Photovoltaïque pour l'autoconsommation : principes généraux
L’autoconsommation, qu'est-ce que c'est ?
Il ne s'agit PAS de vivre en autarcie complète et d'atteindre une autonomie complète.
Bien. Ceci étant dit, voyons maintenant ce qu'est vraiment l'autoconsommation photovoltaïque.
Dans une installation photovoltaïque en autoconsommation, l'électricité produite par les panneaux solaires est consommée par la maison où les panneaux sont installés.
Une partie des appareils électriques de la maison fonctionnent toute la journée, que les occupants soient présents ou pas : le réfrigérateur, le congélateur, les veilles et dans certains cas le chauffe-eau électrique (ou l'appoint électrique du chauffe-eau solaire).
Ne parlons pas de chauffage électrique, car vouloir alimenter un chauffage électrique avec de l'électricité photovoltaïque est une aberration. La puissance requise pour couvrir la consommation serait telle que l'été, la production photovoltaïque serait totalement disproportionnée. Il vaut mieux dans ce cas envisager envisager une installation de 9 kWc en injection réseau, et utiliser le chèque EDF pour payer votre chauffage.
On peut par contre envisager d'alimenter au moins partiellement la climatisation réversible, qui est un chauffage utilisant l'électricité avec un très fort rendement.
Tous ces appareils électriques consomment naturellement l'électricité photovoltaïque au moment où elle produite.
C'est ce qu'on appelle l'autoconsommation "spontanée".
La part d'autoconsommation spontanée varie en fonction du nombre de panneaux photovoltaïques installés - et donc de la puissance photovoltaïque - ainsi que du nombre et de la classe énergétique des appareils consommateurs. En moyenne, elle représente 30 à 50% de la production solaire photovoltaïque. L'utilisation du réseau public reste donc indispensable.
Qu'advient-il de l'électricité non consommée sur place ?
Le reste de la production photovoltaïque peut être stockée dans des batteries, ou injectée sur le réseau public de distribution d'électricité, avec un contrat dit de vente du surplus où seule l'électricité non autoconsommée est vendue à EDF.
Le taux d'autoconsommation et les façons de l'améliorer
Le taux d'autoconsommation est le pourcentage d'électricité photovoltaïque consommée sur place.
Il dépend de la configuration de l'installation :
- 1Avec un mini kit autoconsommation de 2 à 4 panneaux photovoltaïques soit 500 à 1000 Wc : compte-tenu de la faible production d'électricité d'une installation de si petite puissance, le taux d’autoconsommation sera pratiquement de 100%.
- 2Installation photovoltaïque de 3 kWc sans batterie : le taux d’autoconsommation spontanée sera de l’ordre de 30 %. Il peut être pratiquement doublé pour atteindre 50% au moins en modifiant les habitudes de consommation de la maison et de ses occupants... et même grimper à 70% en installant un système d'optimisation tel que Comwatt ou Sunny Home Manager.
- 3Installation photovoltaïque de 3 kWc avec batteries : le taux d’autoconsommation grimpe à 80%, et avoisine les 100% en prévoyant un système d'optimisation des consommations, ou bien si la maison a une piscine.
L'autoconsommation c'est la part d'électricité photovoltaïque que vous arrivez à consommer sur l'ensemble de votre production.
L'autoproduction c'est la part de votre consommation électrique que vous arrivez à couvrir avec votre production solaire.
Prenons un exemple :
La maison de Béatrice et Alain consomme 8 000 kWh par an.
Leur photovoltaïque produit 3 500 kWh, dont 2 100 kWh sont autoconsommés sur place.
Stocker l'énergie grâce aux batteries
Survolez le graphique ci-dessous avec votre souris pour voir l'effet du stockage de l'électricité photovoltaïque en batteries :
Avec la bonne configuration de batteries, on va stocker la journée l'énergie photovoltaïque qui n'est pas aussitôt consommée, pour qu'à la nuit tombée la maison puisse puiser dans les batteries l'électricité solaire dont elle a besoin.
Et l'optimisation ?
Pour consommer 100% de l'électricité photovoltaïque produite, il faut, en plus de prévoir des batteries, modifier ses habitudes et/ou prévoir un pilotage des appareils les plus fortement consommateurs, de sorte que la plus grande partie possible de l'électricité consommée par la maison et ses occupants le soit pendant la journée.
Pour le comprendre, voyons ici l'effet de l'optimisation sur une installation photovoltaïque sans batterie : (survolez l'image avec votre souris)
En combinant les effets de l'optimisation et du stockage sur batteries, on atteint les 100% d'électricité photovoltaïque autoconsommée localement par la maison et ses occupants.
Combien de batteries faut-il pour optimiser l'autoconsommation ?
Il n'existe pas de réponse unique à cette question.
La capacité idéale de batteries dépend de la puissance de l'installation photovoltaïque et du profil de consommation de la maison : combien d'électricité est consommée par la maison à quel moment de la journée ou de la nuit ?
