Le coût du photovoltaïque
Voilà une petite étude sur les panneaux photovoltaïques du marché (en 2011).
Les conclusions sont après le tableau
En introduction, il peut-être utile de lire quelques articles :
par exemple : panneaux solaires photovoltaïques, cellule photovoltaïque.
Quelques explications pour pouvoir lire le tableau
Ce tableau calcul une forme de rentabilité
économique, en fonction de différentes hypothèses
(rendement et puissance des des panneaux, prix d'achat, couverture des
besoins, tarif du KWh acheté à EdF, et vendu à
EdF...)
Rq : Les cellules en gris sont calculées à partir des données des autres cellules.
Au départ, le besoin électrique est celui d'un foyer moyen : 2500 kWh (col 1).
On le comble en consommation en tout ou partie, en fonction des
hypothèses, à partir d'une certaine surface (col 3) de
panneaux standards,
Ces panneaux ont un certain rendement (col 6), qui donne une production
maximum (col 2) dépendant de ce rendement et du lieu. Ce
maximum est autour de 100 kWh/m2/an
(ce qui correspond à un gisement en France de 1000 Kw/m2/an multiplié par le rendement du paneau).
Le produit des 2 donne la consommation produite dans l'année (col 7 = col 2 x col 3).
Si cette consommation est supérieure au besoin (col 7 > col
1), il existe une surproduction (col 8 = col 7 - col 1), qui pourra
être revendue à EdF, à un certain tarif (col 15).
Dans le cas contraire (col 8 <0), il faudra combler le manquant avec
une autre source d'énergie que les panneaux : le courant
standard acheté à EdF au tarif de la col 12.
Mais la consommation n'est pas le seul point à regarder. Il faut
aussi déterminer quelle doit être la puissance
instantanée maximum qu'il est possible de gérer,
afin de déterminer quelles sont les puissances maximales des équipements que l'on peut raccorder aux panneaux.
Ces panneaux ont un certaine puissance (col 5), autour de 100 Watt/m2,
qui avec la surface, va donner une puissance maximum admissible (col 4
= col 5 x col 3) ,
de 1 à 6 Kw dans nos exemples.
Ces
panneaux ont nécessité un investissement (col 11), lui
même la somme de la partie pièce (col 9) et main d'oeuvre
(col 10).
Si je n'avais aucun panneau, j'aurais consommé (col 13) mon
besoin (col 1) valorisée au tarif EdF d'achat (col 12) : col 13
= col 1 x col 12.
Mais avec les panneaux, j'ai acheté uniquement ce que je
n'ai pas produit avec les panneaux (conso résiduelle en col 14),
c'est à dire ma sous-production (col 8) valorisée au tarif EdF d'achat (col 12) : col 14 = col 8 x col 12.
Et si j'ai sur-produit (col 8 > 0),je revend à EdF cette
surproduction (col 16), valorisée au tarif subventionné
de vente à EdF (col 15) : col 16 = col 8 x col 15.
Mon gain (col 17) est dans tous les cas : conso prévue(col 13) -conso résiduelle (col 14) + revente Edf (col 16).
