Autoconsommation domestique


Grâce à la baisse «rapide» des modules photovoltaïques, l’autoconsommation solaire a démarré en France. Comme tout nouveau marché, en étant bien formé et informé, on peut facilement éviter de tomber dans les pièges grossiers.

Pour acheter vos produits nécessaires à l’installation d’une centrale en autoconsommation, nous vous conseillons lekitsolaire.com.

L’autoconsommation est la part de production qui est consommée dans le bâtiment où elle est produite.

Une part de cette autoconsommation est dite «spontanée», c'est-à-dire qu’elle intervient lorsque des appareils sont en fonctionnement au même moment que la production.

Cette autoconsommation «spontanée» dépend bien évidemment de la puissance photovoltaïque installée et des appareils fonctionnant le jour (activation du cumulus durant la journée) et notamment en été. Elle représente 20 à 40% de la production solaire.

Pour augmenter ce pourcentage d’autoconsommation on pourra :
- soit réduire la puissance photovoltaïque
- soit installer des batteries
- soit décaler au maximum les consommateurs électriques en journée (cumulus par exemple)

On peut aussi choisir de ne pas optimiser ce pourcentage et d’installer le maximum de modules possibles sur la toiture. Dans ce cas, le surplus de production sera exporté et vendu au réseau. Voir figure ci-dessous :


Légende : 1. Vente de surplus 2. Vente

autoconsommation avec batterie
Légende : autoconsommation avec batterie

"L'autoconsommation ne signifie pas autarcie, ce n'est pas la remise en cause du réseau national intégré et du tarif unique de l'électricité. Mais les citoyens sont demandeurs d'autonomie, ils veulent avoir les moyens d'agir. Il faut maintenant avoir la capacité de passer du principe à la technique", a déclaré Delphine Batho.

Si on regarde du côté de nos voisins européens, en Allemagne et en Italie notamment, lorsque le photovoltaïque a gagné en compétitivité, les tarifs d'achat ont été abandonnés au profit de primes à l'autoconsommation. Aujourd'hui, dans ces pays, l'autoconsommation n'est plus incitée financièrement mais continue de gagner du terrain. En Allemagne, 70% des installations seraient désormais en autoconsommation.

consommation et production PV d'un site résidentiel



Cela va dépendre de la volonté des occupants de la maison :

1. soit on souhaite optimiser le pourcentage d’autoconsommation

Il y a 3 solutions possibles :
- réduction du nombre de modules
Plus on réduit le nombre de modules plus on augmente le taux d’autoconsommation. Il existe des «mini kits» photovoltaïque 500W par exemple) qui vont avoir des taux d’autoconsommation proche de 100% mais qui ne compenseront qu’une partie minime de la consommation de la maison.

- allumer les appareils en journée
Le cumulus peut notamment être piloté pendant la journée. Il faut bien sûr éviter de «consommer pour consommer».

- installer des batteries
Avec cette solution on va stocker le surplus de production de la journée dans des batteries et le restituer la nuit pour compenser les consommateurs nocturnes. Cette solution sera parfaitement adaptée à des installations photovoltaïques de l’ordre de 3kWc. Au-delà, les batteries ne permettront pas d’atteindre des taux d’autoconsommation proches de 100% ; il faudra alors envisager un contrat de vente de surplus.

2. soit on souhaite couvrir la totalité de la surface disponible en toiture

Dans ce cas l’énergie solaire produite sera décorrélée de la consommation de la maison. L’autoconsommation sera une autoconsommation «spontanée principalement». Il sera nécessaire de contracter un contrat de vente de surplus pour amortir financièrement l’investissement. En 2013, l’installation de batteries n’est pas compatible avec un contrat d’achat de surplus, on évitera donc d’installer des batteries.

3. soit l’on souhaite compenser «globalement» la consommation de la maison

Dans ce cas on va calculer la puissance crête de l’installation en fonction de la facture d’électricité de la maison des 12 derniers mois. On parle alors d’autoproduction.
- Par exemple, une maison non chauffée à l’électricité et sans piscine consomme environ 4000kWh par an. Dans le sud de la France, la production solaire qui est l’ordre de 1300kWh/kWc (plein sud) permettra de compenser cette consommation avec une installation de 3kWc. L’installation de batteries permettra d’augmenter le taux d’autoconsommation.

