Photovoltaïque : produire et consommer votre électricité

Produire sa propre électricité et réduire sa facture EDF, c’est possible avec le photovoltaïque. Vous augmentez votre pouvoir d’achat et vous réalisez un geste pour la planète.

Aujourd’hui les maisons neuves doivent obligatoirement faire appel à une énergie renouvelable pour couvrir une partie de leurs besoins énergétiques. Les panneaux photovoltaïques appartiennent à l’éventail des solutions techniques pour répondre aux exigences de la Réglementation thermique 2012. « Le photovoltaïque s’est fortement développé depuis 2017 avec la loi encadrant l’autoconsommation d’électricité d’origine renouvelable. Le nombre d’installations photovoltaïques a fortement augmenté sous l’effet de la baisse des prix », signale Krasimir Yordanov, responsable pôle produits solaires et innovation chez Terreal - GSE Intégration.

Comment fonctionnent les panneaux photovoltaïques ?

Avec des panneaux photovoltaïques, la maison produit sa propre électricité pour satisfaire une fraction de ses besoins. On se rapproche de l’autonomie énergétique. « Le principe technique des panneaux photovoltaïques est parfaitement maîtrisé », précise Olivier Lafore, directeur marketing et communication chez Edilians, une société qui produit des tuiles classiques  et photovoltaïques. « Pour faire simple, les cellules de silice qui composent les panneaux ou les tuiles photovoltaïques sont excitées par la lumière. C’est à ce moment que se produit l’effet photo-électrique. Les électrons relâchés lors de l’impact vont traverser les couches de silice et produire du courant électrique. Ce courant continu est transformé ensuite en courant alternatif grâce à un onduleur », explique Olivier Lafore. L’électricité peut alors être directement consommée ou revendue à EDF.

Autre atout du photovoltaïque : une maison classée A ou B dans le Diagnostic de performance énergétique (DPE) se vend mieux et plus cher qu’une maison de taille équivalente dans la même zone géographique. Avis aux primo-accédants qui revendent leur première maison au bout de sept ans. Selon les Notaires de France, « les maisons classées A-B ont en moyenne une plus-value de 9 %, contre 5 % pour celles de classe C ». Convaincu ? Reste à vous lancer...

Panneaux ou tuiles photovoltaïques ?

Deux solutions techniques sont envisageables : les panneaux encastrés dans la toiture ou les tuiles photovoltaïques. Les panneaux photovoltaïques classiques ont été les premiers à être posés sur les toitures. Ils sont tous à peu près de la même taille : environ 1,8 m2 par module. Mais un seul panneau ne produit pas suffisamment d’électricité. Il faut en juxtaposer plusieurs pour atteindre le niveau de production souhaité. D’abord en saillie sur la toiture, ils sont aujourd’hui pratiquement tous encastrés. Si cette technique est efficace, elle pose en revanche des problèmes potentiels d’étanchéité de la toiture mais aussi de garanties souvent sources de conflit entre le couvreur qui a réalisé la toiture ou l’électricien qui a posé les panneaux.

Il est possible de poser des panneaux en surimposition de toiture. Un soin particulier devra être porté à l'étanchéité.

L’esthétique est également un critère important. La tuile photovoltaïque est une réponse qui aspire à la plus grande discrétion visuelle possible. Comme l’explique Franck Bourguignon, constructeur de maisons à ossature bois qui a opté pour cette solution, « les tuiles photovoltaïques s’intègrent extrêmement bien d’un point de vue esthétique dans la toiture et dans le plus grand respect de l’architecture de la maison ». Techniquement, le système se compose d’une double tuile en terre cuite sur laquelle a été assemblé, sans aucune surépaisseur, un capteur photovoltaïque. Cette solution garantit non seulement une parfaite étanchéité à la toiture mais aussi une ligne épurée et lisse. « Cette esthétique s’harmonise parfaitement à la couverture. Nous avons posé 57,2 m2 de tuiles Alpha Solaire 30 Wc sur le pan orienté sud-sud est, soit 286 tuiles pour une installation à 9 kWc », conclut Franck Bourguignon.