En divisant l'investissement initial (col 11) par ce gain annuel (col
17), je trouve une valeur approchée du temps de retour de
l'achat de panneaux (col 18 = dernière colonne). |
| Besoin (Kwh/an) |
Pro duction (Kwh/ m2/an) |
Surface (m2) |
Puis- sance (Kwc) |
Puis sance /m2 Wc/m2 |
Rendement (gisement ref=1000 Kwh/ m2/an) |
Production (Kwh/an) |
Sur- production (Kwh/an) |
Coût Fourniture (€HT/m2) |
Coût Pose (€HT/m2) |
Investis- sement (€TTC) |
Coût achat du Kwh (€TTC) |
Conso initiale €TTC/an |
Conso résiduelle €TTC/an |
Coût revente à EdF du Kwh (€TTC) |
Coût revente à EdF (€TTC) |
Économie & Gain €TTC/an |
Temps de retour simplifié (années) |
| besoin total sinon offre |
|
|
|
|
1000 |
|
|
hypothèse TVA à 19.6% |
hypothèse TVA à 5.5% |
fourniture et pose |
01:actuel, 0.4:pro- spective |
|
|
delta avec achat : >0 si subvention |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| Solaire
fixe sur base d'une consommation électrique annuelle de 2500 Kwh
(conso moyenne faible d'un foyer de 3 personnes max ; pas de clim
ni congel, PC portables...) |
| en prenant en compte le tarif actuel – cher – des panneaux – hypothèse nominale |
| 2500 |
100 |
10 |
1 |
100 |
10% |
1000 |
-1500 |
700 |
100 |
9427 |
0.100 |
250 |
150 |
0.328 |
0 |
100 |
94 |
| 2500 |
100 |
10 |
1 |
100 |
10% |
1000 |
-1500 |
700 |
100 |
9427 |
0.400 |
1000 |
600 |
0.328 |
0 |
400 |
24 |
| 2500 |
100 |
10 |
1 |
100 |
10% |
1000 |
-1500 |
700 |
100 |
9427 |
0.400 |
1000 |
600 |
0.400 |
0 |
400 |
24 |
| 2500 |
100 |
50 |
5 |
100 |
10% |
5000 |
2500 |
700 |
100 |
47135 |
0.100 |
250 |
0 |
0.328 |
820 |
1070 |
44 |
| 2500 |
100 |
50 |
5 |
100 |
10% |
5000 |
2500 |
700 |
100 |
47135 |
0.100 |
250 |
0 |
0.600 |
1500 |
1750 |
27 |
| 2500 |
100 |
50 |
5 |
100 |
10% |
5000 |
2500 |
700 |
100 |
47135 |
0.400 |
1000 |
0 |
0.600 |
1500 |
2500 |
19 |
| 2500 |
100 |
50 |
5 |
100 |
10% |
5000 |
2500 |
700 |
100 |
47135 |
0.400 |
1000 |
0 |
0.400 |
1000 |
2000 |
24 |
| en
supposant une baisse du prix de revient de panneaux plus efficaces
– hypothèse optimiste (tarifs déjà existants
en polycristallins) |
| 2500 |
120 |
10 |
1.25 |
125 |
12% |
1200 |
-1300 |
300 |
50 |
4115.5 |
0.100 |
250 |
130 |
0.328 |
0 |
120 |
34 |
| 2500 |
120 |
10 |
1.25 |
125 |
12% |
1200 |
-1300 |
300 |
50 |
4115.5 |
0.400 |
1000 |
520 |
0.328 |
0 |
480 |
9 |
| 2500 |
120 |
10 |
1.25 |
125 |
12% |
1200 |
-1300 |
300 |
50 |
4115.5 |
0.400 |
1000 |
520 |
0.400 |
0 |
480 |
9 |
| 2500 |
120 |
50 |
6.25 |
125 |
12% |
6000 |
3500 |
300 |
50 |
20577.5 |
0.100 |
250 |
0 |
0.328 |
1148 |
1398 |
15 |
| 2500 |
120 |
50 |
6.25 |
125 |
12% |
6000 |
3500 |
300 |
50 |
20577.5 |
0.100 |
250 |
0 |
0.600 |
2100 |
2350 |
9 |
| 2500 |
120 |
50 |
6.25 |
125 |
12% |
6000 |
3500 |
300 |
50 |
20577.5 |
0.400 |
1000 |
0 |
0.600 |
2100 |
3100 |
7 |
| 2500 |
120 |
50 |
6.25 |
125 |
12% |
6000 |
3500 |
300 |
50 |
20577.5 |
0.400 |
1000 |
0 |
0.400 |
1400 |
2400 |
9 |
| en
supposant des panneaux peu efficaces à bas coûts (amorphe
déroulants et non «luxe marine » ) –
hypothèse très optimiste |
| 2500 |
70 |
20 |
1.2 |
60 |
7% |
1400 |
-1100 |
100 |
10 |
2603 |
0.100 |
250 |
110 |
0.328 |
0 |
140 |
19 |
| 2500 |
70 |
20 |
1.2 |
60 |
7% |
1400 |
-1100 |
100 |
10 |
2603 |
0.400 |
1000 |
440 |
0.328 |
0 |
560 |
5 |
| 2500 |
70 |
20 |
1.2 |
60 |
7% |
1400 |
-1100 |
100 |
10 |
2603 |
0.400 |
1000 |
440 |
0.400 |
0 |
560 |
5 |
| 2500 |
70 |