- Autre exemple, une maison chauffée avec un système électrique nécessitera une installation photovoltaïque bien plus importante (9kWc par exemple). Dans ce cas le recours aux batteries n’est pas opportun car, le stockage étant journalier, en été notamment, la maison consommera bien moins que la production solaire du jour. Il sera donc préférable de contracter un contrat de vente de surplus pour amortir financièrement l’investissement.

consommation et productio photovoltaïque d'un site résidentiel



Plusieurs cas se présentent :
- «mini kit» autoconsommation de l’ordre de 500 Wc -> le taux d’autoconsommation avoisinera les 100%.

- Installation de 3kWc sans batterie -> le taux d’autoconsommation «spontané» sera de l’ordre de 20 à 30% mais dépend fortement des habitudes de consommation de la maison.

- Installation de 3kWc avec batteries -> on peut espérer faire augmenter le taux d’autoconsommation à 80%. Ce taux peut avoisiner les 100% si la maison a une piscine.

- Installation de 9kWc sans batterie -> le taux d’autoconsommation «spontané» se limitera la plupart du temps à 10 à 15%. En effet les consommations importantes seront en hiver et la production sera elle au maximum en été. Seule le système de filtration de piscine consommera plus l’été que l’hiver et permettrait de monter de taux à 20 ou 30%.

- Installation 9kWc avec batterie -> autoconsommer.com ne conseille pas ce type d’installation car il n'est pas possible (en 2014) de contracter un contrat de vente de surplus et l’installation ne trouvera pas d’amortissement financier.

pourcentage d'autoconsommation



Comme expliqué précédemment l’installation de batterie permet d’augmenter le taux d’autoconsommation de la centrale photovoltaïque.
Ces batteries seront intéressantes lorsqu’elles permettront d’atteindre des taux d’autoconsommation supérieurs à 70%.
Ce sera le cas pour des installations de 3kWc par exemple pour des installations de puissance supérieure, on favorisera le contrat de vente de surplus plutôt que l’installation de batteries.

diagramme autoconsommation
batterie solaire
Légende : il faut impérativement utiliser des batteries adaptées au photovoltaïque qui permettent un grand nombre de cycles de charge et décharge.



Il n’est pas évident de répondre à cette question. En effet la capacité des batteries va dépendre du nombre de modules, des habitudes de consommation de la maison. Pour pouvoir dimensionner correctement le parc batteries, il faudrait avoir les courbes de consommation quotidienne de la maison (un point toutes les 10 minutes). La technologie des compteurs actuels installés ne permet pas encore ce niveau de précision.
Il faudrait donc installer provisoirement un compteur supplémentaire qui enregistrerait les courbes de consommation pendant 12 mois.
Ensuite, on analyserait finement ces courbes et on pourrait déterminer la capacité batterie pour atteindre des taux d’autoconsommation supérieurs à 70% par exemple.
«Dans la vraie vie», cette attente de 1 an est difficilement acceptable : augmentation possible du prix des modules, changement de réglementation, concurrent…
Le conseil de autoconsommer.com est donc d’installer une capacité batterie minimale (230Ah sous 24V par exemple). Le kit d’autoconsommation avec batterie autoconsommer.com intègre l’enregistrement précis des consommations de la maison et de la production photovoltaïque. Il sera possible au bout d’un an d’analyser les résultats d’autoconsommation et éventuellement d’étendre le parc de batteries.
Remarque : On peut ajouter des batteries neuves sur un parc de batteries existant durant les 2 années qui suivent la mise en route. Au-delà un phénomène de vieillissement accéléré des batteries neuves pourrait intervenir.



La durée de vie des batteries dépend de la profondeur de décharge et du nombre de cycles de charge et décharge. Cette profondeur de décharge est paramétrable dans le PowerRouter (le paramètre s’appelle DOD = Depth Of Discharge). Habituellement, pour des batteries plomb solaires on va régler ce seuil de DOD à 40%. La batterie restera donc chargée toujours avec plus de 60% de sa capacité. Le système va faire environ 250 cycles par an.
Il n’y a pas de cycles en mode hiver et pas non plus de cycles les jours de mauvais temps puisque la production est autoconsommée en
«spontanée». Chaque cycle sera au maximum de 40%, certains ne représenteront que 10 ou 20%. Si l’on prend le graphique suivant issu d’un fabricant de batterie plomb solaire, la batterie permettra d’effectuer environ 2000 cycles à 40% et 3000 à 30% de profondeur de décharge. La durée de vie des batteries sera donc de l’ordre de 10 ans.
cycle de vie d'une batterie