Idéalement, il faudrait enregistrer pendant une année complète les courbes de consommation quotidienne de la maison, en faisant un point toutes les 10 minutes... Ceci requiert l'installation d'un appareillage de comptage et enregistrement, puis l'analyse des résultats... ce qui viendrait gréver le coût global de l'installation.
Une solution bien plus pragmatique consiste à installer une capacité batterie minimale : par exemple 5 kWh, sachant qu'une batterie ne doit pas être vidée à plus de 50% si on veut atteindre une longévité d'environ 10 ans. (Grâce à MyReserve de Solarwatt, nous disposons dorénavant d'une batterie solaire avec une profondeur de décharge de 100% !) Cela suffit pour stocker une grande partie de la production électrique non immédiatement consommée d'une installation photovoltaïque de 3 kWc.
Après un an d'exploitation, on fait le point, et si besoin on augmente la capacité du parc de batteries.
Ceci peut être fait sans dommage pour les batteries neuves pendant environ 2 ans (au-delà on risque un vieillissement accéléré des batteries neuves).
La durée de vie des batteries
La durée de vie des batteries dépend de la profondeur de décharge et du nombre de cycles de charge et décharge.
Autrefois, la profondeur de décharge autorisée par les batteries n'excédait pas les 50% : en clair, vous ne pouviez utiliser que la moitié de l'énergie contenue dans vos batteries... Si vous la vidiez plus profondément, vous l'endommagiez et raccourcissiez sévèrement sa durée de vie :-(
Aujourd'hui, avec MyReserve de Solarwatt, on atteint les 100% de profondeur de décharge, ou DOD : l'utilisateur n'a plus besoin de s'en soucier, et surtout il n'est plus nécessaire de surdimensionner les batteries :-)
Adieu les batteries qu'on ne devait pas décharger en dessous de 50% ! Avec MyReserve de Solarwatt, vous pouvez utiliser 100% de la capacité de vos batteries : oui, 100%.
Les fabricants de batteries solaires donnent leurs batteries pour environ 2500 cycles de charge/décharge. Sachant qu'on effectue environ 250 cycles par an (il n'y en a quasiment pas l'hiver, où la totalité de la production photovoltaïque est aussitôt consommée par la maison), cela représente environ une durée de vie de l'ordre de 10 ans.
Suite à de nombreux tests, la durée de vie des batteries Solarwatt ont été estimée à 15 ans, ce qui permet au fabricant de les garantir 10 ans.
Combien d'économies sur ma facture d'électricité ?
Cela dépend du nombre de kWh produits par l'installation photovoltaïque ET consommés sur place.
Voici quelques exemples, valables pour une installation photovoltaïque faite à Pamiers, orientée plein sud, et inclinée à 33% en surimposition toiture (production : 1250 kWh/kWc).
Le tarif actuel mentionné pour le kWh est celui d'un kWh heures pleines en décembre 2017, en euros TTC.
On retient une hypothèse de hausse annuelle des prix EDF de 5%, un peu inférieure à la tendance actuelle (+5,8%), mais presque conforme aux conclusions des rapports du Sénat et de la Cour des Comptes (+5,1%) : voir notre page consacrée à l'augmentation du prix de l'électricité en France d'ici 2030.
- 1Mini kit autoconsommation de 1 kWc
L'autoconsommation spontanée sera de l'ordre de 100% de la production, grâce au sous-dimensionnement de l'installation photovoltaïque. Soit environ 1250 kWh de moins sur votre facture EDF = 1250 kWh x 0,16 € = 199 € d'économies en 2018.
(9 993 € si l'électricité, par miracle, n'augmentait que de 2,5% par an)
- 2Kit 3 kWc autoconsommation avec batteries sans optimisation
L'autoconsommation atteint généralement dans ce cas les 70% environ. Soit environ 1250 kWh x 3 kWc x 70% = 2625 kWh de moins sur votre facture EDF = 418 € d'économies en 2018.
(20 985 € si la hausse annuelle est limitée à 2,5%)
- 3Kit 3 kWc autoconsommation avec batteries et optimisation
Cette fois l'autoconsommation atteint les 100%. Soit environ 3 750 kWh de moins sur votre facture EDF = 597 € d'économies en 2018.
(29 979 € si la hausse annuelle est limitée à 2,5%)
L'autoconsommation photovoltaïque permet-elle d'avoir de l'électricité en cas de coupure réseau ?
Oui : Les systèmes d'autoconsommation totale que nous installons chez nos clients permettent d'alimenter la maison en électricité solaire en cas de coupure du réseau EDF. Si la solution que vous retenez est une de nos solutions équipées de batteries, alors même en cas de coupure d'électricité la nuit, votre maison continuera d'être alimentée en électricité solaire !
Dans ce cas l'installation cesse d'injecter du courant en cas de défaut sur le réseau EDF, c'est une obligation réglementaire.
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