100 |
6 |
60 |
7% |
7000 |
4500 |
100 |
10 |
13015 |
0.100 |
250 |
0 |
0.328 |
1476 |
1726 |
8 |
| 2500 |
70 |
100 |
6 |
60 |
7% |
7000 |
4500 |
100 |
10 |
13015 |
0.100 |
250 |
0 |
0.600 |
2700 |
2950 |
4 |
| 2500 |
70 |
100 |
6 |
60 |
7% |
7000 |
4500 |
100 |
10 |
13015 |
0.400 |
1000 |
0 |
0.600 |
2700 |
3700 |
4 |
| 2500 |
70 |
100 |
6 |
60 |
7% |
7000 |
4500 |
100 |
10 |
13015 |
0.400 |
1000 |
0 |
0.400 |
1800 |
2800 |
5 |
| Référence=installation fixe d'un polycristallin économique (cas ou la production égale le besoin) |
| 2500 |
125 |
20 |
2.5 |
125 |
14% |
2500 |
0 |
300 |
50 |
8231 |
0.100 |
250 |
0 |
0.000 |
0 |
250 |
33 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| Solaire
portatif (pour l'énergie produite, le facteur de charge pris est
de 1000 h/an – cf colonne Production) ; marque SUNSET chez
CONRAD. Maison ou caravaning. |
| Les garanties sont de 20 ans pour les polycristallins, plutôt 10 ans pour les monocristallins |
| Kit
panneaux solaires polycristallin 230 volts : 450x980x35, 17.1V,
3.20A, 50 Wc + régulateur de charge 4A + convertisseur
12v>230v : 649 € TTC, dont 479 € TTC sans
convertisseur (Conrad) |
| 50 |
113.38 |
0.44 |
0.05 |
113.38 |
11% |
50 |
0 |
1230.48 |
0 |
649 |
0.100 |
5 |
0 |
0.000 |
0 |
5 |
130 |
| Kit
panneaux solaires polycristallin 12 volts : 1477x660x35, 17.5V,
5.50A, 85 Wc + régulateur de charge 4A : 789 € TTC, dont
699 € TTC sans régulateur (Conrad) |
| 85 |
87.20 |
0.97 |
0.085 |
87.20 |
9% |
85 |
0 |
676.74 |
0 |
789 |
0.100 |
8.5 |
0 |
0.000 |
0 |
8.5 |
93 |
| Panneaux solaires polycristallin 12 volts ci dessus seuls (normalement vers 100 kwh/m2/an) |
| 50 |
113.38 |
0.44 |
0.05 |
113.38 |
11% |
50 |
0 |
794.41 |
0 |
419 |
0.100 |
5 |
0 |
0.000 |
0 |
5 |
84 |
| 85 |
87.20 |
0.97 |
0.085 |
87.20 |
9% |
85 |
0 |
599.54 |
0 |
699 |
0.100 |
8.5 |
0 |
0.000 |
0 |
8.5 |
82 |
| Autre
modèle seul ; la puissance crête la plus
élevé des panneaux à l'unité – achat
grand public. Avec 2 hypothèses du coût de
l'énergie. |
| 130 |
133.09 |
0.98 |
0.13 |
133.09 |
13% |
130 |
0 |
683.93 |
0 |
799 |
0.100 |
13 |
0 |
0.000 |
0 |
13 |
61 |
| 130 |
133.09 |
0.98 |
0.13 |
133.09 |
13% |
130 |
0 |
683.93 |
0 |
799 |
0.400 |
52 |
0 |
0.000 |
0 |
52 |
15 |
| Monocristallins ;
théoriquement, le rendement supérieur du panneau permet
une utilisation par temps beaucoup plus couvert (normalement vers 150
kwh/m2/an). |
| 45 |
133.50 |
0.34 |
0.045 |
133.50 |
13% |
45 |
0 |
989.71 |
0 |
399 |
0.100 |
4.5 |
0 |
0.000 |
0 |
4.5 |
89 |
| 80 |
126.74 |
0.63 |
0.08 |
126.74 |
13% |
80 |
0 |
780.22 |
0 |
589 |
0.100 |
8 |
0 |
0.000 |
0 |
8 |
74 |
| 120 |
123.18 |
0.97 |
0.12 |
123.18 |
12% |
120 |
0 |
745.86 |
0 |
869 |
0.100 |
12 |
0 |
0.000 |
0 |
12 |
72 |
| Amorphe, kit avec régulateur et batterie plomb 12V/7A + 2 ampoules avec culot et câbles 3.5m avec cosses |
| 12 |
41.63 |
0.29 |
0.012 |
41.63 |
4% |
12 |
0 |
722.33 |
0 |
249 |
0.100 |
1.2 |
0 |
0.000 |
0 |
1.2 |
208 |
| Amorphe,
estimation du précédent panneau seul : décote
pour accessoires (normalement vers 60 kwh/m2/an). |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
décote |
75 |
|
|
|
|
|
|
|
| 12 |
41.63 |
0.29 |
0.012 |
41.63 |
4% |
12 |
0 |
504.76 |
0 |
174 |
0.100 |
1.2 |
0 |
0.000 |
0 |
1.2 |
145 |
| On remarque que les kit en silicium amorphe ont une mauvaise efficience (rapport puissance prix), le contraire de l'attendu. |
Rentable ?
