Etude pour le dimensionnement de panneaux photovoltaïques


1. Les objectif des notre étude sur l'éco-quartier :

Le premier objectif est d'évaluer le nombre de panneaux photovoltaïques nécessaires pour produire la consommation annuelle d'électricité (hors chauffage) et donc rendre autonome en électricité chaque logement de notre éco-quartier. Nous dinstinguerons deux types de logement.

Nous nous situerons uniquement dans le cas où chaque installation est raccordée au réseau.
 
De plus, nous autoconsommerons la production sans produire d'excédent.

L'autre objectif est d'évaluer la viabilité du projet pour les 2 types d'habitation en faisant l'évaluation économique et en rapprochant cela du budget énergie pour faire ainsi l'évaluation des temps de retour sur investissement.

La validation de ces objectifs sera atteinte pour chaque type de logement par :
 
- L'évaluation de la consommation moyenne annuelle d'électricité
- L'évaluation du budget énergie en fonction de la consommation en énergie
- L'évaluation du nombre de panneaux photovoltaïques nécessaire
- L'évaluation économique
- La comparaison entre l'évaluation économique et le budget énergie pour déterminer les temps de retour sur investissement


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2. La composition de l’éco-quartier :

L'éco-quartier a été prévu pour comprendre quatre types d'habitation :
 
- 1 maison de retraite
- 10 logements de type lot libre
- 10 logements de type accessions social
- 20 logements de type locatif

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3. Les hypothèses de travail :

a. Les 40 logements :

i. La composition des logements :

Chaque logement sera composé d'un couple avec 2 enfants.

ii. La consommation annuelle moyenne d'électricité :

La consommation annuelle moyenne d'électricité d'un couple avec 2 enfants se situe entre 2500 et 3100 kWh (hors chauffage). 

Source : http://www.solairedirect.fr/faq.html?view=faq&idc=3&idq=31#reponse_31/

La consommation annuelle d'électricité d'un ménage moyen (hors chauffage, eau chaude et cuisson) est d'environ 3000 kWh. En chassant les gaspillages, elle peut atteindre environ 2300 kWh. 

Source : http://www.ademe.fr/particuliers/fiches/reseau/rub2.htm/

Pour notre étude, nous partirons donc sur une consommation annuelle en électricité de 3000 kWh par logement. Les 40 logements sont identiques.

Nous partirons sur cette consommation annuelle pour déterminer le nombre de panneaux photovoltaïques pour un logement.

b. La maison de retraite :

i. La composition :

La maison de retraite sera composée d'un bâtiment de 62 lits et 10 salles communes.

ii. La consommation annuelle moyenne d'électricité :

Les consommations électriques unitaires des chambres et des espaces collectifs : 

- Chambre : 335 kWh / chambre
- Espaces collectifs : 1565 kWh / chambre

Source : Le projet EL-EFF Electicity Efficiency : Programme européen de sensibilisation à l'économie d'électricité

La consommation annuelle d’électricité est donc de 36 420 kWh.
Nous partirons sur cette consommation pour déterminer le nombre de panneaux photovoltaïques pour la maison de retraite.

c. Les conditions climatiques :

i. L'ensoleillement :

- Le nombre d’heures d’ensoleillement :

Nous ne disposons pas de la donnée sur le nombre d'heures d'ensoleillement sur Champeix. Nous prendrons donc la donnée de la grande ville la plus proche : Clermont Ferrand.

Le nombre d’heures d’ensoleillement est de 1898 h.

Source : http://www.linternaute.com/ville/classement/nb_heure_soleil/36566/4/1/0/0/moyenne_nationale.shtml/

- Le nombre d’heures d’équivalent plein soleil :

Cependant dans une journée, même sans nuage, la production électrique du panneau photovoltaïque varie en permanence en fonction de la position du soleil et n'est à son maximum que pendant un bref passage au plein midi. Le nombre d'heures d'équivalent plein soleil est la valeur qui concerne le producteur d'électricité photovoltaïque. Cette valeur est inférieur au nombre d'heures d'ensoleillement par an. 



Nous considérons donc d'après la carte ci-dessus que le nombre d'heures d'équivalent plein soleil est de 1000 h.