Le photovoltaïque n'est pas réservé uniquement aux régions ensoleillées. Cette maison bâtie dans le Vercors produit une grande partie de son électricité. edilians.com

On peut également joindre l’utile à l’agréable avec des marquises ou des brise-soleil photovoltaïques. « La marquise solaire est un brise-soleil photovoltaïque, qui protège des rayonnements du soleil mais assure aussi une production d’électricité. Une solution qui répond parfaitement à la RT2012 pour produire et consommer instantanément sa propre électricité. » ajoute Olivier Lafore. Ce type de marquise solaire permet de gagner 5 à 12 kWh/m2/an d’énergie primaire (CEP Max).

Pour tous les toits de maisons

Les maisons bénéficient la plupart du temps d'un pan de toiture bien exposé pour l'implantation des cellules photovoltaïques. Une pente de toit comprise entre 30 et 35° reste idéale. Il « suffit » de poser les panneaux ou les tuiles photovoltaïques sur la façade la plus exposée au soleil.

Pour autant, les maisons contemporaines à toit plat ne sont pas exclues. La pose sera simplement différente et nécessitera une approche spécifique. « La solution la plus répandue consiste en la pose de capteurs sur châssis inclinés lestés. Elle a pour intérêt de ne pas dégrader l’étanchéité et l’isolation thermique de la toiture, souvent à l’origine d’infiltrations », détaille Olivier Lafore.

Autre solution, le toit terrasse est recouvert d’un film souple qui assure d’abord l’étanchéité et produit aussi des kiloWatts ! Cette innovation se compose d’une structure bicouche en bitume élastomère renforcé pour l’étanchéité de la toiture sur lequel est placé un film souple photovoltaïque pour la production d’électricité. Un onduleur convertit ensuite le courant continu en courant alternatif.

Quel type de panneaux photovoltaïques choisir ?
Tous les panneaux ne se valent pas. Trois technologies cohabitent mais attention les rendements varient selon la technologie mise en œuvre :

  •  Les panneaux à cellules de silicium monocristallin sont les plus performants. Ils possèdent un rendement pouvant atteindre 18 %. Ils coûtent en moyenne 350 €/m2. Comptez à peu près 8.500 € pour une installation de 3 kWc.
  • Les panneaux à cellules de silicium polycristallin ont un rendement compris entre 13 et 15 % et coûtent en moyenne 300 €/m2. Comptez à peu près 6.500 €.
  • Enfin les panneaux à cellules de silicium amorphe délivrent un rendement compris entre 6 et 9 %. Ce sont naturellement les moins chers et coûtent en moyenne 250 €/m2. Ils ont également une durée de vie moins importante.

Quelle puissance pour une installation photovoltaïque ?

Avant de se lancer, il est important de bien adapter la puissance des panneaux à ses besoins. Contrairement aux appareils électriques, elle ne donne pas en kilowatts mais en watt-crête. Le Watt-crête exprime la puissance maximale du panneau dans les conditions de laboratoire. Même dans les conditions les plus favorables, un panneau solaire ne fournira jamais exactement la totalité de sa puissance nominale. La puissance nominale moyenne d’un panneau solaire proposé en ligne est de 300/330 Wc. En additionnant la puissance des panneaux posés on obtient la puissance de l’installation. Avec les watts-crête, on peut comparer les rendements des panneaux photovoltaïques de différents fabricants.

Avec sa couverture en panneaux photovoltaïques, cette maison est autonome en énergie. www.maisons-mca.com

A l’heure actuelle, la puissance minimale exigée pour répondre aux exigences de la RT 2012 est de 5kW/m2/an. D’après les simulations réalisées par le bureau d’étude thermique Senova, avec un ou deux modules photovoltaïques, on atteint l’obligation de recours à une énergie renouvelable. Avec seulement trois ou quatre modules, il est possible de produire les 12 kWh/m2.an. Avec vingt modules, les maisons de 100 à 150 m2 sont à énergie positive.

Comment implanter sa maison ?

