Panneau solaire : peut-on vraiment être autonome en électricité ?

Selon le gestionnaire du réseau de transport d’électricité (RTE), la France a traversé en 2022 la crise énergétique la plus importante depuis 1970. Ce n’est pas un hasard si 90 % des Français souhaitent le développement des énergies renouvelables.

Dans un contexte de tensions sur l’approvisionnement, liées aux effets combinés des conséquences de la guerre en Ukraine et de la capacité de production en difficulté, l’électricité n’a pas été épargnée. Cette situation participe à la hausse permanente du coût de l’électricité pour les particuliers, qui se tournent en nombre vers les solutions d’autoconsommation.

À la fois renouvelable, vecteur d’économies et peu carboné, le panneau solaire est une solution pour gagner en autonomie dans votre consommation d’électricité. Les panneaux photovoltaïques peuvent-ils vraiment vous rendre autonome en électricité ? Comment fonctionne l’autoconsommation instantanée ? Comment simuler votre rendement et votre taux d’autoconsommation ? Décryptage.

Un projet d’installation de panneaux photovoltaïques ?

Électricité : contexte et prix

En 2018, 11,9 millions de logements étaient chauffés au gaz naturel et 10,6 millions à l’électricité (chiffres clés 2022).

L’usage de l’énergie, que ce soit du gaz ou de l’électricité, ne se limite pas au chauffage , puisqu’elle permet :

• D’alimenter et de recharger nos appareils du quotidien (réfrigérateur, machine à laver, téléphone portable, etc.),
• D’assurer l’éclairage,
• De cuire les aliments (plaques vitrocéramiques ou à induction).

Ainsi, on peut considérer que l’ensemble des 37,2 millions de logements que compte la France est alimenté en électricité.

Pour pourvoir à cette demande, la consommation électrique française reposait en 2021 sur le mix énergétique suivant :

• 40 % de nucléaire,
• 28 % de pétrole,
• 15 % de gaz naturel,
• 14 % d’énergies renouvelables,
• 3 % de charbon.

On voit donc que malgré l'objectif national et européen de décarbonation, près de la moitié du mix provient encore d'énergies fossiles.

En 2021, seulement 55 % de l’énergie consommée était produite en France. Cette dépendance énergétique à nos pays voisins explique en partie l’augmentation continue du coût de l’électricité depuis les années 1960. Notre dépendance au gaz russe (17 % du gaz disponible en France) est problématique depuis la survenue de la guerre en Ukraine. Les difficultés d’approvisionnement liées à l’embargo européen sur les importations d’énergie russe ont fait craindre une pénurie d’électricité l’hiver dernier.

Ce contexte géopolitique s’est additionné aux problématiques environnementales qui ont eu un effet direct sur la production d’électricité en 2022 :

• Hydraulique en recul de 20 %,
• Nucléaire en recul de 30 %.

Cela s’explique notamment par la sécheresse qui a réduit le débit des cours d’eau ainsi que par l’arrêt prolongé de nombreux réacteurs nucléaires en raison de fissures de corrosion.

Le coût de l’électricité pour les particuliers augmente ainsi régulièrement, mais de manière limitée grâce au bouclier tarifaire : + 5 % en 2022, + 15 % en février 2023 puis + 10 % en août (tarif réglementé de vente). Ce bouclier est une mesure de l'État pour préserver le pouvoir d'achat des Français.

Autonomie et énergies renouvelables : une réponse à la hausse des prix de l’électricité ?

Pour limiter notre dépendance énergétique et nous préserver des hausses de tarifs, l’autonomie et le recours aux énergies renouvelables — et produites localement — sont des solutions pertinentes.

Selon RTE (gestionnaire du réseau de transport électrique), l’année 2022 a été marquée par un volume record d’installations renouvelables avec 5 GW. La production d’énergie renouvelable est répartie comme suit :

• 49,5 % d’hydraulique,
• 32,4 % d’éolien,
• 10,8 % de solaire photovoltaïque.