Oui et plutôt deux fois qu’une !!!
En plus d’être rentable, c’est un acte citoyen. C'est une révolution qui bouscule les monopoles en place.
En effet, la production d’électricité est restée pendant longtemps la «chasse gardée» de grands énergéticiens car les montants d’investissement étaient colossaux. Grâce à la baisse accélérée du prix de modules photovoltaïques, dès 2014, un particulier peut créer de l’électricité à un prix équivalent que celui qui lui est vendu par le réseau «historique».
La seule limitation réglementaire aujourd’hui (2014) est l’impossibilité de contracter un contrat de vente de surplus si l’installation photovoltaïque comporte un parc de batteries.

Pour répondre à cette question il faut savoir combien de kWh consommés dans la maison vont être compensés par la production photovoltaïque.
Le calcul qui consiste à multiplier le nombre de kWc par la production en kWh/kWc ne tient pas!!

Tout va dépendre du nombre de modules et donc du taux d'autoconsommation atteint. Il est très important de se poser la question du surplus de production quotidiens lors des mois d'été. Comme expliqué dans les chapitres précédents pour des puissances de 1kWc à 5kWc par exemple, l'installation de batteries permet d'augmenter le taux d'autoconsommation de façon significative. Si le taux d'autoconsommation est inférieur à 70% il faudra favoriser les contrats de vente de surplus et ne pas installer de batteries.

Exemple: 3kWc en résidentiel dans le sud de la France (1300kWh/kWc)
1. Contrat de vente de surplus
L'autoconsommation "spontanée" sera de l'ordre de 20%. Les 80% restant seront vendus au réseau (tarif suivant le type d'intégration).
-> réduction sur facture = 0.2*1300*3 = 780 kWh de moins sur facture par an (environ 0.12€/kWh à l'achat)
Avec l'augmentation importante en cours et à venir de l'électricité il est difficile d'estimer l'économie réelle mais en prenant le rythme actuel de +5% d'augmentation par an, on peut estimer l'économie sur 25 ans à :
0.12*780 + 0.12*1.05*780 + 0.12*1.05*1.05*780 + ... = environ 4 450 € d'économies

Les autres 80% vendus au réseau sur 20 ans : 20*1300*3*0.8 = 62 400 KWh
Avec un tarif d'achat à environ 0.3 €/kWh -> 62 400*0.3 = 18 720 € de vente (qui viennent s'additionner aux 4450€ d'économies)

2. Avec batterie (pas de contrat)
Si la maison a une piscine, grâce aux batteries le taux d'autoconsommation approchera les 100%.
Partons sur 85% d'autoconsommation (permet de prendre en compte les pertes batteries).
-> réduction sur facture = 0.85*1300*3 = 3 315 kWh / an (0.12 €/kWh à l'achat)
Sur 25 ans et avec 5% d'augmentation annuelle:
0.12*3315 + 0.12*1.05*3315 + ... = 18 985 € d'économie

Rappel: Nous déconseillons fermement l'installation de système type "site isolé" supérieurs à 1kWc dans les maisons car le surplus est perdu et ne permet donc pas d'avoir un bon amortissement économique (et écologique).



OUI. Les kits autoconsommation choisis par autoconsommer.com permettent de maintenir l’électricité dans la maison en cas de panne réseau. Les onduleurs ont une sortie spécifique nommée «local out» qui est alimentée en cas de perte secteur.
La puissance de cette alimentation secourue sera limitée par la puissance de l’onduleur, par exemple 3kW.

installation autoconsommation
Légende : à gauche, c’est une installation en autoconsommation sans batterie, dans ce cas la sortie "local out" s’active en cas de perte réseau. La puissance sera limitée à la production solaire. A droite, le système pourra alimenter la sortie local out même la nuit grâce aux batteries.

branchement

La durée de la période de secours dépend de plusieurs facteurs:
- la capacité restante dans les batteries
- la consommation de la maison
- niveau d'ensoleillement si la perte secteur arrive en journée

Exemple : Perte secteur à 12H00, installation de 3kWc, consommation moyenne de 1kW, capacité batterie de 230Ah/24V, batterie complètement chargée à 12H00, profondeur de décharge en cas de perte réseau réglée à 80%.
Stockage utilisable = 230*24*0.8 = 4 416Wh
Le soleil va compenser la consommation jusqu'à 18H00 par exemple.
La maison sera donc alimentée jusqu'à 18H00+4H25=22H25.
Remarque: le propriétaire étant informé de la perte secteur, il va réduire automatiquement sa consommation et ainsi il pourra sans doute "tenir" toute la nuit. Le lendemain matin, lors du levé du soleil, la puissance photovoltaïque compensera la consommation et le surplus sera envoyé dans les batteries pour la nuit suivante. Suivant la météo, la période de secours pourra donc être de plusieurs semaines!!