(par rapport au réseau EdF)
Par rapport à un coût réseau de 10 c€/KWh
sans subvention du coût du Kwh solaire produit,
le temps de retour est à environ 30 ans.
Le temps de retour (8 ans) deviendrait intéressant
en regard de la durée de vie (20 ans)
si le coût de l'énergie venait à quadrupler (40 c€/KWh)
Quel photovoltaïque choisir ?
Photovoltaïque monocristallin
C'est celui de plus fort rendement (normalement vers 15-20%), et le plus cher.
Il faut compter >130 Kwh/m2/an pour les modèles du commerce ci-dessus, assez faible en rendement (13%),
et de 800 à 1000 €HT/m2 de panneau. La vérification d'un bon rendement semble donc capitale.
Photovoltaïque polycristallin
Le polycristallin, de rendement autour de 9-13%, est actuellement le plus économique
Il faut compter 80-130 Kwh/m2/an, à 600-800 €HT/m2 de panneau
Photovoltaïque amorphe
Avec un rendement inférieur (autour de 5%), et un coût de production inférieur,
l'amorphe du commerce a un coût largement prohibitif.
Il faut compter 50 Kwh/m2/an (plutôt un maximum), à 600 €HT/m2 de panneau (+-100)
Soit un produit 4 fois moins efficient (les temps de retour avoisinent les 120 ans !)
Ce type de panneau, malgré un rendement déplorable,
semble considéré comme un produit de luxe (marine, randonnée high tech).
Cela ne favorise pas à l'évidence la percée du photovoltaïque !
Ecologique ?
Les panneaux photovoltaîque à privilégier sont donc ceux
fabriqués à partir d'énergie décarbonnée.
Actuellement, les panneaux sont la plupart du temps fabriqué en chine
et donc à partir de fabriques alimentées en électricité qui provient du charbon
Leurs fabrication est donc largement émettrice de CO2.
L'énergie grise des panneaux reste élevée :
400 (amorphe) à (les autres) 600 kWh/m2
sont nécessaire pour les fabriquer et les installer.
Il faut donc semble-t-il environ 5 ans d'utilisation
pour contrebalancer l'économie réalisée.
Le temps de retour "écologique" serait logiquement à compter à part de J+5ans.
Pour une durée de vie de 20 ans, il ne reste que 20-5=15 ans pour les rentabiliser
(par rapport à une énergie électrique provenant du réseau EdF).
L'ensemble de ces éléments
(subvention initiale d'une pollution CO2, subvention continue d'une énergie chère)
explique certainement pourquoi la subvention de ces panneaux est en diminution.
Localisation et ensoleillement ?
Nous voyons qu'en France, des panneaux solaires bien orientés (et captant 75% du rayonnement solaire)
peuvent esperer partir d'un gisement (échelle du bas) proche de 1000 kWh/m2/an (de 800 à 1400)
Au sud du Portugal, on peut espérer monter à 1600 kWh/m2/an
et au nord de l'écosse, le gisement se réduit à 700 kWh/m2/an
Avec un rendement panneau de 10% (exemple du polycristallin),
on arrive à une énergie électrique produite autour de 1000 x 10% = 100 kWh/m2/an
|
