Énergie solaire : définition, fonctionnement, chiffres-clés

Indépendance énergétique, réduction de la facture d’énergie, diminution de l’impact sur l’environnement… Depuis plusieurs décennies, les États et les particuliers ont peu à peu pris conscience de la nécessité de réaliser de profonds changements dans leurs stratégies et habitudes en matière de consommation d’énergie. Prônées par les écologistes, timidement accueillies par les gouvernements et souvent méconnues du grand public, les énergies renouvelables occupent une place de plus en plus importante dans le mix énergétique de la France et de l’Europe. L’énergie solaire, qui consiste à convertir la chaleur du soleil en électricité, constitue l’une des solutions les plus prometteuses. Bien que les technologies existantes doivent encore lever plusieurs obstacles (notamment le problème du stockage), l’énergie solaire séduit pour plusieurs raisons : son caractère propre et inépuisable, son énorme potentiel (la chaleur du soleil qui parvient jusqu’à la Terre est dix fois supérieure à celle dont nous avons besoin pour couvrir nos besoins énergétiques) et sa fiabilité. Comment est puisée l’énergie solaire ? Comment est-elle transformée en électricité ? Comment est-elle utilisée ? Quelles possibilités offre-t-elle ? La France a-t-elle vraiment parié sur cette énergie ? Bienvenue dans le monde de l’énergie solaire, le monde d’une étoile qui brille à 150 000 000 km de nous.
 

Sommaire

• Comment l’énergie solaire est-elle transformée en électricité, en chauffage ou en eau chaude ?
• Énergie solaire : autoconsommation et revente au réseau
• Centrales solaires et contrats d’achat, deux modèles économiques au fort potentiel
• Énergie solaire : où en est la France et quel avenir pour la filière ?

Dans le cas du photovoltaïque, les rayonnements du soleil sont captés par des cellules spéciales (cellules photovoltaïques) et transformés en électricité. La création d’un courant électrique continu est rendue possible par la présence de silicium, un matériau conducteur situé à l’intérieur des cellules photovoltaïques.
 

L’onduleur, élément indispensable des installations solaires photovoltaïques

Une installation photovoltaïque ne consiste pas uniquement à poser sur son toit des panneaux orientés vers le soleil, idéalement inclinés à 45 °. Sans onduleur, vous ne pourrez pas convertir l’énergie du soleil en électricité. Cette pièce est un petit boîtier qui contient de nombreux composants électroniques. Son rôle consiste à transformer le courant continu présent dans les panneaux photovoltaïques en courant alternatif qui vous permettra de couvrir les besoins énergétiques de votre logement. Généralement, les installateurs proposent des kits solaires qui incluent les panneaux et un onduleur. L’onduleur doit être protégé de la chaleur et des intempéries. Il peut par exemple être installé dans un garage, le plus près possible de vos panneaux pour une meilleure performance.
 

Bon à savoir : l’onduleur sert aussi à vous connecter au réseau électrique pour revendre une partie ou la totalité de l’électricité produite à ERDF.

Autoconsommation

Le solaire en autoconsommation n’en est encore qu’à ses balbutiements en France (environ 30 000 foyers, 0,4 % de la consommation), si on la compare avec l’Allemagne (2 000 000 de foyers) et l’Italie (750 000 foyers). Fabriquer sa propre énergie et ne dépendre d’aucun fournisseur, l’idée est séduisante et intéresse de plus en plus les particuliers. D’autant plus que le principe de cette technologie est plus simple qu’on ne pourrait le croire. Lorsque vos panneaux ont transformé la lumière du soleil en électricité, il vous suffit de l’injecter dans votre réseau domestique par l’intermédiaire de votre compteur ou d’une simple prise de courant de 220 V. Vous consommez l’électricité verte que vous produisez vous-même, tout simplement.
 

Il y a quelques mois encore, l’autoconsommation ressemblait plus à un rêve qu’à une réalité, et la revente à son fournisseur était plus rentable que l’autoconsommation. Cela dit, la baisse des prix de rachat de l’électricité et la hausse des tarifs fixés par l’État (tarifs réglementés) ont modifié la donne.
 

Par ailleurs, l’adoption d’un texte en février 2017 a fixé un cadre juridique plus clair qui devrait encourager les particuliers à envisager plus sérieusement l’autoconsommation. Les nouvelles règles concernent notamment la fixation de tarifs spéciaux et la mise en place d’avantages fiscaux pour l’autoconsommation collective et individuelle. L’octroiement d’une prime à l’investissement versée sur 5 ans, dont le montant dépend de la taille de l’installation (100 €/kWc pour une installation de 36 à 100 kWc, jusqu’à 400 €/kWc pour une installation inférieure ou égale à 3kWc), constitue une autre bonne raison de se lancer dans l’autoconsommation.
 

