Le terme «système solaire» désigne tous les systèmes destinés à la production d’énergie qui exploitent l’énergie solaire, transformée sous d’autres formes, telles que l’énergie thermique ou électrique.
En principe, il est nécessaire de faire la distinction entre les systèmes solaires thermiques et photovoltaïques. Dans le premier cas, le rayonnement solaire direct est utilisé, par l’intermédiaire de ce que l’on appelle des capteurs solaires, pour chauffer l’eau, qui est ensuite utilisée à des fins sanitaires ou pour soutenir ou remplacer le système de chauffage. Dans les maisons à faible consommation d’énergie, par exemple, le chauffage des locaux peut être entièrement réalisé au moyen de capteurs solaires. En exploitant le rayonnement solaire, les capteurs atteignent un degré d’efficacité relativement élevé, allant de 60 à 75%. Au contraire, dans les systèmes photovoltaïques, la lumière du soleil est transformée en électricité avec un rendement compris entre 11 et 17%: cela signifie qu’ils ne sont capables de transformer que 11 à 17% de la lumière incidente en électricité. Les systèmes solaires thermiques et photovoltaïques ont un élément commun important: tous deux contribuent à économiser l’énergie et la consommation d’eau chaude. De plus, le photovoltaïque vous permet également de faire des bénéfices.
Dans l’article suivant, dans un premier temps, les avantages et les inconvénients des systèmes solaires sont énumérés, puis la question de leur rentabilité est examinée, une question de plus en plus d’actualité à une époque où les coûts des matières premières ne cessent d’augmenter.
Les avantages des systèmes solaires sont nombreux: le rayonnement solaire est disponible pratiquement illimité, ces systèmes entraînent une augmentation de la valeur du bien et de la production d’énergie, en tenant compte de l’ensemble du cycle de vie d’un système photovoltaïque, il a un impact quasi nul sur l’environnement. Selon une statistique du gouvernement américain, en effet, l’énergie produite par les cellules solaires, par rapport à la traditionnelle, permet d’économiser près de 90% des émissions nocives dans l’atmosphère. Par conséquent, s’il est vrai que les émissions de CO 2 se produisent dans la production des composants des centrales solaires , ces valeurs sont infinitésimales par rapport à d’autres systèmes similaires basés sur des combustibles fossiles.
Les inconvénients sont liés au fait que le rayonnement solaire n’est pas disponible partout de manière homogène. De plus, cela implique des coûts d’investissement élevés et nécessite des surfaces adéquates pour l’installation de panneaux photovoltaïques ou de capteurs solaires.
Le rendement d’un système photovoltaïque peut être calculé à l’avance. Le décret sur les énergies renouvelables assure, en effet, une certaine rémunération pour l’injection d’électricité dans le réseau public, grâce à des incitations garanties pour une durée de 20 ans. En achetant un système photovoltaïque, le consommateur peut donc économiser de l’énergie grâce à la consommation directe de l’énergie produite par son système, mais il peut aussi vendre celui qui n’est pas utilisé en l’introduisant dans le réseau public.
La commodité de l’installation est assurée par ces incitations, tant qu’elles restent plus ou moins constantes et ne sont pas modifiées ni même abolies par les lois ultérieures. Les modes de financement et les coûts de maintenance peuvent, bien entendu, réduire la rentabilité d’une installation, sans oublier la nécessité d’un dimensionnement adapté pour obtenir un rendement adéquat.
Les coûts d’acquisition sont relativement élevés et tournent autour de 2200-2700 € / kWc, tandis que le montant des tarifs dépend du moment de la mise en service et de la taille de l’usine, ainsi que du niveau d’intégration architecturale et du système d’incitation choisi ( vente ou échange sur place).
Pour un système installé en toiture entre 1 et 3 kWc, en août 2011, le taux d’incitation était égal à 0,368 € / kWh: en calculant un coût système d’environ 2700 € par kW installé, on obtient un rendement supérieur à 10%.
Sinon, pour une centrale entre 3 et 20 kWc, le taux incitatif, toujours en août 2011, était égal à 0,339 € / kWh. D’août à décembre, le tarif de l’énergie introduite par une centrale entre 1 et 3 kWc est destiné à baisser à 0,298 € / kWh et, pour une centrale entre 3 et 20 kWc, à 0,268 € / kWh. La tendance est donc à la baisse et par conséquent aussi les rendements.
Un coût système d’environ 2200 € / kWh peut être appliqué aux systèmes installés sur les toits des bâtiments commerciaux avec 30-100 kWc: dans ce cas, le rendement est supérieur à 10%.