Dans le but d’augmenter la part des énergies renouvelables, la France a établi une feuille de route afin de fixer ses objectifs à l’horizon 2050. Grâce à la loi relative à la transition énergétique pour la croissance verte de 2015 et la loi relative à l’énergie et au climat de 2019, la part du renouvelable devra représenter :

• 38 % de la consommation finale de chaleur et 15 % de la consommation finale de carburant en 2030,
• 40 % de la production d’électricité (cela représentait 22,5 % en 2020),
• 70 % en 2050 pour atteindre la neutralité carbone.

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Devenir autonome grâce aux panneaux photovoltaïques ?

Selon l’Ademe (Agence de la transition écologique), le potentiel solaire inexploité en France représente 364 GW en toiture et 775 GW au sol. Par comparaison, la puissance installée au 3^e trimestre 2022 atteignait 15,8 GW. Ce gisement considérable pourrait être exploité par le biais de panneaux solaires ou panneaux photovoltaïques.

Qu’est-ce qu’un panneau photovoltaïque ?

Un panneau photovoltaïque permet de capter les rayons du soleil (photons) et de les convertir en courant électrique (volts).

Chaque panneau est composé par une multitude de cellules photovoltaïques formées à partir d’un matériau semi-conducteur : le silicium dans la plupart des cas. Ce dernier est disponible en abondance, car il s’agit d’un extrait de silice, contenu dans le sable.

Au contact de la lumière, les électrons du silicium s’activent, ce qui génère un courant continu. Pour que l’électricité produite puisse alimenter nos appareils électriques, celle-ci doit être transformée en courant alternatif, grâce à un onduleur.

Plusieurs générations de panneaux photovoltaïques se sont succédé et ont contribué à l’évolution de cette technologie :

• Le silicium cristallin (durée de vie entre 25 et 30 ans, mais rendement moindre),
• Les couches minces (rendement faible, composants toxiques, mais coût de production inférieur),
• Les cellules organiques (énergie solaire à un tarif peu élevé),
• Les cellules à concentration (rendement relativement élevé, nécessite un ensoleillement important),
• Les cellules pérovskites hybrides (encore en développement, permettent d’atteindre des rendements proches de 22 %).

Un panneau solaire photovoltaïque permet à la personne qui l’exploite de bénéficier de :

• L’autoconsommation partielle avec revente de l’excédent au gestionnaire du réseau de distribution de l’électricité ou avec stockage du surplus,
• La revente totale de la production électrique pour participer au mix énergétique national.
• L'autoconsommation totale, mais il s'agit d'un cas rare.

Comment être autonome grâce aux panneaux photovoltaïques ?

L’autonomie électrique peut se définir par l’absence de recours à l'électricité fournie par le réseau de distribution grâce à la seule production solaire en autoconsommation. Cela présente plusieurs avantages :

• Réduire son impact sur l’environnement,
• Être indépendant du réseau de distribution d’électricité (pas d’impact en cas de panne),
• Ne pas dépendre du prix de l’électricité fixé par le fournisseur d’énergie,
• Pouvoir vivre dans des endroits isolés, au cœur de la nature.

L’utilisation de panneaux solaires photovoltaïques peut, dans certains cas, permettre une complète autonomie vis-à-vis du réseau électrique.

Cela implique néanmoins un parfait équilibre entre production et consommation qui repose sur 3 facteurs :

• La consommation : en raison de l'instantanéité de l'autoconsommation, celle-ci doit s’adapter en permanence à l’alternance des cycles jour/nuit et aux conditions météo (ne rien consommer la nuit, peu en hiver ou par temps nuageux et privilégier les pics de consommation en après-midi ensoleillé).
• La production : même avec un rendement optimisé et une installation dernier cri, l'autoconsommation électrique sera insuffisante pour pourvoir à 100 % des besoins tout au long de l’année (en particulier la nuit ou l'hiver)
• Le stockage : pour optimiser son autoconsommation y compris en période de faible ensoleillement, le recours à une batterie solaire est souvent nécessaire. Pourtant, il ne suffit pas d’une batterie pour être autonome. La réduction de sa consommation ou sobriété énergétique reste essentielle en cas d’ensoleillement plus faible.