- La constante solaire :

Pour la production d'électricité photovoltaïque, nous devons considérer la constante solaire.

La constante solaire exprime la quantité d’énergie solaire que recevrait une surface de 1 m2 située à une distance de 1 ua (distance moyenne Terre-Soleil), exposée perpendiculairement aux rayons du Soleil, en l'absence d’atmosphère.

Source : http://fr.wikipedia.org/wiki/Constante_solaire/

La valeur de la constante solaire au niveau du sol (avec atmosphère) est de 1 kW/m2.

Cette valeur est également considérée comme rayonnement solaire maximum ou irradiance.

ii. La température :

La température d'utilisation est un paramètre important dans le comportement des modules photovoltaïques.

La conversion des cellules photovoltaïques de l'énergie solaire en énergie électrique est de l'ordre de 15%. Le reste de l'énergie est à 80% dissipé sous forme de chaleur et à 5% réfléchi.

La variation de la température se traduit par la variation de la puissance maximale de crête (Wc).

Ainsi, une hausse de température se traduit par une baisse de la puissance maximale.

La puissance crête (Wc) d’un système photovoltaïque correspond à la puissance électrique délivrée par ce même système dans des conditions standards d’ensoleillement (1000 W/m²), de température (25°C) et de standardisation du spectre de la lumière (AM 1,5). 

Source : http://www.ef4.be/fr/photovoltaique/aspects-techniques/kw-kwh-kwc-kva.html/

Nous avons utilisé la condition standard de température pour l’ensemble de l’année pour obtenir la production d'énergie photovoltaïque. Celle-ci sera la production maximale.

En pratique, nous devrions utiliser des coefficients de correction données par les constructeurs liés à la température pour la tension, le courant et la puissance.

De plus, des masques éventuels comme des ombres portées, des mousses peuvent abaisser notre production (et en particulier le niveau de rayonnement), nous considérerons que nous n'en avons pas.

Pour notre étude, nous considérerons donc qu’à tout moment le rayonnement solaire est maximum.

iii. L'exposition :

La production brute de panneaux photovoltaïques dépend de plusieurs facteurs.

Comme nous avons pu le voir précédemment, cela dépend de la situation géographique (latitude, longitude et altitude) et des conditions climatiques.

Nous pouvons également citer l'orientation et l'inclinaison (angle/horizontale).des panneaux photovoltaïques.


  


Comme nous pouvons le voir dans le tableau ci dessus, à chaque orientation et à chaque inclinaison de notre système photovoltaïque correspondent un facteur de correction de la production.

Pour notre étude, nous considérerons que nous sommes dans la configuration suivante : orientation sud et inclinaison de 30°.

d. Le choix du type de producteur d'énergie photovoltaïque :  




Dans notre approche d'écoquartier, nous sommes partis sur l'option 1.

Notre installation sera raccordée au réseau.

De plus, la totalité de la production d’électricité sera consommée, nous ne produirons donc pas d’excédent de production.

Il n’y aura donc pas d’injection dans le réseau public et de revente d’électricité.

e. Les principaux types et caractéristiques de cellule photovoltaïque :

Il existe 3 principaux types de cellules photovoltaïques.

(Sources : http://www.ecosources.info/dossiers/Types_de_cellules_photovoltaiques/
http//www.ideesmaison.com/Energies/Solaire/Photovoltaique/Cellule-photovoltaique.html/)
Le rendement de conversion correspond au ratio de la puissance fournie par la cellule sur la puissance lumineuse qu'elle reçoit.

Nous partirons sur des panneaux photovoltaïques composés de cellules à silicium polycristallin, car ce type de cellule offre le meilleur compromis.

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4. La détermination de notre installation de panneaux photovoltaïques par logement :

a. Les données constructeur :

Nous sommes partis sur l'utilisation de panneau polycristallin de type PV-TD 185MFS et de marque Mitsubishi d'une puissance de crête de 185Wc ayant les caractéristiques suivantes :

- Caractéristiques électriques :


Ces valeurs sont fournies aux conditions standards de test (SIC).

- Dimensions :

Il est à noter que ces dimensions représentent les dimensions hors tout d'un panneau photovoltaïque.

