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 Les panneaux solaires photovoltaïques : Comment ça marche ? Quel est le cout d'un panneau solaire ?
Quel délai pour la pose, l'installation d'un panneau solaire ?
Combien rapporte une installation de panneaux solaires ? Quelle est la rentabilité des panneaux solaires aujourd'hui ? Faut il préférer le solaire photovoltaïque ou un système d'eolienne pour particulier ?

En conciliant les préoccupations énergétiques et écologiques actuelles, le solaire photovoltaïque raccordé au réseau représente une filière pleine d'avenir et lucrative. Crédit d'impôt et revente de l'électricité contribuent à son succès.
En métropole, les demandes des particuliers pour raccorder une installation photovoltaïque au réseau public ont commencé timidement en 2004.Elles se sont accrues considérablement depuis 2006.Ainsi, de 568 installations en 2005,on est passé à 1600 en 2006,2640 en 2007,plus de 20 000 en 2008.Et 2009 est considérée comme une année record ! L'objectif officielde 160MW (mégawatts ) installés avant 2010 a déjà été atteint en 2008 ! Selon les professionnels, nous pouvons aisément atteindre les 500 MW installés par an d'ici à 2013,pour viser les 1000 MW/an avant 2018.Ce réveil soudain s'explique non seulement par les préoccupations environnementales, mais surtout par la publication en juillet 2006 des tarifs d'achat de l'électricité solaire ( arrêté du 10/07/2006 publié au Journal officiel du 26 juillet 2006).À cela s'ajoutent un crédit d'impôt reconduit d'année en année (50% en 2010) et les récents prêts avantageux ( prêt à taux zéro, Livret LDD, prêts verts...)

Un prix d'achat incitatif pour le photovoltaïque :
Lorsque la maison est raccordée au réseau, l' installation photovoltaïque fonctionne au fil du jour. Chaque kilo-watt-heure (kWh) produit ,comptabilisé par un compteur indépendant, est envoyé automatiquement sur le réseau, sans intervention de l'utilisateur. Un second branchement assure la consommation courante du logement, comptabilisée par un deuxième compteur. L'électricité solaire produite par l'installation est tenu d'acheter l'énergie produite par contrat sur une durée de vingt ans .En 2010,pour les particuliers, le tarif d'achat par EDF est de 58 c/kWh si les capteurs, d'une puissance égale ou inférieure à 3kWc (kilowatt-crête), sont intégrés au bâti, à 42 c/kWh, et à 31,4 c/kWh si les modules photovoltaïques ne sont pas intégrés au bâti.
L'électricité solaire est vendue cinq fois plus cher au fournisseur d'énergie que le prix de vente facturé habituellement par EDF(0,11€ /kWh, hors tarifs spéciaux).Dès sa mise en service, l'installation photovoltaïque génère des revenus annuels garantis par contrat sur vingt ans ,ce qui permet d'amortir plus rapidement l'investissement et de se constituer un revenu annuel après remboursement des crédits.

Les capteurs photovoltaïque :
L'électricité solaire est obtenue au moyen de cellules de silicium qui transforment la lumière du soleil en courant électrique. Pour bénéficier d'une puissance suffisante, les cellules, qui ont un rendement faible ,sont reliées entre elles et constituent des modules ou des capteurs photovoltaïques. Ce sont des panneaux rectangulaires de quelques centimètres d'épaisseur ,d'une surface comprise entre 0,5 et 3 m².Aucune pièce mécanique n'est en mouvement, les matériaux employés ( verre, aluminium) résistent aux aléas climatiques. La durée de vie d'un capteur photovoltaïque est estimée à plusieurs dizaines d'années. Les performances sont variables, selon la composition de la cellule et la technologie utilisée.
Le silicium monocristallin possède un rendement élevé ( de 15 à 18 %). En revanche, sa fabrication est délicate et coûteuse.