Beaucoup de facteurs entrent en ligne de compte pour se rapprocher de l’autonomie électrique. Cela implique une installation matérielle adaptée, une préparation et une organisation sans faille pour optimiser sa production et parvenir à restreindre sa consommation.

Pour être autonome, un logement doit assurer lui-même 100 % de la consommation électrique du ménage. Dans les faits, il est très rare qu’un logement soit 100 % autonome en raison de l’investissement important que cela représente d’un point de vue financier et comportemental (sobriété et adaptation constante).

Tout d'abord, le rendement d’un panneau photovoltaïque est compris entre 6 et 31 % selon :

• Le niveau d’ensoleillement de la zone géographique de l’emplacement de l’installation,
• L’orientation et l’inclinaison des panneaux photovoltaïques,
• La puissance intrinsèque des panneaux photovoltaïques (exprimée en kilowatts-crête).

Plus le rendement est élevé, plus on considère qu'un module est performant, car il convertit une grande partie de l'énergie reçue en électricité. Toutefois, le rendement n'est qu'un critère parmi d'autres pour gagner en indépendance. En effet, même si votre installation est à la pointe de la technologie, elle ne produira pas la nuit par exemple.

Pour se rapprocher de l’autonomie, il faut nécessairement avoir recours aux batteries solaires qui permettent le stockage et l’utilisation différée de l’électricité générée, associée à la sobriété de votre consommation.

Vous envisagez de mettre des capteurs sur votre toit ?

Tout savoir sur le principe d’autoconsommation instantanée

Le principe d’autoconsommation instantanée consiste à produire sa propre électricité pour assurer, en partie, sa consommation électrique. Cela permet de s’engager dans la transition écologique en recourant à une énergie renouvelable, avec un investissement réduit et peu de contraintes liées à l’installation.

Depuis plusieurs années, le prix des panneaux photovoltaïques est en baisse et le coût du kilowattheure augmente : tout est réuni pour un essor massif.

Les règles de l’autoconsommation instantanée

L’autoconsommation individuelle est régie par l’article L315-1 du code de l’énergie : « le producteur ou autoproducteur consomme lui-même et sur un même site, tout ou partie de l’électricité produite par son installation. »

L’électricité produite peut être consommée de manière :

• Instantanée,
• Après une période de stockage, possible grâce à une batterie solaire.

Lorsque la production excède la consommation, le surplus d’électricité n’est pas perdu. Il est stocké en cas de présence d’une batterie solaire ou réinjecté sur le réseau public par le biais :

• D’une vente,
• D’une cession à titre gratuit (possible uniquement pour les installations dont la puissance est inférieure à 3 kVA).

L’autoconsommation instantanée correspond à l’énergie solaire produite et immédiatement consommée sur place. Le taux d’autoconsommation est généralement compris entre 48 et 65 % selon EDF ENR. En effet, les pics de production ont lieu en journée lorsque l’ensoleillement est maximum alors que les pics de consommation ont généralement lieu tôt le matin et en soirée.

Pour bénéficier de l’autoconsommation instantanée, certaines règles sont à respecter :

• Déclarer le projet d’installation solaire en mairie.
• Vérifier l’adéquation de votre projet d’installation au regard du Plan Local d’Urbanisme (PLU) de votre commune.
• Obtenir l’autorisation des Bâtiments de France lorsque votre projet se situe dans le périmètre d’un bâtiment classé.
• Déclarer l’installation auprès du gestionnaire du réseau d’électricité en cas de projet de revente du surplus.
• Informer votre assurance habitation de l’installation de panneaux photovoltaïques en toiture.

Comment maximiser l’autonomie grâce au stockage ?

Pour maximiser son autonomie électrique, le stockage d’énergie est la solution privilégiée.

Il améliore considérablement l’autonomie de votre production solaire qui peut alors être consommée en différé (après la période d’ensoleillement). Les batteries physiques peuvent être vendues séparément ou incluses dans certains kits solaires.