- Donnée caractéristique :

En considérant des cellules photovoltaïques de forme carré et le nombre de cellules nous avons pu déterminer l'épaisseur du cadre et les dimensions des cellules.

L'épaisseur du cadre serait donc de 5mm et les dimensions d’une cellule seraient de 165mm par 165mm.

b. La détermination de l'énergie électrique annuelle produite par m2 :

Le rendement de conversion d’une cellule est de 15,2%.

L'énergie électrique annuelle s'exprime par la formule suivante :

Ee = h x Puissance rayonnée maximale par m2 x nombre d'heures de plein soleil

Ee = 0,152 x 1kW/m2 x 1000h = 152kWh/m2.an

c. La détermination de la surface minimale d’installation photovoltaïque :

La consommation moyenne électrique par logement pour un foyer a été fixée à 3000 kWh par an.

La surface minimale Smin s'exprime donc par :

Smin = Conso / Ee = 3000 / 152 = 19,7m2

Source : Techniques de l'ingénieur. Electricité photovoltaïque Disponible sur :
http://www.techniques-ingenieur.fr/home.html;jsessionid=V3HwLfVPpJPpvQL2Tljz6Fv29FX8jv9fQ3nXmTRQ6lRmvy7SdRhT!1523501734

Il nous faudrait donc une surface minimale d’installation photovoltaïque de 19,7m2.

Les panneaux photovoltaïques transforment l'énergie solaire (les radiations), en énergie électrique disponible sous la forme d'une tension continue.

Il nous faudra ensuite envoyer cette tension continue vers un onduleur, qui la convertira en tension alternative aux normes compatible avec notre réseau de distribution électrique.

De plus, l'onduleur dispose d'un rendement de conversion et il faudra donc une surface minimale plus grande pour garantir la consommation moyenne électrique.

En première approximation, nous avons pris un rendement de conversion pour l'onduleur de 90%.

Il faudrait donc une surface minimale d’installation photovoltaïque réévaluée de 21,9m2.

d. La détermination du nombre de cellules et de panneaux photovoltaïques :

Nous avons déterminé une surface minimale de 21,9m2 par logement.

Une cellule a pour dimensions 0,165m x 0,165m, c'est à dire une surface unitaire de 0,027m2, nous pouvons en déduire que nous avons besoin de 808 cellules.

Alors sachant qu'un panneau est composé de 50 cellules, nous aurons besoin de 16 panneaux solaires pour fournir l'ensemble de l'électricité nécessaire.

e. La détermination de l’onduleur :


i. Raccordement des panneaux en série ou en parallèle :

Nous avons déterminé que nous avions besoin de 16 panneaux photovoltaïques de 185Wc polycristallin PV-TD 185MFS et de marque Mitsubishi.

L'utilisation de 16 panneaux photovoltaïques identiques traduira une puissance électrique globale équivalente (puissance crête) à la puissance unitaire des panneaux multipliés par le nombre soit 2,96 kWc.

Nous avons deux options de raccordement pour nos panneaux (en série ou en parallèle).

Il est à noter que dans le cas d'un raccordement en série, les tensions s'ajoutent et le courant reste constant et que dans le cas d'un raccordement en parallèle les courants s'ajoutent et la tension reste constante.

Dans les deux cas, aux conditions optimales d'ensoleillement, la puissance électrique globale produite restera inchangée 2,96 kWc.

Cependant, si les conditions d'ensoleillement étaient différentes (masques), les deux modes de raccordement se différencieraient.

ii. Principes de choix de l'onduleur :

Pour le choix de l'onduleur, il faut appliquer deux principes suivants :

- La puissance maximale de l'installation (puissance de crête) doit être supérieure à la puissance nominale de l'onduleur par définition du rendement
- Tenir compte les conditions d'implantation et d'orientation des panneaux


Il est à préciser que notre onduleur peut assurer les fonctions suivantes : conversion de l'énergie, optimisation de fonctionnement, sécurité, supervision et communication de données.

iii. Application à notre étude :

Notre installation est composée de 16 panneaux de 185Wc soit 2960Wc.

Notre facteur de correction est de 1.

Nous sommes dans le cas d'une puissance produite inférieur à 3 kW, il est généralement mis un onduleur à une rangée de panneaux afin d'obtenir le point de puissance maximale (MPP).

