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Photovoltaïque

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La réaction photovoltaïque a été observée pour la première fois par Antoine-César Becquerel en 1839 mais c’est en 1883 que Charles Fritts mis au point les premières photopiles au sélénium. Leur rendement est alors de 0,2 % seulement. Puis, le silicium a succédé au sélénium et les rendements se sont considérablement améliorés.

Le silicium monocristallin (Si) est le plus commun. Le rendement du Si s’est nettement accru, il a atteint plus de 21%. Des cellules à très haut rendement atteignent un taux de conversion de 32%.

Le silicium polycristallin est un assemblage de cristaux monocristallins. Il est obtenu par fusion du silicium monocristallin déclassé (déchet de fusion) en très gros lingots parallélépipédiques sciés en couches rectangulaires. Cette forme permet un meilleur remplissage de la surface des modules.

Le silicium amorphe hydrogéné (aSi-H) est très répandu. Les micromodules aSi-H alimentent nombre de gadgets et d’appareils de faible puissance. Quelques industriels fabriquent des modules de dimension standard. Le rendement avoisine les 10% en laboratoire et 7% en fabrication industrielle. Le plus important défaut du aSi-H est une fiabilité perfectible due à une dégradation relativement rapide. Ses avantages sont son prix de revient, sa moins grande sensibilité à la température, sa souplesse qui permet d’en faire un tissu et d’être mieux intégré à l’architecture.

Le silicium polycristallin en couche mince (en expérimentation) est déposé en couche de 10 μm sur un support de verre ou de céramique. La production de silicium est onéreuse, les microcouches ont pour objectif la réduction du poids et surtout des coûts.

A. Qu’est-ce que l’énergie photovoltaïque ?

L’énergie solaire photovoltaïque convertit directement le rayonnement lumineux (solaire ou artificiel) en électricité. Elle utilise pour cela des modules photovoltaïques composés de cellules solaires ou de photopiles qui réalisent cette transformation d’énergie. (Ne pas confondre avec l’énergie solaire thermique qui produit de la chaleur à partir du rayonnement solaire afin de chauffer de l’eau ou de l’air).

  • Fonctionnement :

Les modules photovoltaïques absorbent le rayonnement solaire qu’ils transforment en électricité sous forme de courant continu. Cette énergie électrique est ensuite adaptée en tension et en courant par l’onduleur pour être injectée au réseau EDF. Cette production d’électricité d’origine solaire se fait en exploitant les surfaces de toiture de la maison, pour auto consommer, et/ou stocker l’énergie pour des usages spécifiques, et/ou vendre à EDF.

L’énergie solaire reçue par les cellules photovoltaïques est appelée rayonnement solaire global et est exprimée en kWh/m² (kilowattheure par mètre carré). La carte ci-dessous donne le cumul moyen annuel du rayonnement solaire global à l’horizontal à La Réunion.

Source : Guide technique photovoltaïque

B. Combien pèse une installation PV ?

Une installation photovoltaïque pèse en moyenne de 15 à 20 kg/m².

Source : Le guide du photovoltaïque raccordé au réseau

C. Quelle est l’implantation optimale des panneaux photovoltaïques en toiture ? L’implantation optimale est plein Nord, inclinés à 21°. Ces paramètres sont les mêmes pour l’ensemble des zones climatiques. Toutefois les installations situées dans les zones des hauts ont une production électrique plus faible que celles des bas en raison d’une couverture nuageuse plus importante. Plus l’installation s’écarte de ces deux valeurs, plus la productivité des panneaux diminue.

D. Quels sont les différents modes de vente à EDF ?

Vous avez la possibilité soit de vendre la totalité de la production solaire soit l’excédent produit après auto consommation. Vous pouvez également louer votre toiture à un solariste qui y installe un système photovoltaïque. Vous percevez alors un loyer. A la fin du contrat, l’exploitant retire les équipements et vous remet la toiture dans son état d’origine ou vous laisse les équipements en état de marche. Les contrats de revente d’électricité à EDF sont de 20 ans.

E. Peut-on mettre à disposition sa toiture ?

Vous mettez à disposition votre toiture à une entreprise qui installe un générateur et qui l’exploite. L’entreprise bénéficie de la revente de la production électrique à EDF, pendant une durée fixée dans le contrat de location de la toiture. Vous percevrez un loyer, pendant la période de location, lié à la mise à disposition de votre toiture.