Les cellules en silicium poly cristallin :
produites à partir des déchets du silicium monocristallin sont les plus courantes. Elles ont un rendement un peu plus faible ( de 12 à 14%) mais leur coût de production est nettement moins élevé.
Les cellules en silicium amorphe sont obtenues par la projection d'une fine couche uniforme de silicium naturel réduit en poudre sur une feuille de verre. Ce sont les moins chères, mais elles ont le rendement le plus faible (6 à 8%).Elles sont utilisées pour les applications mobiles (calculatrices, chargeurs de batteries...) et sur les grandes surfaces de toit des bâtiments industriels ou tertiaires.
Les récentes recherches tendent à rendre les capteurs photomosaïques plus discrets, plus esthétiques et à faciliter leur intégration .Certains sont prévus pour s'intégrer aux couvertures en tuile, en ardoise ou encore en zinc, ainsi que sur des vérandas...

L'ÉNERGIE PHOTOVOLTAÏQUE : énergie universelle, respectueuse de l'environnement.

1. La conversion de la lumière en électricité : comment ça marche ?
La cellule photovoltaïque (ou photopile) est un composant électronique semi-conducteur dans lequel l'absorption des grains élémentaires de la lumière (photons), libère des électrons. Ce phénomène créé un courant électrique sans aucun mouvement, sans fluide, sans pollution ni production de déchets. L'énergie produite par les photopiles est généralement stockée dans des batteries.

2. Les applications :
Utilisée à l'origine pour les satellites, l'énergie photovoltaïque trouve aujourd'hui de nombreuses applications : calculatrices, horodateurs, balises en mer, relais de télécommunication mais aussi l'électrification d'une habitation ou d'un village isolé.
Le coût des modules photovoltaïques reste élevé mais leur grande durée de vie (15-20 ans minimums) et leur facilité d'utilisation et d'entretien présente un intérêt évident dans de nombreuses situations.

3. Efficacité énergétique :
Afin de minimiser la taille des générateurs électriques, il est indispensable de réduire le plus possible les consommations d'électricité. Des gains importants sont possibles en utilisant par exemple des équipements électriques à haute efficacité énergétique (lampes fluo-compactes, réfrigérateurs de classe A.).

4. L'énergie photovoltaïque : un marché prometteur
L'énergie photovoltaïque se développe beaucoup dans l'habitat rural isolé. Ce secteur a un taux de croissance mondial de 25 %. En effet, le principal marché pour ce type d'énergie se situe à l'exportation dans des zones à faible densité de population qui n'auront probablement jamais accès à l'électricité sur grand réseau (2 milliard de personnes). Pour ces pays l'électrification présente des enjeux en terme de développement en maintenant par exemple les populations en zone rurale ou en permettant l'électrification des écoles, des dispensaires...


Les modules solaires photovoltaïques pour produire de l'électricité :
> Pour capter l’énergie lumineuse du soleil et la transformer en électricité, on utilise des modules photovoltaïques. Ces modules solaires, aux reflets bleutés, sont constitués, dans la plupart des cas, d’un assemblage de cellules photovoltaïques en silicium. Le silicium est fabriqué à partir de la silice (notamment présente dans le sable), une matière abondante sur toute la Terre. Mais, il faut rendre ce silicium très pur ce qui nécessite un apport important d’énergie.

> Comment fonctionne une cellule photovoltaïque ?
Une cellule mesure en général 15 cm sur 15 cm, sur 180 microns d’épaisseur (0,180 mm).


L’électricité correspond à un déplacement d’électrons. Aussi, pour rendre les électrons plus mobiles, le silicium découpé en fine tranche est dopé . La cellule photovoltaïque est en fait composée de deux zones : une zone dans laquelle une partie des atomes de silicium sont remplacés par des atomes de phosphore et une autre zone dans laquelle une partie des atomes de silicium sont remplacés par des atomes de bore. Il en résulte la création d’un champ électrique à l’interface de ces deux zones.
L’atome de phosphore possède un électron de plus que l’atome de silicium sur sa couche périphérique, et l’atome de bore en a un en moins.

Ainsi quand la lumière pénètre le silicium, elle apporte de l’énergie sous forme de photons. Les photons vont communiquer leur énergie aux atomes de silicium, conduisant à la création de charges électriques. Les électrons de la zone dopée au phosphore vont rejoindre les trous de la zone dopée au bore via la connexion extérieure. Ils sont alors collectés par les grilles en métal. Au passage, leur déplacement crée un courant électrique.