Il faut tenir compte des conditions d'ensoleillement de chaque rangée pour associer un onduleur propre.

Source : Guihéneuf G., 2009. Comprendre et dimensionner les installations domestiques à énergies renouvelables. Publitronic-Elector International Media, Pays-Bas, Wilco. 295 pages.

Nous avons à notre disposition les 4 onduleurs de marque SolarMax suivants :


La tension maximale d'entrée est de 600 V et le courant maximal d'entrée est de 11 A.

Malheureusement, si nous devions choisir parmi les 4 onduleurs, nous n'en choisirions aucun en appliquant les deux principes.

L'onduleur type SolarMax 2000S semble sous dimensionné et l'onduleur type SolarMax 3000S semblet surdimensionné.

En tout cas, si nous devions vérifier que ces deux onduleurs étaient bien adaptés :

- dans le cas d'un raccordement en série, nous ne dépasserions ni la tension maximale de 600 V, ni le courant maximal de 11 A en se trouvant dans des conditions optimales d'ensoleillement, nous aurions besoin d'un seul onduleur.

- dans le cas d'un raccordement en parallèle, nous ne dépasserions pas la tension de 600 V, par contre nous dépasserions le courant nominal avec 2 rangés de panneaux, il nous faudrait donc plusieurs onduleurs.

Le type de raccordement des panneaux photovoltaïques est essentiel.

f. La réévaluation du nombre de panneaux solaires :

Le constructeur de l’onduleur nous rend compte des données sur le rendement suivantes :


Le rendement européen est la somme des rendements pour différents proportions de la charge nominale.

Avec les hypothèses de départ, nous prendrons le rendement maximal de 97%.

Ce changement de rendement va changer le nombre de panneaux photovoltaïques.

Le nombre de panneaux photovoltaïques nécessaires serait donc de 15 au lieu de 16.

Notre installation serait donc composée de 15 panneaux de 185 Wc soit 2775 Wc.

g. La détermination du nombre de panneaux solaires pour différents pourcentages :

Pour 25%, notre installation serait donc composée de 4 panneaux de 185 Wc soit 740 Wc.

Pour 50%, notre installation serait donc composée de 8 panneaux de 185 Wc soit 1480 Wc.

Pour 75%, notre installation serait donc composée de 11 panneaux de 185 Wc soit 2035 Wc.

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5. La détermination du nombre de panneaux photovoltaïques pour la maison de retraite :

En appliquant les mêmes calculs pour la maison de retraite, nous obtenons les résultats suivants :



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6. Évaluation économique :


a. Pour un logement :

i. Evaluation de la dépense annuelle d’électricité :

- Les hypothèses complémentaires :

EDF est le fournisseur et le distributeur d’électricité.
Les tarifs d’électricité et de l’abonnement abonnement EDF restent constants dans le temps.

 - Détermination de la dépense annuelle d’électricité :

Détermination du contrat EDF le mieux adapté :

Dans sa résidence principale, notre famille ne dispose ni d’un système de chauffage électrique ni d’un ballon d’eau chaude. En gros équipements électroménagers, notre famille dispose d’un lave linge, d’un sèche linge, d’un lave vaisselle et d’un congélateur.

En utilisant la source ci-dessous (outil EDF d’évaluation du contrat le mieux adapté), nous avons pu ainsi déterminer que le contrat le mieux adapté pour notre famille était l’option tarifaire de base et une puissance de 6 kW.

Source : http://www.edf-bleuciel.fr/accueil/j-estime-ma-consommation/bien-choisir-mon-contrat-141163.html

Détermination de la dépense annuelle d'électricité : 






La consommation de notre famille est de 3000Kw.h.

En utilisant le tableau des tarifs ci-dessus et la consommation de notre famille, la dépense annuelle de notre famille serait donc de 457,44 € TTC.

 ii. Évaluation économique pour la mise en œuvre de panneaux photovoltaïques :

- Les hypothèses complémentaires :

 
Le site est raccordée au réseau d'électricité
La durée de vie de notre projet est estimée à 25 ans (donnée constructeur) avec un rendement de 100%.
Le financement est sur fonds propres
Pas d'amortissement
Pas de fonds de roulement
Pas de coefficient d'actualisation
Le proprétaire est un particulier.