Notez toutefois que l’autoconsommation n’est généralement pas synonyme d’indépendance énergétique totale. En effet, vos appareils électriques consomment l’énergie produite pendant la journée. Lorsque la nuit tombe, le réseau public prend le relais. Cela dit, l’autoconsommation permet de réduire considérablement sa facture d’électricité.
 

Revente au réseau

L’énergie solaire offre la possibilité aux particuliers qui le souhaitent de devenir non seulement des producteurs, mais également des fournisseurs d’électricité. La revente d’une partie ou de la totalité de l’électricité produite par votre installation est une possibilité, mais pas une obligation. Libre à vous de choisir si vous souhaitez ou non en revendre, et de déterminer la quantité.
 

Pour revendre votre électricité, votre logement doit être équipé d’un compteur. La pose de ce compteur est assurée par ERDF. Si vous désirez revendre la totalité de votre électricité, deux compteurs doivent être installés : un compteur de production et un compteur de non-consommation. Ce dernier permettra à ERDF de surveiller votre installation afin d’éviter les usages détournés.
 

Votre électricité peut être revendue à EDF ou à une structure autorisée, par exemple une régie communale. Si vous optez pour EDF, le prix de rachat est fixé par l’État et régulièrement à jour, à l’instar du prix du kWh d’électricité et de gaz qui a une incidence sur le montant de votre facture d’électricité.
 

Bon à savoir : fixés chaque trimestre par les pouvoirs publics, les tarifs de rachat varient en fonction des caractéristiques de votre installation et du nombre de projets d’installation à échelle nationale.

Les contrats d’achat

Les contrats d’achat sont des contrats par lesquels EDF (ou une autre structure autorisée) s’engage à racheter votre surplus ou la totalité de l’électricité que vous produisez, et ceci pendant une période de 20 ans. Qui dit contrat d’achat, dit obligation d’achat de la part d’EDF. Ce dispositif apporte une grande sécurité aux particuliers qui souhaitent produire de l’électricité pour la revendre, car il leur assure l’amortissement de leur investissement de départ et des revenus réguliers pendant 20 ans. Le tarif d’achat est fixé à l’avance et figure dans le contrat. Il est très avantageux pour les revendeurs, puisqu’il est environ deux fois supérieur au prix du marché.
 

Bon à savoir : le tarif d’achat est arrêté lorsque la demande de raccordement est réalisée et ne peut pas être modifié, quelles que soient les variations du prix de l’électricité.

Au niveau mondial, le marché est dominé par la Chine (78 GW), l’Allemagne (43 GW), le Japon (41 GW) et les États-Unis (40 GW). Très loin derrière, se situent l’Italie (19 GW), la Grande-Bretagne (12 GW), l’Inde (9 GW) et la France en 7e position (4e d’Europe).
 

Bon à savoir : la part des énergies renouvelables dans le mix énergétique mondial est d’environ 19 %, dont 0,7 % d’énergie solaire.
 

L’avenir de l’énergie solaire

La recherche sur le photovoltaïque avance à grands pas. Elle nécessite un travail pluridisciplinaire qui inclut scientifiques, chimistes, électroniciens, opticiens et physiciens. Peu à peu, les principales barrières sont levées. Des technologies innovantes voient le jour pour stocker l’énergie solaire, une énergie qui peut ensuite être utilisée pendant la nuit et en période hivernale. La filière silicium, qui représente 90 % du marché, a un rendement inférieur à 30 % qui doit au moins être doublé. Bien qu’un panneau solaire reste cher à l’achat, son prix était entre 5 et 10 fois plus élevé il y a quelques années et il peut être amorti entre 10 et 20 ans.
 

Les chercheurs placent beaucoup d’espoir dans les pérovskites, un matériau découvert en 2012. Le rendement de ces cellules solaires hybrides est incroyable, mais les recherches doivent être poursuivies pour résoudre certains points tels que la stabilité des cellules à haute température.
 

Le recyclage et la longévité des panneaux sont deux autres aspects essentiels sur lesquels sont penchés les chercheurs. D’ici quelques années, les panneaux photovoltaïques pourraient avoir une durée de vie supérieure à 30 ans.
 

L’énergie solaire est une énergie propre, inépuisable et fiable dont l’exploitation ne fait que commencer. Elle ouvre la voie à différents modèles économiques tels que la revente d’électricité et l’autoconsommation, qui convertit les particuliers en véritables acteurs de la transition énergétique et de la révolution verte. Ce marché en pleine expansion est par ailleurs prometteur car les innovations apportées permettent chaque année d’amoindrir le coût des panneaux tout en améliorant leur rendement.

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