La réglementation thermique actuelle cherche à profiter au maximum des conditions naturelles locales. Le photovoltaïque est parfaitement adapté à ce contexte réglementaire. En effet, la RT 2012 impose une étude d’implantation de la maison sur son terrain pour profiter de la meilleure exposition possible. C’est ce qu’on appelle la conception bioclimatique. Cette démarche fait d’abord appel au bon vieux sens paysan que l’on avait totalement oublié au fil des décennies : bien orienter sa maison pour profiter du soleil l’hiver et diminuer ainsi ses consommations de chauffage. Cette démarche, qui n’est pas nouvelle, favorise les économies d’énergie et permet de réduire les dépenses de chauffage. Elle joue également n faveur du photovoltaïque. « Une exposition sud, sud-ouest reste idéale si l’on veut tirer le meilleur parti des panneaux photovoltaïques », précise Olivier Lafore. Une exigence pas trop difficile à remplir avec la RT 2012 !

Beau fixe pour le photovoltaïque. Ce type d'installation va se développer dans les prochaines années et la future RE 2020 devrait booster cette technologie. www.daikin.fr

Que disent les assurances ?
L’assurance décennale de la maison couvrent les panneaux photovoltaïques. Elle garantit leur activité et le paiement des travaux de réparation pour une durée de dix ans à compter de la date de réception de la maison. L'assurance décennale s'inscrit dans la loi Spinetta et relève d'un cadre très précis. Les dommages doivent compromettre la solidité de l'ouvrage et le rendre impropre à sa destination.

En route vers l'hybridation : le mix énergétique

L’heure est au mix énergétique. Et la prochaine Réglementation environnementale 2020 va modifier la donne. D’après les premières informations, elle favorisera la production électrique in situ. Chaque maison devra produire plus d’énergie qu’elle n’en consomme.

Dans ce futur contexte réglementaire, le photovoltaïque a une carte à jouer. Notamment pour alimenter les pompes à chaleur. L’objectif est de mettre plus de « vert » dans les maisons. Airwell, entreprise française dont le cœur de métier a longtemps été les systèmes de climatisation et les pompes à chaleur anticipe d’ores et déjà. Elle propose un mix innovant qui combine des panneaux photovoltaïques, une pompe à chaleur et un système de gestion intelligent. « Nous avons développé le concept de maison hybride avec une offre photovoltaïque qui alimente notamment une pompe à chaleur réversible », précise Laurent Roegel, directeur général d’Airwell. « Le cœur de l‘installation réside dans le système domotique qui gère intelligemment l’ensemble de l’installation. » L’objectif est d’atteindre l’autoconsommation avec ce type d’installation. Si l’hiver les panneaux fournissent l’énergie nécessaire à la pompe à chaleur, l’été ou en intersaison, lorsque la demande de chauffage est moins importante, la production électrique bascule alors sur d’autres postes de consommation. « En cas de surplus, l’électricité est injectée sur le réseau. On s’oriente d’ailleurs vers une espèce de cloud électrique. L’électricité injectée gratuitement est restituée gratuitement en cas de besoin. C’est du donnant-donnant », ajoute Laurent Roegel. Le système de gestion fonctionne en protocole ouvert afin de maîtriser tous les objets connectés de la maison comme l’alarme, les volets roulants…

Comment adapter sa consommation ?

La production d’électricité photovoltaïque impose de changer ses vieilles habitudes. Il s’agit notamment de déplacer les consommations au maximum en journée. Les lessives ou le lave-vaisselle la nuit pour profiter des heures creuses n’ont plus d’intérêt. Il faut désormais programmer les appareils électriques durant la pointe de production entre 10 et 17 h pour profiter de l’électricité gratuite. 

Pour lancer les appareils électroménagers durant votre absence, il existe une grande variété de dispositifs domotiques, allant du simple programmateur peu coûteux aux systèmes plus élaborés permettant de gérer tous les équipements électriques et électroniques de la maison : ouverture et fermeture des volets et du portail, déclenchement du chauffage en fonction de l’heure ou grâce à des détecteurs de présence, etc. Sinon, il suffit d’investir tout simplement dans des appareils électroménagers programmables pour profiter de cette électricité gratuite

Autre solution pour consommer son électricité à n’importe quelle heure du jour  ou de la nuit : les batteries solaires. Elles stockeront l’électricité en journée pour l’utiliser plus tard, en soirée par exemple lorsque les besoins en électricité sont les plus importants pour l’éclairage, les téléviseurs, les ordinateurs, les appareils de cuisson, etc. Seul bémol les batteries sont particulièrement chères. Selon la puissance de stockage, l’investissement varie de 2.000 à 10.000 €. L’installation complète des panneaux, onduleurs, compteurs, câblages et batteries solaires représente un budget qu’il sera difficile de rentabiliser.