- Coûts d'investissement :
 
Étude préalable :

Cette étude représente un ensemble de démarches à réaliser avant de réaliser des travaux.

Elle permet d'apporter l'ensemble des éléments techniques et financiers.

Sur les aspects techniques et financiers, nous pouvons citer :

- L'installation (intégration au bâti ou non, orientation – inclinaison)

Nous déterminerons par la suite les coûts pour les différents cas.

- L'autorisation d'urbanisme (Permis de construire ou déclaration préalable)

Pour un bâtiment neuf, il est préférable d’intégrer le système photovoltaïque dans la demande de permis de construire en vérifiant préalablement auprès des autorités municipales que le site n’est pas réglementé par un plan local d’urbanisme, car il faudra s’y soumettre.

Notre installation est inférieure à 3kWc.

Si les modules sont positionnés à même le sol et à une hauteur inférieure à 1,80m, les systèmes sont dispensés de procédures d’urbanisme si le secteur est non sauvegardé, sinon simple déclaration préalable.

Les deux documents sont à déposer en mairie.

Le délai d’instruction de la déclaration préalable est d’un mois.
Le délai d’instruction du permis de construire est de trois mois.

- Le dimensionnement

Cf. partie précédente Dimensionnement

- L'estimation de la production

L'électricité produite est consommée en totalité par le foyer, nous n'aurons donc pas d'excèdent de production, malgré tout étant raccordé au réseau, nous supposerons avoir un compteur de production.

- Les modalités et les contraintes techniques de raccordement au réseau électrique

Les modalités seront différentes selon le type de producteur photovoltaïque.

Les contraintes peuvent être différentes d'un site à un autre, nous pouvons citer la position de l'armoire électrique contenant les compteurs ou la distance entre les compteurs et le système photovoltaïque.

Matériel et pose (montant TTC)


Les travaux d’amélioration ou de réfection du bâtiment dont dépend le système photovoltaïque ne sont pas pris en compte dans ce tableau.

De plus, il est important de  noter que ce prix n'est qu'un ordre de grandeur.

Nous sommes partis pour la suite sur un montant de pose de 2000 euros TTC.

Raccordement au réseau (montant TTC)
 


Ce poste est très difficile d'estimer, car ce projet n'a pas une implantation précise, le prix ne peut donc qu'être qu'un ordre de grandeur.

Le prix comprendra en général les disjoncteurs et les compteurs, le coupe circuit et le câblage.

Nous partirons sur une configuration simple.

Il est à noter qu'avant de raccorder une installation, il faut qu'elle soit conforme à des normes

La conformité électrique s’entend au sens de la norme NF C 15 100 et en appuie du guide UTE C 15-712, qui s’applique aux installations électriques neuves.

Les bureaux de contrôle sont habituellement sollicités pour une attestation de conformité de l’installation électrique pour des systèmes de puissance supérieure à quelque kilowatt. Aussi, et dans ces cas là, les travaux d’installation d’un système photovoltaïque feront l’objet d’une visite
d’un bureau de contrôle pour délivrer une attestation de conformité électrique.

Pour l’habitation individuelle, c’est le CONSUEL qui a la compétence pour délivrer cette attestation de conformité.

Aujourd’hui l’attestation Consuel n’est pas obligatoire, mais le deviendra dans les mois à venir. Dans tous les cas, les installateurs adhérents de la charte Qualipv ont l’obligation de fournir une attestation Consuel pour chaque système posé. Des installateurs seront ainsi missionnés par le Consuel pour délivrer l’attestation à un prix de 149,50€.

Source : http://www.photovoltaique.info/Raccordement,148.html

QualiPV est l’appellation qualité pour les installateurs de générateur solaire photovoltaïque raccordé au réseau, dans l'habitat individuel.

QualiPV est organisée en 2 modules :

- QualiPV module Élec pour la partie électricité
- QualiPV module Bât pour la partie intégration au bâtiment

En fonction des compétences et métiers couverts par l’entreprise, elle s’inscrit dans l’appellation au titre de QualiPV module Élec et/ou QualiPV module Bât.

