Décriés pour leur faible retour sur investissement, les installations solaires gagnent en intérêt au fur et à mesure que le prix de l’électricité augmente. Ainsi 8 panneaux photovoltaïques pourraient rapporter 576 € en 2032 contre 418 € aujourd'hui :
| Production Annuelle | Retour sur investissement | |
|---|---|---|
| 2018 Prix = 0,145 € |
348 € |
23 ans |
| 2022 Prix = 0,174 € |
418 € |
19 ans |
|
2032 |
576 € |
14 ans |
Cette simulation se base sur une estimation de l'évolution du prix de l'électricité calculée sur la base de différents rapports officiels. Toutes les énergies voyant leur prix augmenter, le solaire a donc de beaux jours devant lui. Néanmoins il est indispensable de comprendre les avantages et contraintes des différents systèmes de production solaire pour réellement juger de leur intérêt. Voici les 4 systèmes que nous vous proposons de découvrir :
Avant de débuter, rappelons que le premier paramètre à considérer avant d'envisager un système de production solaire est le niveau d'ensoleillement dans votre région. Ainsi le rendement varie jusqu'à 50% selon la zone dans laquelle sont installée vos panneaux solaires. Ainsi on distingue en France quatre grandes zones :
Cet ensoleillement est valable dans des conditions d'exposition comparables, c'est à dire une orientation optimale vers le sud.
Dans cet article, nous présentons les avantages et inconvénients de chaque système de production d'énergie solaire, leurs conditions de performance ainsi que l'installation type idéale pour exploiter le potentiel de ces solutions.
Le panneau photovoltaïque produit de l'électricité à partir de la luminosité du jour, par opposition au panneau thermique qui produit de la chaleur. Pour une introduction, vous trouverez plus d'informations à propos de cette technologie dans cet article.
| Avantages | Inconvénients |
|---|---|
|
✅ Couvre une partie des besoins en électricité du logement ✅ Possibilité de revente de la production ✅ Énergie stockable dans un chauffe-eau électrique ✅ Aide financière si autoconsommation + revente du surplus ✅ Prix de revente intéressant si revente totale de la production |
❌ Pic de production (à 13 h) décorrélé du pic de consommation (matin/soir) ❌ Solutions de stockage peu développées ❌ Système de pilotage de l’autoconsommation peu développé ❌ Durée de vie de l’onduleur inférieure à la durée de vie des panneaux |
En accord avec notre introduction qui présentait l'opportunité du solaire à travers la hausse du prix de l'électricité, la stratégie d'autoconsommation est la solution recommandée. L'objectif est en effet de diminuer votre dépendance à un prix de marché de l'électricité de plus en plus chère (et composée de taxes qui amplifient la hausse du prix).
La configuration idéale dans laquelle le photovoltaïque permettrait une stratégie d'autoconsommation concerne un logement où au pic de production l'été à 13h, l'ensemble de la production correspondrait à la consommation du logement. Or il arrive bien souvent que vous soyez absent de votre domicile, ce qui signifie que la production devrait être égale au "talon de consommation" (consommation des appareils ménagers en veille - considérons 150 Wh pour une famille soit 3,7 kWh/jour).
Dans le même temps il s'avère que pour des raisons économiques il est préférable d'installer plusieurs panneaux photovoltaïques afin d'amortir :
Ainsi pour une installation de 8 panneaux photovoltaïques (2,4 kWc) bien orientés sud, située dans la région de Bourges (centre de la France), le site de la Commission Européenne nous indique une production annuelle de 2700 kWh. La production étant intermittente, avec 14 % de la production annuelle ayant lieu en juillet et 14 % de la production journalière au pic de la journée, cette installation produirait ainsi 1,7 kWh entre 13 h et 14 h en plein mois de juillet : bien supérieur au 150 Wh de talon de consommation évoqué.
À titre de repère à 10 h en hiver cette installation produirait 150 Wh, 500 Wh en mai et 1,5 kWh en mai à 13 h.
Par conséquent, pour une auto-consommation totale, la solution est d'installer un seul panneau solaire ce qui n'est pas rentable au regard du coût de l'installation par un professionnel ou bien d'opter pour un nombre panneaux photovoltaïque plus important tout en l'associant à une solution de stockage.