Deux types de rémunération sont proposés par les entreprises :

  • paiement d’un loyer fixe qui est fonction de la surface de capteur installée, généralement entre 8 et 10 euros par m² par an,
  • paiement d’un loyer variable sur la base de 10 à 15% de la production électrique du générateur.

A l’issue du contrat de location, vous avez la possibilité de devenir producteur et propriétaire de l’installation en remplissant les conditions définies lors de la signature du contrat de mise à disposition.

F. Faut-il nécessairement du soleil ?

Evidemment non sinon bien des pays en climat tempéré ne pourraient installer de systèmes photovoltaïques. Le rayonnement solaire direct (temps dégagé) comme le rayonnement diffus (temps nuageux) permet de produire de l’électricité grâce aux panneaux photovoltaïques. Le terme énergie solaire est un peu ambigu car en fait, toute forme d’énergie lumineuse peut être convertie en électricité. Cependant, le soleil est la source la plus intense. La luminosité intérieure est nettement plus faible qu’à l’extérieur. Ainsi, en intérieur, le photovoltaïque sera utilisé pour des applications de faible consommation (calculatrice, montre, etc.). Du coup, les technologies de capteurs photovoltaïques seront différentes selon l’intensité du rayonnement lumineux.

G. Qu’est-ce qu’un kilo Watt crête ?

Le kilo Watt crête noté généralement kWc, donne la puissance d’un module photovoltaïque à des conditions d’ensoleillement définies par une norme, permettant ainsi de comparer plusieurs équipements.1 kWc équivaut à environ 8 m²de capteurs PV et coûte environ de 5000€ à 8000€ (équipement + pose, hors coût de batteries de stockage). A la Réunion, 1 kWc produit en moyenne 1300 kWh/an.

H. Quels aides s’offrent à moi pour financer mon installation ?

EDF prévoit un tarif de base pour le rachat de l’électricité solaire produite s’élevant à 22.49 c€/kWh sur un contrat d’une vingtaine d’année. L’énergie susceptible d’être achetée est plafonnée à environ 1800 heures, l’énergie produite au-delà de ce seuil est rémunéré à 5c€/kWh. Une prime d’intégration au bâti peut être ajoutée lorsque les équipements de production d’électricité photovoltaïque assurent également une fonction technique ou architecturale essentielle à l’acte de construction. Vous pouvez également bénéficier de 11% de crédit d’impôt, reportez-vous à la FAQ crédit d’impôt pour connaître les modalités.

Une installation photovoltaïque sur toiture respecte les critères d’intégration au bâti si elle remplit toutes les conditions suivantes :

  • Le système photovoltaïque est installé sur la toiture d’un bâtiment clos (sur toutes les faces latérales) et couvert, assurant la protection des personnes, des animaux, des biens ou des activités.
  • Le système photovoltaïque remplace des éléments du bâtiment qui assurent le clos et couvert, et assure la fonction d’étanchéité. Après installation, le démontage du module photovoltaïque ou du film photovoltaïque ne peut se faire sans nuire à la fonction d’étanchéité assurée par le système photovoltaïque ou rendre le bâtiment impropre à l’usage.
  • Pour les systèmes photovoltaïques composés de modules rigides, les modules constituent l’élément principal d’étanchéité du système.
  • Pour les systèmes photovoltaïques composés de films souples, l’assemblage est effectué en usine ou sur site. L’assemblage sur site est effectué dans le cadre d’un contrat de travaux unique ;

2 Une installation photovoltaïque sur toiture respecte les critères d’intégration simplifiée au bâti si elle remplit toutes les conditions suivantes :

  • Le système photovoltaïque est installé sur la toiture d’un bâtiment assurant la protection des personnes, des animaux, des biens ou des activités. Il est parallèle au plan de ladite toiture.
  • Le système photovoltaïque remplace des éléments du bâtiment qui assurent le clos et couvert, et assure la fonction d’étanchéité.

I. Quelles est la fiscalité de l’électricité solaire ?

Déclaration de la revente d’énergie aux impôts

Les revenus issus d’une installation photovoltaïque de puissance inférieure ou égale à 3 kWc, détenus par un producteur particulier (personne physique) ne sont pas imposables au titre de l’impôt sur le revenu. Une instruction fiscale datant du 21 Avril 2009 est venue préciser les conditions de cette exonération.