Les panneaux photovoltaïques ne se cachent plus !

La Smartflower®, déjà mise en œuvre sur le concept Yrys d’Hexaôm, représente un nouveau générateur photovoltaïque. Son originalité tient à son système de tracker solaire qui lui permet de suivre la course du soleil tout au long de la journée à la manière d’un tournesol en se déplaçant selon un double axe horizontal et vertical. Le résultat est spectaculaire puisqu’il optimise la production et produit jusqu’à 40 % de plus qu’un système équivalent en toiture. Au lever du soleil, tel un tournesol, la Smartflower® se déploie automatiquement et s’oriente face au soleil. Elle commence alors à produire de l’électricité. Si cette dernière n’est pas consommée, elle est stockée sur des batteries nouvelle génération à faible empreinte environnementale.

La SunFlower, tournesol en français, suit le soleil tout au long de la journée. Résultat, son rendement est exceptionnel.

Un entretien réduit

Même s’il n’y a pas d’usure mécanique, comme tout matériel les panneaux doivent être régulièrement entretenus pour maintenir leur rendement. Des panneaux sales produiront moins. « Il faut regarder de temps en temps comment ça se passe sur le toit », avertit Olivier Lafore. Mais attention, l’entretien est léger. Une fois par an suffit. « Il faut veiller à ce que les feuilles d’arbres, notamment les aiguilles de pins, ne se déposent pas sur les panneaux. Les fientes d’oiseaux doivent également être nettoyées. Comme les panneaux sont exposés côté sud, il n’y a pas de problème de mousse », conclut olivier Lafore.

Si la toiture est inaccessible ou trop haute, n’hésitez pas à recourir à une entreprise spécialisée. Il vous en coûtera entre 100 et 150 € tous les deux ans. On estime que la durée de vie d’un panneau est a minima de 20 ans.

L’onduleur, pièce maîtresse de l’installation, nécessite une vigilance particulière. Il doit être vérifié au moins une fois par an. Cet entretien consiste notamment à nettoyer les entrées d’air nécessaires à son refroidissement ainsi qu’à la vérification du bon fonctionnement du système. Sa durée de vie est généralement comprise entre 8 et 12 ans.

Les packs constructeurs
Les constructeurs sont nombreux à proposer des packs complets photovoltaïques dans leurs offres commerciales. Ainsi le Concept YRYS, du Groupe Maisons France Confort, fait un pas vers l’autoconsommation à partir de 10.000 € TTC. Cette offre complète compte 10 m2 de panneaux photovoltaïques (6 x 330 Wc), une batterie (1,2 kW), des micro-onduleurs et un suivi de la production et d’utilisation à distance. Un investissement très rapidement amorti. Maisons Pierre, un autre constructeur, propose également un pack autoconsommation avec des batteries et un onduleur intelligent qui gérera au plus près les pointes de consommation et le stockage pour moins de 15.000 €.

Consommer ou revendre son électricité ?

Avec le photovoltaïque, vous pouvez consommer ou revendre votre électricité à EDF. Le nouveau compteur Linky permet une gestion précise de ses consommations et intègre une fonction vente ou autoconsommation. Si la production est supérieure à la consommation, il y aura un délestage automatique sur le réseau. Le compteur se charge alors de calculer la part d'énergie solaire consommée et celle injectée sur le réseau.

Attention, selon que l’on revend la totalité de son  électricité solaire ou juste  une partie, la grille tarifaire de rachat diffère. Ce prix varie aussi en fonction du type d'installation (Intégration au bâti, IAB, ou intégration simplifiée au bâti, ISB), de la puissance du panneau photovoltaïque mesurée en watts-crête et du type de panneau choisi : monocristallin, polycristallin ou amorphe. Si la puissance solaire est supérieure à 3 kW, les revenus générés par la revente d'électricité renouvelable sont imposables.

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