L’entreprise QualiPV a pour obligation de réunir sur chaque installation les 2 modules en faisant appel, le cas échéant à la sous-traitance ou co-traitance.

Source : http://www.qualit-enr.org/document/Menu_Haut/Professionnels/Comment_engager/QualiPV/index.htm

- Coûts de fonctionnement :

- Onduleur

Nous considérons que pour notre étude nous n'avons pas de coût de remplacement d'onduleur(s).

- Tarif d'utilisation du réseau public (TURP)

Pour les raccordements d’une puissance inférieure à 18KVA le montant annuel à payer s’élève à 47,64€ HT.

- Maintenance

Nous considérerons que pour notre étude nous n'avons pas de coût de maintenance.

- Financements :

- Aide régionale en Auvergne

L'aide pour les particuliers est de :

1500 € (intégré au bâti)

Source : http://www.apex-bpsolar.com/solaire/aides-financieres/aides.php

- Crédit d'impôts (CI)

Le logement doit être la résidence principale.
L'occupant du logement doit être locataire, propriétaire ou occupant à titre gratuit et fiscalement domicilié en France.
Dans un logement acheté neuf, les équipements doivent avoir été intégrés par le vendeur ou le constructeur.
Le crédit d'impôt est de 50 % des dépenses TTC pour les équipements de production d’énergie utilisant l’énergie photovoltaïque, pour un logement achevé, neuf ou en construction.
Ces dépenses s'entendent subventions déduites et hors main d'œuvre.
Les montants sont plafonnés en fonction de votre situation familiale :
8000 € par adulte et 400 euros par enfants (+ 100 euros par enfant supplémentaire).

Dans notre cas, pour un couple avec 2 enfants :

L'assiette est de : 8000x2 + 400 +500 = 16900€
Le plafond du CI sera donc : 50%x16800 = 8450€

Source : http://photovolt34.free.fr/projet_couple_reseau.php#mozTocId425358

- TVA

Les systèmes de production d’électricité à partir d’énergies renouvelables bénéficient d’un taux de TVA réduit de 5,5 %, (matériel et pose) aux conditions que la puissance installée de ne pas dépasser pas les 3 kWc et que le logement soit achevé depuis plus de 2 ans.

Dans notre cas, la TVA sera dont de 19,6%.

Source : http://photovolt34.free.fr/projet_couple_reseau.php#mozTocId425358

- Assurances :

- Assurance responsabilité civile (elle est obligatoire pour une installation raccordée au réseau)

Le montant est de 10 à 140 euros par an TTC.

- Assurance dommages aux biens


 Le montant n'a pas été trouvé

Source : http://www.bati-depot.fr/assurance-panneau-solaire/assurance-responsabilite-civile.html

- Le récapitulatif (montant TTC)
 


NR : Non Renseigné

- Temps de retour sur investissement :

En négligeant les postes coûts de fonctionnement et assurances et en prenant les montants maximum, nous obtenons les résultats suivants :
 


De plus, nous avions vu précédemment que la dépense annuelle de notre famille pour la consommation électrique avait été évaluée à 457,44 € TTC.

Nous pouvons donc obtenir les temps de retour sur investissement (TRI) suivants :


 
iii. Discussion :

Le temps de retour sur investissement est supérieur à la durée de vie des panneaux photovoltaïques, l’investissement pour un tel projet ne semble pas "viable".

Mais, il ne faut pas oublier que le soleil est une source d’énergie renouvelable gratuite et exploitable partout. Cette ressource est non fossile et non tarissable, donc nous ne devons pas oublier le gain précieux sur l’environnement de l’utilisation de cette source d’énergie

De plus, lors de cette étude, dans nos hypothèses de départ, nous sommes partis avec un cas très défavorable où nous étions producteur sans engendrer d’excédent de production et donc nous nous privions d’un gain.net financier.

Il serait donc intéressant de réévaluer plus finement la consommation électrique d’un foyer dans un logement label HQE et ainsi déterminer l’excédent de production et le gain net annuel financier.

Les revenus issus d’une installation photovoltaïque de puissance inférieure ou égale à 3 kWc, détenus par un particulier (personne physique) ne sont pas imposables au titre de l’impôt sur le revenu à la condition que le producteur soit propriétaire d’installations PV impliquant au maximum deux points de raccordement.