L’exonération est applicable en respect des conditions suivantes :

  • la surface doit être inférieure ou égale à 30m² de capteur,
  • l’installation doit être raccordée au réseau public en un seul point,
  • l’exploitation de votre centrale ne doit pas être affectée à l’exercice d’une activité professionnelle.

En revanche, si la puissance du générateur est supérieure à 3 kWc, il faut déclarer la revente sur votre feuille d’impôt sur le revenu.

TVA

Les installations photovoltaïques raccordées au réseau d’une puissance inférieure ou égale à 3 kWc vendant le surplus ou la totalité de l’électricité produite, bénéficient de la TVA à 2,10%, dès lors que les logements sont achevés depuis plus de 2 ans. Si le logement est achevé depuis moins de 2 ans la TVA est à 8,5%. Le taux de TVA réduit s’applique exclusivement sur le matériel et l’installation.

Défiscalisation

Si vous faites l’acquisition d’un système photovoltaïque pendant la construction de votre habitation principale, vous pouvez bénéficier de 4 points de défiscalisation supplémentaires sur 5 ans. Cet avantage fiscal permet d’obtenir une réduction d’impôts plus importante.

J. Comment facturer ma production photovoltaïque ?

La facturation de l’électricité doit être effectuée par le producteur lui-même. Les index aux compteurs devront être relevés pour émettre la facture finale auprès d’EDF. L’indexation du tarif d’achat se fait chaque année en fonction de deux indices :

  • l’indice du coût horaire du travail concernant les industries mécaniques et électriques,
  • l’indice des prix à la production de l’industrie et des services aux entreprises pour l’ensemble de l’industrie (marché français).

C’est au producteur de calculer le nouveau tarif d’achat en fonction des éléments figurant dans son contrat d’achat.

La période de facturation varie en fonction des puissances apparentes suivantes :

  • pour les installations de moins de 10 kVA, la facturation est réalisée chaque année à la date anniversaire de la prise d’effet du contrat d’achat,
  • pour les installations de taille comprise entre 10 et 250 kVA, la facturation est semestrielle.

Le coefficient L (coefficient d’indexation), définit par les indices cités plus haut, vous sera transmis par l’Agence de l’Obligation d’Achat, soit par email, soit par courrier. Si vous n’avez pas reçu le coefficient « L », il vous suffit de faire une demande en précisant les indices de bases de votre contrat.

Vous pouvez maintenant calculer votre tarif de rachat indexé en utilisant la formule suivante : Tarif indexé = tarif d’achat brut1 x L

Au moment de la facturation, procédez à un relevé de la production. L’AOA réalise ensuite une validation a posteriori en confrontant ce relevé à celui d’EDF.

K. Peut-on utiliser une installation photovoltaïque dans les sites isolés ?

La production d’électricité solaire est particulièrement utile quand le réseau n’est pas disponible à proximité. L’ADEME estime que les sites isolés peuvent bénéficier d’aides pour l’installation de capteurs photovoltaïques lorsque le site est à plus de 300 m du réseau de distribution. Pour ce type d’installation, il est nécessaire de faire un stockage en batterie de l’énergie produite. De même, il est nécessaire de s’équiper d’électroménager de faible puissance, fonctionnant sur 24V, plus onéreux. Il est également intéressant de coupler l’eau chaude produite par un CES avec une production d’électricité photovoltaïque pour les appareils électroménagers possédant une résistance pour chauffer l’eau (lave-vaisselle, lave-linge, marmite à riz…) Les batteries stockent l’énergie produite le jour et permettent une autonomie de fonctionnement pendant la nuit et lorsque la production solaire est insuffisante. Il existe depuis peu à la Réunion un autre type d’installation en site isolé : le fonctionnement en 230V, comme pour une habitation classique. Des matériels classiques en 230V peuvent être utilisés dans ce cas de figure, avec quand même une limite par rapport à l’intensité demandée par certains appareils : lave-linge, sèche-linge, aspirateur…).

L. A Quoi sert un onduleur ?

L’onduleur transforme le courant continu en courant alternatif. Un onduleur conventionnel est capable de produire un courant alternatif de 230V et 7A à partir d’un courant continu de 90 à 160 V. (1200 à 2000 Wc).

Source : Guide technique de la CASA DD

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