Dans les bâtiments avec certification énergétique, s’il existe des mesures pour augmenter l’efficacité (à réaliser strictement après la mise en service du système), il est possible de demander une augmentation du taux d’incitation. En mettant en œuvre des mesures qui conduisent à des économies d’énergie de 20%, par exemple, il est possible d’obtenir une augmentation de 10% du tarif de l’énergie injectée dans le réseau. En outre, une augmentation supplémentaire de 10% est attendue si l’usine est achetée en Europe.
Depuis l’introduction des tarifs incitatifs, la province a réduit les contributions pour les systèmes photovoltaïques, qui ne sont maintenant accordées qu’aux demandeurs dont les bâtiments ne permettent pas le raccordement au réseau public. Une contribution pouvant atteindre 80% des coûts reconnus peut être payée pour ces usines.
En principe, la rentabilité des systèmes photovoltaïques pour les consommateurs privés dépend des facteurs suivants:
- montant du taux incitatif
- emplacement et taille de l’usine
- consommation d’énergie du ménage
- ombrage des modules photovoltaïques
Différents facteurs sont déterminants pour l’efficacité des systèmes solaires thermiques utilisés pour la préparation de l’eau chaude. En effet, il existe différents types de capteurs solaires sur le marché: des capteurs plats recouverts de laque noire ou d’un matériau sélectif ou des capteurs tubulaires sous vide, selon le prix et, par conséquent, les temps d’amortissement varient. Les différences de prix peuvent être importantes et aller de 110 € à 800 € par m 2de surface. Le choix du produit approprié, pour le consommateur privé, doit être fait individuellement. En moyenne, une maison individuelle a besoin de 300 à 500 € de fioul ou de gaz naturel par an pour la production d’eau chaude, dont 70 à 80% pourraient être couverts par un système solaire. Il est donc facile de calculer la rentabilité d’une installation solaire.
Ci-dessous, nous proposons un bref exemple :
- unité familiale composée de 4 personnes, à Lana (nouveau bâtiment)
- Collecteur plat de 8 m 2 (362 € le mètre carré)
- pente du toit: 20%, exposition sud
- Chaudière à eau chaude de 500 litres
- coûts totaux: env. 6500 €, dont 10% de TVA (moins la contribution provinciale de 30%)
Avec ce système solaire, env. 80% des besoins globaux en eau chaude de la famille. En tenant compte des prix actuels du pétrole, dans l’exemple précédent, le système est rentabilisé sur environ 16 ans.
Les systèmes solaires thermiques sont donc assez chers: pour en acheter un avec des capteurs plats, pour une famille de quatre personnes, il faut estimer, entre les coûts d’installation et de montage, au moins 4 000-6 500 €. Si l’installation sert également de support au système de chauffage, le coût s’élèvera à 8 000-12 000 €. Enfin, si des capteurs tubulaires sous vide sont également achetés, cela entraînera une charge plus élevée pouvant aller jusqu’à 30% («Sonne, Wind und Wärme», juin 2011).
En principe, la production d’eau chaude avec un système solaire thermique augmente la certitude de disponibilité et crée une indépendance vis-à-vis des structures d’alimentation externes. Pour ces systèmes, il n’y a pas de tarif incitatif sur l’énergie injectée dans le réseau et, par conséquent, il n’est pas possible de calculer un certain revenu à l’avance, comme dans le cas des systèmes photovoltaïques. Cependant, une demande peut être faite auprès de l’Office des économies d’énergie pour obtenir une contribution, qui peut couvrir jusqu’à 30% des coûts reconnus, ou, à défaut, des avantages fiscaux peuvent être demandés. Cela augmente l’efficacité du système et, par conséquent, augmente également le potentiel d’économies.
De manière générale, on peut dire que plus les besoins en eau chaude sont importants, plus la marge bénéficiaire est grande, car des coûts supplémentaires sont économisés, par exemple, pour le gaz. La commodité de l’usine est bien entendu plus grande en cas de forte augmentation des prix de l’énergie, par rapport à une situation stable ou en croissance modérée. Les centrales solaires thermiques ont une durée de vie d’environ 20 à 25 ans, au cours desquelles les coûts d’acquisition sont amortis.
À une époque de hausse des prix du pétrole, comme celle actuelle, les systèmes photovoltaïques et solaires thermiques sont un investissement rentable et à l’épreuve du temps, ainsi qu’une alternative valable aux systèmes traditionnels de production d’électricité à partir de combustibles fossiles. Leur rentabilité accroît les bénéfices des consommateurs privés et contribue à des économies de coûts, même si l’acquisition implique des coûts d’investissement élevés, en partie subventionnés par les institutions publiques. Enfin, dans les grandes mais aussi petites installations photovoltaïques, l’introduction de l’énergie dans le réseau public se traduit par un profit et, parfois, par une source de revenus secondaires: les taux incitatifs et les contributions publiques apportées aujourd’hui font un investissement dans des systèmes solaires absolument abordables. Certains panneaux solaires marchent la nuit !