés ne sont-ils pas tentés de tricher, c’est-à-dire de revendre à EDF son propre courant ?

En fait le raccordement à EDF de l’installation photovoltaïque se fait au travers de deux compteurs montés en série dont l’un est branché à l’envers. C’est le compteur de non consommation. Il ne tourne que si du courant passe dans l’autre sens. L’ensemble des deux compteurs est plombé.

La fabrication des panneaux photovoltaïques est réputée coûteuse en énergie et donc les panneaux solaires ne seraient pas si écologiques qu’on le croit. Qu’en est-il exactement ?


Oui c’est vrai, selon une étude du Département Américain à l’Energie   (DOE) de 2004, le panneau produit l'équivalent de l'énergie qui a servi à le fabriquer (Energy payback en anglais)  en 2 à 4 ans selon les technologies. Ce qui veut dire que, sur la base d'une durée de vie de 30 ans, une installation produit du courant sans pollution pendant 28 à 26 ans.  En toute impartialité il faudrait ajouter les coûts énergétiques du recyclage des installations en fin de vie. Mais d'une part ce recyclage permet de fabriquer de nouveaux panneaux avec beaucoup  moins d'énergie et d'autres part, toujours selon l'étude du DOE, les technologies de fabrication de panneaux en film mince (voir notre article sur Nanosolar) pourront réduire ce délai d'amortisssement énergétique à 1 an. Pour ces panneaux en film mince, on peut également anticiper un coût de recyclage réduit du fait de la nature très légère du support.

Les équipements solaires contiennent-ils des substances dangereuses ?

La directive européenne RoHS vise à limiter l'utilisation de six substances dangereuses. RoHS signifie "Restriction of the use of certain Hazardous Substances in electrical and electronic equipment", c'est-à-dire "restriction de l'utilisation de certaines substances dangereuses dans les équipements électriques et électroniques". Les substances concernées sont : le plomb ; le mercure ; le cadmium ; le chrome hexavalent ; les polybromobiphényles (PBB) ; les polybromodiphényléthers (PBDE).
Les concentrations maximales de ces substances sont de 0,1% sauf pour le cadmium où la limite est de 0,01% dans les matières homogènes. Pour savoir si vos équipements solaires sont « RoHS » il faut le vérifier auprès des constructeurs. La conformité ROHs ne préjuge pas de l'absence d'autres substances dont la dangerosité ne serait pas établie.

Annexe : Les étapes pour monter le dossier de vente d'électricité à EDF.

Faire une demande à la DIDEME , La Direction de la Demande et des Marchés Energétiques
Faire une demande à la DRIRE (Direction Régionales de l'Industrie, de la Recherche et de l'Environnement) pour l'obligation d'achat par EDF. c'est la DRIRE qui décide si vous avez le droit à la prime pour intégration dans le bâti. 
Faire une déclaration de travaux ou de permis de construire (A la mairie)
Faire une demande de contrat de raccordement au gestionnaire du réseau ERDF (Electricité Réseau Distribution France)
faire une demande de contrat achat auprès de EDF Branche Energie, Administration des obligations d'achat.
Les installateurs ont des dossiers tout prêts que vous n'avez qu'à remplir.

Pour en savoir plus :

Cartes d'ensoleillement de l'Europe

Données scientifiques sur le  rayonnement solaire au niveau du sol issu du programme de recherche scientifique européen Satellight

Document explicatif de EDF

Conditions  à remplir pour bénéficier de l'obligation d'achat de EDF ( Source Ministère de l'Industrie)

Critères d'éligibilité des équipements pour la prime d'intégration au bâti

Arrêté du 10 juillet 2006 fixant les conditions d'achat de l'électricité produite

Texte de réferences du Ministère de l'Ecologie, du Développement et de l'Aménagement Durables.

Les aides régionales recensées pas  l'association Enerplan

Les panneaux solaires sur Wikipedia


Les chiffres de cet article sont des ordres de grandeur. Ils sont faciles à retenir, vous permettront de réagir immédiatement à une offre commerciale, ou tout simplement à la lecture de l’actualité. Les évolutions des technologies photovoltaïques et l'augmentation des volumes de production, entraînent une augmentation constante des  performances et une baisse des prix continue. cet article sera relis à jour en conséquence. Nos articles à venir sur les équipements photovoltaïques seront, dans la mesure du possible, accompagnés d’indicateurs simples afin de vous permettre de suivre ces évolutions, de façon précise cette fois.