Pour notre part nous pensons que stocker l'énergie dans l'eau chaude que vous pourrez réutiliser tout au long de la journée pour la toilette ou la vaisselle.
Au regard de la conclusion que nous venons de tirer, il est légitime de se demander s'il n'est pas plus pertinent que l'ensemble de l'installation solaire ne soit pas dédiée, donc dimensionnée, pour la production d'eau chaude sanitaire (douches, vaisselle...).
Le chauffe-eau solaire est alors une alternative intéressante grâce à l'utilisation de panneaux solaires thermiques installés sur le toit de votre maison. Ici il n'y a donc aucune production d'électricité mais seulement de l'eau qui circule dans les panneaux pour stocker des calories dans un réservoir d'eau chaude sanitaire.
| Avantages | Inconvénients |
|---|---|
|
✅ Autoconsommation totale ✅ Assure 50 à 80 % des besoins annuels en eau chaude ✅ Au sud, plus performant qu’un chauffe-eau thermodynamique ✅ Diverses technologies s’adaptant à la configuration de votre logement ✅ Aides financières |
❌ Impossibilité de revendre le surplus de production ❌ Appoint obligatoire en hiver : intégré au chauffe-eau solaire ou complété le système eau chaude sanitaire existant ❌ Faible impact sur la facture du foyer - peu de panneaux nécessaires ❌ Durée de vie de certains composants inférieure à 10 ans (maintenance) |
Le calcul du nombre de panneau se fera de sorte à subvenir aux besoins en eau chaude sanitaire en mi-saison, car un dimensionnement pour l'hiver générerait des surplus inutilisables l'été. Ainsi un appoint (électrique, bois ou gaz) est donc indispensable pour compléter la production l’hiver. Le nombre total de panneaux à installer dépend alors de votre besoin (nombre d'occupants, douche ou bain...) et de la région où vous habitez (nombres d’heures d'ensoleillement). Il est généralement compris entre deux et quatre panneaux thermiques, selon leur taille.
Plusieurs technologies de chauffe-eau solaire sont disponibles sur le marché, la plus courante étant contrairement à ce que pourrait laisser croire la photo ci-dessus illustrant l'article, un ballon d'eau chaude situé en intérieur et non sur le toit (système dédié à des régions du monde où la température ne diminue pas trop la nuit).
Au global vous pouvez espérer une diminution de votre facture eau chaude jusqu'à 75%. Mais en pratique cela est plutôt réservé pour une maison orientée plein sud, située dans une région très ensoleillée. En effet, selon l’ADEME, lorsque l’été est là et que votre maison respecte les conditions d'orientation au sud, la totalité des besoins en eau chaude peut-être couverte. Dans le nord de la France nous vous conseillerons de privilégier, pour une maison de quatre personnes, un chauffe-eau thermodynamique.
Le prix (pose comprise) d’un chauffe-eau solaire s'élève entre 4 000 et 7 000 € (dépend du nombre de capteurs, du volume du ballon et de l’installation choisie). MaPrimeRénov est disponible pour certains foyers pour son financement.
Pour une maison moyenne qui consomme 2000kWh pour la production d'eau chaude sanitaire, l'installation d'un chauffe-eau solaire en remplacement d'un chauffe-eau électrique pourrait vous permettre d'économiser tout au plus 175€ à 250€/an selon votre localisation. Selon nous, le chauffe-eau solaire est donc une solution actuellement encore peu rentable au regard du faible objectif de production ne couvrant que l'eau chaude.
Une des questions qui peut alors se poser est donc d'imaginer également produire le chauffage à travers un système combinant chauffe-eau et générateur de chauffage.