Pratiquement, une cellule photovoltaïque en technologie cristalline est donc composée de plusieurs couches actives :
- une couche anti-reflet sur la face avant dont le but est de faciliter au maximum la pénétration d’un maximum de photons
- une grille conductrice avant collectrice des électrons
- une couche dopée N (généralement grâce aux atomes de bore) avec porteurs de charges libres négatifs (électrons)
- une couche dopée P (généralement grâce aux atomes de phosphore) avec porteurs de charges positifs (trous)
- un contact métallique arrière pour collecter les charges positives.

L’électricité photovoltaïque ainsi produite peut ensuite être injectée dans le réseau électrique général pour être utilisée ailleurs, ou stockée dans des batteries pour servir à des moments où il n’y a plus de soleil.

> Les modules photovoltaïques sont utilisés depuis longtemps pour fournir de l’électricité en sites isolés : chalet de montagne, bouée en mer, cabine téléphonique. Cependant, sur ces sites qui ne sont pas raccordés au réseau électrique, des batteries de stockage sont nécessaires.
Depuis quelques années, ces modules sont de plus en plus installés sur le toit des bâtiments (maisons, immeubles),
Ils peuvent également être installés au sol ou en façades.

> Les systèmes photovoltaïques permettent aujourd’hui de produire en France environ 190 GWh (estimation de la production annuelle de 2009), ce qui correspond à la consommation électrique de 85 000 habitants.
Leur progression va être très importante dans les prochaines années.


Les centrales solaires : concentrer l’énergie du soleil pour produire de l’électricité
Il existe 2 types de centrales solaires qui permettent de produire de l’électricité :

- Les centrales solaires thermodynamiques : l’énergie du soleil est concentrée à l’extrême grâce à des miroirs et des paraboles. On obtient alors de très fortes températures, permettant la production de vapeur d’eau capable d’actionner des turbines et donc de produire de l’électricité.
En France, la centrale Thémis (dans les Pyrénées Orientales), fermée depuis 1986 a utilisé cette technologie. Actuellement, le projet d’une centrale plus performante hybride (solaire/gaz) Pégase est en cours. Cependant, ces centrales sont utilisées pour la recherche, et il n’en est fait aucune application industrielle.

- Les centrales solaires photovoltaïques : elles sont composées d'un ensemble de modules solaires photovoltaïques reliés en série ou en parallèle et branchés sur un ou plusieurs onduleur(s). La technique de production d’électricité est donc la même que pour des modules photovoltaïques installés sur un bâtiment.
Il existe plusieurs centrales photovoltaïques au sol en France mais aucune n’utilisant une technique de concentration, car ce système, pour être efficace, doit bénéficier d’un fort ensoleillement direct et est donc peu adapté à la France métropolitaine.


Le tarif de rachat et le crédit d'impôt
Pour vous permettre d’installer des panneaux solaires sur votre toiture, l’Etat peut vous accorder des aides, sous forme de crédit d’impôt ou de subventions. Par ailleurs, EDF Obligation d'Achat rachète l'électricité produite par votre installation photovoltaïque pour une durée de 20 ans.


Quel est le tarif de rachat de l'electricité solaire photovoltaique ?
Conformément à la loi du 10 février 2000, EDF a l’obligation d’acheter pendant 20 ans l’électricité produite par des particuliers à partir d’une énergie renouvelable. Les tarifs du photovoltaïque sont fixés par l’Etat. Depuis le 1er janvier 2012, les tarifs sont les suivants :

Résidentiel :
Integration au bati / 0-9 KWc / Tarif achat prévu dans le nouveau dispositif :38.80c€/ kWh
Integration au bati / 9-36 KWc / Tarif achat prévu dans le nouveau dispositif :33.95c€/ kWh

Integration simplifiée au bati / 0-36 KWc / Tarif achat prévu dans le nouveau dispositif :22.49.c€/ kWh
Integration simplifiée au bati / 36-100 KWc / Tarif achat prévu dans le nouveau dispositif :21.37c€/ kWh


Depuis le 5 mars 2011, les tarifs sont révisés chaque trimestre en fonction du nombre de projets déposés le trimestre précédent.

