Recommandation Installations photovoltaïques

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Qu’est-ce que l’énergie photovoltaïque?
Par énergie photovoltaïque on entend la production d’électricité au moyen de cellules photovoltaïque solaires: Les rayons du soleil se transforment directement en électricité à l’intérieur de semi-conducteurs spécifiques, sans l’intermédiaire d’eau, de vent, de turbine ou de biomasseetc.. Ces cellules ne produisent que du courant continu, que l’on peut directement utiliser pour recharger des accus ou alimenter des équipements électroniques. Afin d’assurer une large diffusion de cette énergie, il faut néanmoins prévoir un redressement en courant alternatif et sa connexion au réseau électrique. Cela pourrait aussi favoriser l’utilisations des centrales d’accumulation suisses. Les coûts de production de l’énergie solaire sont encore nettement supérieurs à ceux des centrales hydrauliques ou éoliennes. Mais les avantages des cellules solaires sont tout de même intéressants :
  • Technique modulaire et décentralisée, allant de la plus petite unité (calculatrice solaire, 60 watt, mini-chargeur) à le plus grande, de 1 à 100 kW (1 kilowatt = 1'000 watt).
  • Aucune pièce en mouvement, sans entretien, durée de vie longue.
  • Faible encombrement, peuvent être montées sur des surfaces existantes comme des toits, des parois anti-bruit, etc., souvent utilisées en décoration de façade ou sculptures.

Au contraire d’autres « courants verts », il faut respecter certaines contraintes : pour chaque kilowatt utile, une surface de 8 m2 orientée plutôt au sud est nécessaire. La production est dépendante de la météo et des saisons (réduite en hiver malgré une plus forte consommation qu’en été). Les irrégularités journalières et saisonnières de production peuvent être compensées par les centrales d’accumulation suisses.

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Informations techniques

Glossaire

  • L’élément de base est la cellule photovoltaïque composée de plaquettes noires ou bleues foncées, de 10 cm de côté, produisant du courant continu de l’ordre de 0,5 volt par cellule lorsqu’elles sont éclairées par les rayons du soleil. Existent pour des radios et calculatrices solaires.
  • Panneaux, modules ou éléments prêts à l’emploi, ces cellules peuvent être recouvertes de plexiglas ou verre et connectées en série de telle sorte à délivrer une tension continue de 12 ou 24 volt, par exemple.
  • Photovoltaïque: principe de fonctionnement des cellules solaires photovoltaïques; est utilisé par extension pour qualifier l’énergie électrique produite par des cellules solaires.
  • A ne pas confondre avec des panneaux solaires accumulateurs de chaleur.
  • « Courant vert »: terme générique englobant la production d’énergie électrique renouvelable au moyen d’eau, de vent, de bois, etc., cellules photovoltaïques ou panneaux solaires, centrales thermiques solaires (collecteurs à miroirs, turbines à vapeur dans les déserts par exemple). Le véritable « courant vert » ne doit en aucun cas produire durablement des rejets significatifs, nuisibles à l’environnement. Cf les recommandations de TOPTEN concernant le « courant vert ».

Valeurs indicatives pour des installations photovoltaïques

  • Puissance électrique maximale délivrée par une cellule photovoltaïque de 1 m2 en plein soleil: 80 à 140 watt selon le type de cellule et son rendement. Pour un pic de 1 kWp, 7 à 12 m² de cellules, ou 9 à 15 m² de panneaux ou modules sont nécessaires.
  • Production énergétique: env. 65 kWh (plateau suisse) et jusqu’à 110 kWh (Tessin, Alpes) par m2 de cellules solaires et par an.
  • Répartition typique été/hiver de la production est d’env. 75% à 25% pour le plateau suisse, 60% à 40% pour les Alpes.
  • Coûts d’installation avec un raccordement au réseau électrique: env. CHF 8'000 à CHF 15'000 par kWp, selon sa taille. Une installation ilotée, avec accumulateurs à batteries est plus chère.
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Installation photovoltaïque avec connexion au réseau électrique
L’installation doit être connectée au réseau électrique si le courant solaire produit doit simplement contribuer à l’alimentation générale du foyer en électricité, l’énergie solaire fluctuante produite pouvant aussi être reprise à bon compte par le réseau (représente indirectement une quantité d’eau dans des lacs de barrage). Des onduleurs très fiables, de toute taille et pourvus de tous les systèmes de protection et de sécurité nécessaires pour la connexion au réseau alternatif sont actuellement disponibles sur le marché. Les coûts de ce type d’installation sont dégressifs en fonction de la taille; économies à la planification, rabais de quantité. Des grandes installations, loin de toute construction préexistante telles que le Mont Soleil au-dessus de St. Imier BE, sont néanmoins à proscrire car il y a bien assez de surfaces déjà construites et qui pourraient être utilisées à cet effet.

 

Celui qui veut mettre en service lui-même et à peu de frais une mini-installation photovoltaïque connectée au réseau électrique peut se procurer des modules « en kits » prêts à l’emploi comprenant onduleur, câbles, prises électriques pour env. CHF. 1000 (selon la puissance nécessaire). Beaucoup de fournisseurs proposent des unités d’extension bon marché qui peuvent être connectées facilement à un module de base. Il faut évidemment choisir un emplacement bien ensoleillé, par exemple un grand balcon ou un toit plat. Une autorisation de construction est éventuellement nécessaire pour des installations fixes. Le courant solaire produit par ce type d’installation est plus cher que celui produit par une grosse installation de plusieurs kilowatts.