Ce système, appelé système solaire combiné, réunit l’eau chaude sanitaire et l'eau pour le circuit de chauffage dans un seul ballon couplé à des panneaux solaires thermiques. Ainsi le nombre de panneaux solaires est ici bien plus conséquent que pour un chauffe-eau solaire puisque le chauffage représente, selon l'isolation, 30 à 70% de la consommation énergétique du logement.
| Avantages | Inconvénients |
|---|---|
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✅ Avantageux dans les régions ensoleillées avec de longs hivers ✅ Si circuit d’eau déjà présent, faisabilité très simple ✅ Aides financières |
❌ Impossibilité de revendre le surplus de production ❌ Appoint obligatoire ❌ Ne correspond pas aux logements ne disposant pas d'un circuit de chauffage eau chaude ❌ Si ballon déjà présent, obligation de le changer |
Ce type d'équipement qui peut sur le papier constituer une solution intéressante pour les logements équipés d'un circuit de chauffage eau chaude présente un défaut majeur: le déphasage entre le besoin en chauffage et la production solaire. Il est important de bien comprendre que le besoin en chauffage est très conséquent au regard des autres postes de consommation, même dans une maison bien isolée. Cette consommation correspond au moment de l'année où la production solaire est la plus basse: environ 3% de la production annuelle pour le mois de janvier contre 14% en juillet. Le système solaire combiné nécessite donc un appoint (électrique ou gaz) conséquent pour répondre au besoin de chauffage.
On retient ainsi deux configurations intéressante pour le système solaire combiné:
En raison de l’impossibilité de stocker le surplus d’énergie, il est donc recommandé d’effectuer un dimensionnement qui permet de subvenir aux besoins en chauffage et eau chaude sanitaire en automne et au printemps, sachant qu’il y aura forcément une surproduction l’été qui sera inutilisé.
La pose d’un SSC coûte entre 14 000 et 18 000 € selon le besoin (nombre de capteurs, volume du ballon…). Des aides financières MaPrimeRénov très intéressantes sont disponibles afin d’alléger la facture.
Jusqu'ici nous avons abordé différentes solution mettant en oeuvre :
Grâce à des panneaux hybrides il est possible de combiner ces deux systèmes dans un seul et même panneau solaire.
En effet, les panneaux hybrides sont des panneaux solaires possédant un face avant photovoltaïque qui capte le rayonnement solaire et une face arrière qui récupére la chaleur du soleil à l’aide d’un fluide caloporteur afin de fournir de l’eau chaude ou chauffage.
| Avantages | Inconvénients |
|---|---|
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✅ Couvre les besoins d’eau chaude en belle saison ✅ Couvre une partie de la consommation d’électricité ✅ Doublement de la production pour la même surface de panneaux |
❌ Appoint nécessaire l’hiver (électrique, gaz ou bois) ❌ Solution peu démocratisée coût d’installation avec une liaison électrique + une liaison eau chaude |
Très souvent utilisés pour la production d'eau chaude, le dimensionnement de l’installation est effectué de sorte que le ou les panneaux subviennent aux besoins en eau chaude en mi-saison ce qui permettra de produire en parallèle l’électricité nécessaire pour couvrir le talon de consommation du logement. La configuration optimale dans le but d'installer ce genre de système est une maison bien isolée, exposée aux rayons du soleil le plus de temps possible.
Le prix d’une installation de panneaux hybrides coûte entre 13 000 et 15 000 €. Sachant que les panneaux hybrides sont un système récent, aucune aide financière n’est disponible pour le moment.
La pompe à chaleur solarothermique consiste à coupler une pompe à chaleur air-eau avec des panneaux solaires thermiques. Ceux-ci vont permettre d'apporter quelques calories supplémentaires pour alléger l'effort de la pompe à chaleur qui consommera ainsi moins d'électricité.
Plus qu'une réelle solution de production solaire, il s'agit avant tout d'améliorer le rendement de votre pompe à chaleur.
| Avantages | Inconvénients |
|---|---|
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✅ Aides financières élevées ✅ Le logement peut être mal isolé ✅ Adaptée pour la production d'eau chaude |
❌ Impossibilité de revendre le surplus de production ❌ Installation coûteuse avec peu d'artisans/fabricants spécialistes ❌ Maintenance accrue en raison d'un double système PAC + Panneaux ❌ Performance nécessitant une exposition solaire suffisante |
La pompe à chaleur solarothermique représente une solution particulièrement intéressante si vous anticipez une consommation importante de votre PAC, par exemple si :
Cependant, le logement ne pourra pas être totalement autonome car la PAC ne peut pas assurer la production d’électricité. La PAC solarothermique permet aussi d’avoir un bon système de chauffage dans une maison mal isolée.