La puissance et le prix de ces solutions de stockage varient selon la technologie utilisée :

• Les batteries solaires au plomb ouvert sont les moins chères, mais ont une durée de vie limitée et sont toxiques pour l’environnement.
• Les batteries AGM ou plomb fermé ont une durée de vie légèrement supérieure et ont l’avantage de ne pas dégager d’hydrogène ou de chaleur en charge.
• Les batteries Gel (plomb haut de gamme) ont une durée de vie bien supérieure aux modèles précédents.
• Les batteries au lithium ont la meilleure durée de vie du marché, sont majoritairement recyclables, mais ont la particularité d’être chères à l’achat.

Le cas du stockage virtuel

Il existe également des batteries dites « virtuelles », dans le sens où elles ne nécessitent pas d'installation d’un matériel physique à domicile. Leur fonctionnement repose sur un système de crédit d’électricité auprès du fournisseur, lorsque la production est supérieure à la consommation. Ce surplus est enregistré dans le Cloud, comme si vous le mettiez de côté pour plus tard.

Quand les panneaux ne produisent plus (mauvais temps ou la nuit), le consommateur peut alors puiser dans sa réserve d’électricité. Ce n’est donc pas l’électricité produite par vos panneaux que vous consommez, mais une quantité d’énergie équivalente provenant du réseau. Les batteries virtuelles présentent plusieurs avantages :

• Durée de vie illimitée,
• Capacité de stockage illimitée,
• Accessible sous forme d’abonnement ou d’achat unique.

Doit-on tout de même être rattaché au réseau ?

L’obligation de raccordement au réseau public de distribution dépend de l’option choisie lors de l’installation de vos panneaux photovoltaïques :

• La vente de la totalité de votre production électrique est injectée sur le réseau par le biais d’un contrat passé avec le fournisseur (EDF OA pour obligation d’achat). Le gestionnaire de réseau doit donc se rattacher à votre installation pour bénéficier de cette option.
• L’autoconsommation avec revente du surplus d’électricité implique également le raccordement au réseau pour injecter l’énergie vendue aux conditions tarifaires du contrat EDF OA.
• L’autoconsommation avec stockage, qui permet de s’alimenter en priorité — après autoconsommation instantanée — sur la batterie solaire puis sur le réseau si nécessaire.
• L’autoconsommation totale ne nécessite pas de raccordement au réseau public de distribution puisque l’intégralité de la production est consommée localement.

Cette dernière option est risquée, car en cas de non-consommation de la totalité produite, le surplus serait perdu sans possibilité de revente.

Calculez votre rendement et votre taux d’autoconsommation

Bien que la France soit un pays propice au développement de l’énergie solaire, il est nécessaire de connaître le rendement et le taux d’autoconsommation atteignable avant de vous lancer.

Grâce à son algorithme, le simulateur Hellio analyse différentes informations. Il vous permet de connaître avec précision le rendement futur de votre installation en analysant :

• La situation géographique du projet d’installation,
• Le type de panneau solaire,
• La superficie de toiture,
• L’orientation et l’inclinaison de la toiture.

Avec ces éléments et la consommation annuelle du foyer, vous pouvez obtenir les données suivantes :

• Les économies d’électricité dont vous pourrez bénéficier grâce à l’autoconsommation,
• Une estimation des revenus générés par la revente du surplus d’électricité,
• La rentabilité de votre installation de panneaux photovoltaïques,
• La durée d’amortissement de l’investissement réalisé,
• Votre éligibilité aux aides financières pour l’installation de panneaux photovoltaïques.

Avec notre offre de batterie virtuelle, gagnez en autonomie photovoltaïque

En juin 2023, Hellio a lancé SolaireMAX, une solution de stockage virtuel dans le « Cloud ». Cette batterie vous permet d'autoconsommer un maximum d'électricité, même la nuit et en hiver. Différentes puissances de stockage sont à votre choix.

Nos experts vous accompagnent dans le dimensionnement de votre installation photovoltaïque, et le choix des options de stockage.

À la clé : des factures énergétiques en forte baisse, pour économiser toute l'année !

Simulez votre rendement et votre taux d’autoconsommation