Solution technique - Mars 2016
Microphotovoltaïque : les prémices de l’autoconsommation
Relativement simples à mettre en oeuvre, les kits microphotovoltaïques permettent de passer outre les contraintes administratives de demande d’autorisation, de raccordement au réseau et d’intégration en toiture. Mais cela nécessite d’autoconsommer l’électricité produite. C’est là un nouveau chapitre qui s’ouvre pour les clients particuliers comme pour les entreprises : c’est l’affaire de la réelle connaissance de ses besoins et de la gestion des charges. Un bon sujet pour la décennie à venir !
Un nouveau marché est en train de naître, celui des installations microphotovoltaïques à destination des particuliers. Il s’agit là d’une approche tout autre que celle de l’installation photovoltaïque de 3 à 9 kWcrête intégrée en toiture et reliée au réseau de distribution public via un compteur spécifique. En effet, le concept microphotovoltaïque vise une autoconsommation de l’électricité produite. Il s’agit de kits proposés clé en main et délivrant de 250 à 1 000 Wcrête d’électricité pour une emprise d’un à quatre capteurs.
Deux marchés en parallèle
Quels sont les atouts de ces équipements et qui a intérêt à les installer ? Constituant une réponse toute faite à la RT 2012, les installations microphotovoltaïques destinées à l’autoconsommation de l’électricité représentent une solution pour les constructeurs de maisons individuelles, qui répond à l’obligation de consommer un minimum de 5 kWh/m²/an d’énergie renouvelable. Elle permet aussi de comptabiliser l’apport des énergies renouvelables jusqu’à 12 kWh/m²/an. L’avantage est le contre balancement de la perte de quelques points sur le Cep en sortant la chaudière du volume chauffé (pour gagner en surface au sol) ou en disposant un ballon de stockage d’eau chaude sanitaire. Au niveau du moteur de calcul de la RT 2012, le microphotovoltaïque se marie particulièrement bien aux chaudières gaz naturel à condensation. On notera au passage qu’une installation microphotovoltaïque placée sous la garantie décennale du constructeur présente a priori moins de risque d’avarie qu’un chauffe-eau solaire thermique. C’est en tout cas le discours tenu par certains professionnels du secteur.
L’autre marché est celui de la rénovation. Dans ce cas-là, l’idée même du temps de retour peut être un argument plus ou moins avantageux. En théorie, il est difficile de fixer ne serait-ce qu’une fourchette d’amortissement, car cela dépend de nombreux facteurs pour lesquels il existe peu de retours. L’équation est cependant simple : tout dépend de la mise en phase de la production d’électricité et des besoins réels du foyer. Il est évident que toute la production ne peut être absorbée en permanence par les besoins en temps réel. Il appartient alors de faire un bilan des charges électriques quasi permanentes (VMC, box Internet, réfrigérateur et congélateur...) pour déterminer un talon de consommation auquel s’ajouteront des consommations plus occasionnelles à mettre en œuvre si nécessaire (de façon manuelle ou automatisée), lorsque l’installation produit des watts. On comprendra donc que le marché de la rénovation est plutôt lié à des clients ayant des convictions écologiques et/ou d’autonomie énergétique bien au-delà du fait de (peut-être) tirer une rentabilité de cette installation.
Autoconsommation : pas de contrainte, mais une bonne gestion
L’autoconsommation de l’électricité produite par les modules implique une simplification drastique de la gestion administrative du chantier. Seule une déclaration doit être envoyée au gestionnaire de réseau. Le client évite également les frais de raccordement compteur supplémentaire. Il n’y a plus d’enjeux liés à l’intégration en toiture. L’ensemble peut être disposé en sur-imposition, dans la mesure où l’architecte des bâtiments de France n’oppose pas de contraintes particulières.
Reste ensuite à optimiser le rapport entre la production et la consommation d’électricité. Car toute production non consommée sera automatiquement injectée gracieusement sur le réseau, sans contrepartie financière. C’est pourquoi un rapide calcul permet de déterminer l’enveloppe de consommation permanente du client (réfrigérateur, congélateur, ventilation, pompes de circulation chauffage/piscine, box, veilles…). L’usage différé de certains équipements (lave-linge, lave-vaisselle…) permet d’optimiser plus encore l’autoconsommation. À partir de là, le nombre de modules pourra être fixé, sachant qu’une puissance de 250 ou 500 W est un bon compromis.
Un peu de technique
Selon le kit retenu, le courant continu sera converti en courant alternatif via un onduleur centralisé ou des mini-onduleurs intégrés sur chaque capteur de 250 Wcrête. Dans ce cas-là, chaque micro-onduleur se connecte sur un câble commun au niveau de la sortie du courant alternatif. Un seul câble alimente l’installation dans le tableau électrique de répartition. Rappelons que les micro-onduleurs sont réputés offrir une durée de vie plus longue qu’un onduleur centralisé classique. Par ailleurs, il est judicieux de prévoir une protection foudre pour les zones géographiques les plus exposées. Celle-ci intervient côté courant continu (cas d’un onduleur centralisé) et côté courant alternatif.
Autoconsommer toute l’énergie produite
Pourquoi pas. Ne rien injecter gracieusement sur le réseau nécessite de stocker dans une batterie le surplus d’électricité produite en période de faible charge. Il existe pour cela des batteries compactes qui offrent une forte densité de stockage grâce, notamment, à la technologie Lithium-Ion, largement utilisée pour les outillages portatifs, les vélos à assistance électrique ou les véhicules électriques ou roues. C’est là un coût supplémentaire à envisager au regard du nombre de cycles de charge/décharge garantis par le constructeur.
En toiture, marquise ou brise-soleil
Il faut souligner les efforts d’intégration des constructeurs qui proposent aujourd’hui des kits microphotovoltaïques sous la forme de marquise ou de brise-soleil. Outre la double fonction, cela évite une installation en toiture et les problèmes d’accès et d’étanchéité inhérents.
Rappelons que, lorsqu’un système solaire thermique, photovoltaïque, hybride ou microphotovoltaïque est disposé en toiture, et en particulier lorsqu’il assure lui-même l’étanchéité (mode de pose en intégration), il est judicieux de recourir à un équipement faisant l’objet d’un avis technique ou d’une certification équivalente, en accord avec les organismes chargés de l’assurance du projet.
Michel Laurent