Quel est le credit d'impot proposé pour le solaire photovoltaique ?

Le crédit d’impôt est la principale aide financière. Il s’agit d’une disposition fiscale vous permettant de bénéficier d’une réduction d’impôt sur le revenu si vous installez des panneaux photovoltaïques sur votre toiture.

Le crédit d’impôt s’adresse à :

tous les contribuables, qu’ils soient imposables ou non ;
tous les propriétaires, les locataires ou les occupants à titre gratuit du logement.
En revanche, il ne concerne que les résidences principales.

Depuis le 1er janvier 2012, pour les particuliers, le crédit d’impôt photovoltaïque est égal à 11 % du montant des équipements pour les dépenses payées.

Les conditions d’application sont très strictes :

Le crédit d’impôt porte sur le prix TTC du matériel répondant aux normes EN 61215 ou NF 61646 (cette norme vise la qualification de la conception des modules photovoltaïques en couches minces pour application terrestre).
Le plafond général est maintenu, à savoir, le montant des dépenses ouvrant droit au crédit d'impôt est plafonné à :
ce montant est de 880 € pour une personne célibataire, veuve ou divorcée (avec plafond de 8000 €) ;
ce montant est de 1760 € pour un couple soumis à une imposition commune (avec un plafond de 16000 €) ;
cette somme est majorée de 44 € par personne à charge (avec un plafond de 400 €).
Un plafond spécifique de dépenses a par ailleurs été introduit au 1er janvier 2012. Il s'applique en fonction de la puissance installée, à savoir 11% de 3 200€ x le nombre de kWc installés. Ce plafond spécifique se substitue au plafond général lorsqu'il est inférieur à ce dernier.
Les équipements photovoltaïques doivent être fournis par l’entreprise qui réalise l'installation.

Personne celibataire :
Somme eligible maximum : 8000 €
Taux de credit d'impot : 11%
Montant du credit d'impot : 800 €

Couple sans enfant :
Somme eligible maximum : 16000 €
Taux de credit d'impot : 11%
Montant du credit d'impot : 1760 €

Couple avec un enfant :
Somme eligible maximum : 16400 €
Taux de credit d'impot : 11%
Montant du credit d'impot : 1804 €


Quelles sont les aides locales pour le solaire photovoltaique ?
Votre région ou votre département peuvent également vous attribuer des subventions. Ces aides sont complémentaires avec le crédit d’impôt photovoltaïque.

Chaque région recense les subventions régionales en matière d’énergies renouvelables. Vous pouvez consulter ces subventions sur le site de votre région.



Une puissance limitée
La puissance des capteurs est proportionnelle au nombre de cellules. Elle s'exprime en watt-crête (Wc ) ou kilowatt-crête (kWc).C'est la puissance délivrée par un module photovoltaïque sous un ensoleillement optimal de 1 kW/m² à 25 °C. En pratique, la puissance varie en fonction de l'ensoleillement reçu par le capteur et de sa température.
Les capteurs sont exposés plein sud et sont inclinés à 30°,dans l'idéal. Une exposition de sud-est à sud -ouest et une inclinaison de 20 à 60° sont acceptables. La puissance nécessaire dépend essentiellement de la surface disponible pour les panneaux sur le toit ,sur la terrasse ou la façade, de la production électrique envisagée et du budget que vous souhaitez y consacrer .