Il faut tenir compte des points suivants lorsque l’on veut construire et exploiter raisonnablement une grande installation photovoltaïque:

  • Surfaces à disposition (toitures, éventuellement façades, parois anti-bruit, etc.) minimum 10 m², mieux 30 m² ou plus par kWp.
  • Contrat de fourniture d’énergie électrique de longue durée (amortissement de l’installation) et permettant de couvrir les frais (peut être dans le cadre d’une action locale en faveur « du courant vert »), avec le distributeur local. Renseignez-vous auprès de votre société électrique.
  • Subventions: on peut obtenir dans divers cantons et communes des subsides allégeant la charge financière des investissements privés à consentir. Pour votre emplacement d’installation, renseignez-vous directement sur le site Internet www.swissolar.ch ou à l’ Info line: 0848 000 104. L’Office Fédéral de l’Energie peut aussi subventionner des projets pilote. Attention: les subventions doivent être demandées (et obtenues) avant le début des travaux!
  • Partenaires pour des conseils, la planification, la livraison et le montage: comme pour tout investissement conséquent, il faut demander plusieurs devis. Un conseiller indépendant devrait être choisi.

Celui qui ne peut ou ne veut pas s’occuper du projet, devrait s’adjoindre dès le début, les compétences d’un professionnel, par exemple dans la liste de Swissolar. Encore plus simple serait de participer à des installations ou des organisations existantes (voir liste de TOPTEN concernant des participations).

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Installation ilotée (installation photovoltaïque indépendante du réseau)
Les installations photovoltaïques autonomes sont installées à des emplacements où le réseau électrique fait défaut comme les cabanes de montagne, pâturages mais aussi certains tronçons de route ou tunnels. Elles sont la plupart du temps destinées à alimenter des éclairages ou des équipements électroniques (Radio, TV, PC), dans certains cas même des machines à traire, etc. Pour palier aux journées sans soleil et aux nuits il faut prévoir des batteries d’accumulateurs. Il est possible d’obtenir des lampes et des équipements électroniques pouvant être directement branchés au courant continu. Si l’on veut raccorder des équipements à 230 V, il faut s’équiper d’un onduleur, ce qui renchérit notablement l’installation. Le courant produit au moyen d’installations photovoltaïques ilotées est toujours nettement plus cher que celui du réseau et ne doit donc être utilisé que pour l’alimentation de services qui ne peuvent pas être rendus par d’autres moyens (chauffage au bois, etc.).

L’offre en installations et composants pour le chargement de batteries de voitures, d’alimentation de bateaux à voile ou même de machines à traire à l’alpage, onduleurs compris, est riche est variée. Celui qui veut acheter ce type d’installation devrait d’abord clairement en définir les conditions d’usage:

  • Besoins en électricité pourquoi? (par consommateur: puissance en watt, tension en volt, durée d’utilisation par jour/semaine/année). Le courant solaire étant très cher, le choix de consommateur doit être le plus efficient possible et, cela va sans dire, devrait se limiter au strict minimum. Ceci aussi pour des raisons écologiques car les batteries d’accumulateurs utilisées dans ces installations ont une durée de vie limitée et chargent donc aussi l’environnement.
  • Environnement (températures min./max. annuelles, local batteries, réseau électrique, supervision/contrôle...)
  • Emplacement des panneaux (toiture, mât, hauteur de neige, vent, vandalisme...)
  • Que peut coûter l’installation?
    Lors de la planification ou du choix on peut placer certains garde-fous financiers, par exemple pour une solution minimaliste (éclairage au moyen de deux ampoules économiques pour la nuit, alimentation radio/TV 2 heures par jour) ou plus généreuse (plus d’éclairage, utilisation plus longue, télévision à courant continu, frigo spécial, éventuellement onduleur pour consommateurs 220 V). C’est ainsi qu’on pourra se rendre compte à la planification ou à l’évaluation des offres si la dépense à consentir est raisonnable compte tenu des garde-fous choisis.
  • A l’évaluation des coûts il ne faut pas minimiser ceux de l’entretien. Les cellules photovoltaïques et le matériel électrique et électronique associés sont peut-être « sans entretien », les batteries doivent elles être entretenues et échangées à intervalles réguliers. En montagne la neige et les intempéries peuvent occasionner des dégâts.
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Ordres de grandeur pour les coûts d’une installation:

Petites installations "pour le strict minimum" (comme ci-dessus) CHF 1'000 à CHF 2'000, sans montage.
Installations plus confortables de CHF 4'000 à plus de CHF 20'000, plus le montage env. CHF 500 à CHF 2'000.

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Infoplus

Publications

Normes et étiquettes

Organisations

  • AEE Agence des énergie renouvelables et de l'efficacité énergétique
  • OFEN Office fédéral de l’énergie / SuisseEnergie, Berne
  • S.A.F.E. Agence Suisse pour l’efficacité énergétique, Zurich
  • Swissolar Association suisse des professionnels de l'énergie solaire, Fribourg
  • AES Association des entreprises électriques suisses, Aarau

Liens

  • www.topten.info: moteur internationale de recherche en ligne des meilleurs produits
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Info pour les offerentes

Nous vous prions d'annoncer des installations supplementaires, qui accomplissent les critères Topten: redaktion(at)topten.ch

01/2011 Nipkow/Geilinger