Source : http://www.photovoltaique.info/Fiscalite.html#Impositiondurevenuphotovoltaquenbsp

Le cas le plus favorable pour un producteur que nous n’avons pas voulu aborder ici de par la philosophie de l’éco-quartier est la vente de la totalité de la production photovoltaïque et l’achat de l’électricité du réseau dont il a besoin. En effet, le prix de vente de l’électricité photovoltaïque est très supérieur au prix de l'achat de l'électricité du réseau.

Au 1er janvier 2010, les tarifs d’achat de l’électricité photovoltaïque sont les suivants :

58 c€/kWh pour les installations avec "intégration au bâti"
42 c€/kWh pour les installations avec "intégration simplifiée au bâti"
31.4 c€/kWh pour les installations au sol

Lors de notre dimensionnement et notre chiffrage, nous sommes toujours partis sur les hypothèses les plus favorables et des ordres d’idée de tarif, une étude par un professionnel serait beaucoup plus fine et permettrait de déterminer réellement les besoins des logements.

De plus, nous nous sommes mis dans un cas où nous étions raccordés au réseau, il serait bon de voir le cas d'un site isolé.

b. Pour la maison de retraite :

i. Evaluation de la dépense annuelle d’électricité :

- Les hypothèses complémentaires :

La commune est propriétaire de la maison de retraite
EDF est le fournisseur et le distributeur d’électricité
Les tarifs d’électricité et de l’abonnement abonnement EDF restent constants dans le temps

- Détermination de la dépense annuelle d’électricité : 

Détermination du budget énergie :

Nous allons devoir évaluer le budget énergie de la maison de retraite.

Ce type d’établissement n’est pas référencé sur le site EDF pro pour le calculer le budget énergie.
Par approximation, nous allons considérer la maison de retraite comme faisant parti des secteurs hôtellerie sans restauration et restauration.
Le budget énergie sera équivalent à la somme des deux secteurs.

Pour l’hôtellerie sans restauration :


Cette maison de retraite à une surface totale de 800 m2.
L’effectif présent est supérieur à 10 personnes.
Le chauffage n’est pas électrique.
La maison de retraite se trouve à Clermont-Ferrand.

Le budget est évalué à 8 260€ HT par an.

Source : http://www.edfpro.fr/edf-fr-accueil/edf-pro/besoin-d-energies-/calculez-votre-budget-energie-99006.html&secteur=hotel

Pour la restauration :

Nous sommes partis des données suivantes :


Le budget est évalué à 7 440€ HT par an.

L’estimation pour le budget énergie pour la maison de retraite serait donc de 15 700€ HT.

ii. Évaluation pour la mise en œuvre de panneaux photovoltaïques :

En partant sur les mêmes calculs que précédement, nous obtenons les résultats suivants :


 


Tableau 15 : Tableau récapitulatif pour la maison de retraite
(Sources :
http://www.photovoltaique.info/Couts-d-investissement.html
http://www.apex-bpsolar.com/solaire/aides-financieres/aides.php)


Il est important de noter qu'il y a sûrement d'autres sources d'aides financières, mais que lors de notre étude, nous n'en avons pas trouvé d'autres.

- Temps de retour sur investissement

En négligeant les postes coûts de fonctionnement et assurances et en prenant les montants maximum, nous obtenons les résultats suivants :

En TTC :



En HT (la TVA est fixée à 19,6% pour les collectivités) :


 


L’estimation du budget énergie pour la maison de retraite était de 15 700€ HT.

Nous pouvons donc obtenir les temps de retour sur investissement (TRI) suivants :


  


iii. Discussions :

Le temps de retour sur investissement est inférieur à la durée de vie des panneaux photovoltaïques, l’investissement pour un tel projet semble donc viable.

Cependant,  nous avons fait une estimation grossière du budget énergétique, il serait donc très intéressant de le réévaluer plus finement.

Lors de notre dimensionnement et de notre chiffrage, nous sommes toujours partis sur les hypothèses les plus favorables et des ordres d’idée de tarifs et de subvention possible, une étude par un professionnel serait beaucoup plus fine et permettrait de déterminer réellement les besoins des logements.