À noter: le crédit d'impôt ne s'applique que sur les installations de 3 kWc maximum et les revenus issus d'une installation photovoltaïque de puissance inférieure ou égale à 3 kWc ne sont pas imposables au titre de l'impôt sur le revenu.
Une puissance de 1 kWc correspond à une surface de capteurs de 10 m².La consommation moyenne électrique d'un ménage avoisine 3000 kWh par an ( hors chauffage et eau chaude sanitaire), soit 3 kWc en moyenne. Pour couvrir ces besoins ,il faut installer une puissance de 2,5 kWc dans le Sud de la France ( 25m² de capteurs ) et de 3,5kWc le Nord ( 35m² de panneaux)

Rectifier le courant
les panneaux photovoltaïques produisent du courant continu qui est transformé en courant alternatif (50Hz) par un appareil électronique, l'onduleur.Il a aussi pour fonction d'assurer la sécurité de l'équipement ,côté panneaux et réseau intérieur, mais aussi côté réseau de distribution: lorsqu'un agent EDF intervient, il ne s'agit pas de lui envoyer du courant alors qu'il croit l'avoir coupé!
Le remplacement de l'onduleur est à prévoir tous les 5 à 10 ans. Son coût de remplacement peut varier entre 0,6€/Wc et 1€/Wc. Certaines entreprises proposent un forfait annuel comprenant la maintenance, parfois un suivi électronique de la production pour repérer les éventuelles pannes, ou encore un forfait réparation qui consiste remplacer l'onduleur par un nouvel appareil sur lequel certaines pièces ont été réparées, pour un prix nettement moins important.

Quel est le prix d'une pose de panneaux solaires ? Quel est le cout d'achat des panneaux solaires ?
Le coût d'une installation est estimé de 6 à 15 €(HT) Wc selon la qualité des cellules et leurs mode de pose (au sol, sur toiture ,intégré au bâti). Une installation de 1 kWc coûte entre 8000 et 9000 €,2 kWc de 15 000 à 18 000 € (puissance moyenne installée en France) et 21 000 à 28 000€ pour 3kWc. Ces coûts comprennent le matériel et sa mise en œuvre.
Les charges d'accès au réseau, fixées par le gouvernement, seront facturées tous les ans (47€ HT) par le gestionnaire de réseau (ERDF ou l'entreprise locale de distribution ) avec lequel vous avez signé le contrat de raccordement.
Par exemple, une installation de 2 kWc, bien orientée et dans une région ensoleillée, va produire annuellement 2150 kWh. Après déduction des aides et du crédit d'impôt, le coût net de l'installation est de 10 000€.Les revenus annuels attendus sont de 1200€ environ ,soit un investissement amorti au bout de 8 ans .

Des démarches facilitées pour votre achat de panneau solaire :
Pour réaliser un projet photovoltaïque (ou éolienne pour particulier ),des démarches parfois ardues sont à entreprendre afin d'obtenir les autorisations nécessaires. Ces documents servent à établir la légalité de l'installation .ces démarches devraient être prochainement simplifiées.
Des sociétés spécialisées en énergies renouvelables ,des fournisseurs d'énergie (EDF,ENR,GDF-Suez,Butagaz,Prim-gaz...) proposent de prendre en charge toutes ces procédures administratives y compris l'obtention des subventions, de crédit ,du suivi des travaux par des professionnels qualifiés.

Bon à savoir : Ne pas confondre
Parce qu'ils utilisent tous les deux, à la base, le rayonnement du soleil ,le solaire thermique et le photovoltaïque sont souvent confondus. A tort .le premier le transforme en chaleur pour réchauffer un ballon d'eau chaude sanitaire ou un circuit de chauffage. Le photovoltaïque ,quant à lui, ne produit que de l'électricité qui est injectée sur le réseau public, voire consommée sur place lorsque la maison n'est pas raccordée au réseau.

Panneaux solaires : quels sont les critères d’installation ? Pensez à tout avant de vous lancer dans la pose de panneaux solaires photovoltaiques :
L’orientation plein sud, le rendement est meilleur. Mais il peut être envisagé jusqu’à 30° S-E ou 30° S-O. L’implantation sur un toit en pente (si son orientation, sa pente ou la structure de la charpente le permettent), sur une toiture-terrasse, en auvent, en façade, au sol, sur un talus… L’inclinaison, idéalement, entre 30 et 45°. Les panneaux doivent être perpendiculaires aux rayons du soleil à l’heure où ils chauffent le plus.
La pose de capteurs solaires doit être mentionnée dans le permis de construire (habitation neuve ou réhabilitation importante) ou faire l’objet d’une déclaration de travaux (rénovation). Renseignez-vous en mairie. Notez que cette installation peut vous être refusée dans certains cas, notamment si elle est visible depuis un monument historique.
En version intégrée ou semi-intégrée, les panneaux se substituent à la couverture, comme une fenêtre de toit. Les capteurs peuvent également être calepinés avec les fenêtres de toit selon des modules de mêmes dimensions. Des accessoires identiques de pose et d’étanchéité garantissent une intégration parfaite des capteurs dans la toiture. En version caisson , les panneaux posés sur la couverture sont maintenus par un châssis métallique. Pour la pose au sol, plusieurs options sont possibles, dont des châssis métalliques triangulés inclinables pouvant être dissimulés derrière des buissons…
Le cadre se pose sur la toiture, des pattes se fixant sur les chevrons. Prévoyez 2 tuiles d’aération pour le passage aller et retour des conduites pour les panneaux solaires thermiques.


Crédit d’impôts et financement alternatif :
C'est une disposition fiscale permettant aux ménages (personnes physiques) de déduire de leur déclaration sur le revenu une partie des dépenses réalisées dans leur résidence principale pour certains travaux d’amélioration en faveur des économies d’énergie et du développement durable. Peuvent en bénéficier, sous conditions propres les propriétaires bailleurs, les propriétaires occupants, les locataires et les copropriétaires à concurrence de leur quote-part. Si ce crédit d’impôt est supérieur au montant de l’impôt dû, l’excédent est remboursé au ménage. Il en va de même pour les ménages non imposables. Seuls les travaux et équipements répondant à certains critères et facturés par des professionnels (et non le coût de la main-d’œuvre), factures ou attestations à l’appui, sont pris en compte pour le calcul de la réduction d’impôt. Les taux indiqués concernent les équipements facturés pour une résidence principale du 1er janvier au 31 décembre 2010. Ils seront donc applicables sur les revenus de 2010, déclarés en 2011.Le montant total des dépenses ouvrant droit au crédit d’impôt pour la période du 1er janvier 2005 au 31 décembre 2012 ne pourra excéder 8 000 € pour une personne célibataire, veuve ou divorcée, et 16 000 € pour un couple marié ou pacsé. Ce plafond s’apprécie sur 5 années consécutives. Les logements de plus de 2 ans loués à des particuliers (autres que le conjoint ou un membre du foyer fiscal) qui en font leur résidence principale pendant 5 ans sont également éligibles au crédit d’impôt dans la limite de trois logements en location et en fonction d’un plafond de dépenses éligibles de 8 000 € par logement loué.
Financement alternatif
Il existe deux dispositifs complémentaires, en plus des avantages fiscaux (crédit d’impôt et TVA à taux réduit de 5,5 %), pour vous aider à financer les travaux d’amélioration de votre habitat visant notamment à réduire votre consommation énergétique : les aides et les prêts.
L’Agence nationale de l’habitat (Anah) alloue des subventions pour améliorer le confort de l’habitat privé. Depuis 2009, une éco-subvention a été mise en place pour les propriétaires aux revenus modestes. Régions, départements et communes sont de plus en plus nombreux à accorder des aides, voire un accompagnement administratif et technique, pour certains travaux (isolation, menuiseries et équipements utilisant les énergies renouvelables). Renseignements www.ademe.fr, www.adil.fr et, pour le solaire, www.enerplan.asso.fr Les caisses de retraite octroient des aides pour des travaux d’adaptation, de rénovation ou d’équipement de son logement.
L’éco-prêt à taux zéro instauré en 2009, c’est un engagement du Grenelle de l’environnement. Plafonné à 30 000 €, sans condition de ressources et cumulable avec le crédit d’impôt, il s’applique à un bouquet de travaux visant à améliorer la performance énergétique de son logement. Renseignements sur www.developpement-durable.gouv.fr .
Les autres prêts à taux bonifiés sont nombreux : prêt d’accession sociale (jusqu’à 100 % du coût des travaux), prêt à l’amélioration de l’habitat de la CAF (plafonné), prêts bancaires…


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