OUI. Il faudra déclarer la présence d’un appareil de production d’électricité raccordé au réseau de distribution électrique. Cette démarche est entièrement gratuite. Cela permet au gestionnaire du réseau de distribution de vérifier que les appareils soient aux normes en vigueur
(notamment la VDE0126-1-1).

Lorsqu’on se lance dans une démarche d’autoconsommation/autoproduction, on raisonne enfin en terme de coût de l’énergie, c'est-à-dire des €/kWh. Prenons un exemple: kit de 3kWc dans le sud de la France installé à 13 000 €TTC.
La carte de production nous donne 1300 kWh/kWc environ.
L’installation produira donc en moyenne 3*1300 = 3900kWh par an.
La durée de vie des modules peut être estimée à 40 ans, la période de garantie étant de 25 ans.
La duré de vie des onduleurs se situe entre 15 et 25 ans, la période de garantie étant de 5 ou 10 ans.
Si l’on fait le calcul sur 30 ans en prévoyant le changement d’un onduleur dans cette période (environ 1200 €TTC) :
Production = 3900 * 30 = 117 000 kWh produits sur 30 ans
Coût de l’énergie solaire = (13 000 + 1 200) / 117 000 = 0.12 €/kWh

Si vous prenez votre facture électrique et que vous faites : total facture / nombre de kWh consommés vous verrez que le photovoltaïque est compétitif !!!
De plus, grâce au photovoltaïque, il n’y aura pas de surprise sur l’augmentation du prix de l’énergie !


matériel autoconsommation
Légende : 1 module cristallin, 2 onduleur pour vente de surplus sans batterie, 3. onduleur pour centrale avec gestion des batteries sans vente de surplus, 4. Batterie spécifique «solaire» permettant un grand nombre de cycles.

coffret de protection DC et AC
Légende : coffrets de protection DC et AC

Pour les centrales en autoconsommation sans batterie le matériel à utiliser est exactement le même que pour les centrales avec contrat de vente totale. Notre conseil est de favoriser le matériel «made in Europe». Si l’on ne souhaite pas de contrat de vente de surplus, il n’est pas nécessaire d’intégrer les modules dans la toiture, on pourra installer les modules en surimposition toiture ou dans le jardin.

Exemple de kit sans batterie : 12 modules cristallins 250Wc «made in Europe» + 1 onduleur AXUN raccordé réseau + structure mécanique de pose + coffret DC + coffret AC + câbles et accessoires.

Exemple de kit avec batteries : 12 modules cristallins 250Wc «made in Europe» + 1 onduleur PowerRouter + 2 batteries 230Ah 12V + coffre à batterie + structure mécanique de pose + coffret DC + coffret AC + câbles et accessoires

Cas 1 : «mini kit» 500Wc
Cas 2 : 3 kWc avec vente de surplus
Cas 3 : 9 kWc avec vente de surplus
Cas 4 : 3kWc avec batterie et sans vente de surplus
câblage installation
Côté continu DC :
Coffret DC idem vente totale (interrupteur sectionneur DC)
Compatible avec modules mono/poly/amorphe
Isolation galvanique
Entrée string max. 600 VDC (VOC)
Entrée string max. 15A
Tension de démarrage 150 VDC (VOC) = 40W
Max 5500Wp (110% -5kW)
câblage

Côté alternatif :
Coffret AC idem vente totale (disjoncteur différentiel 30mA)

Côté batterie :
câblage batterie
câblage batterie suite

Le terme d’autoconsommation est le terme le plus utilisé par le grand public pour indiquer «je produis, je consomme».
En fait, on retrouve deux concepts assez proches qui sont l’autoconsommation et l’autoproduction.
L’autoconsommation, c’est la part de l’énergie solaire consommée par rapport à l’énergie produite.
L’autoproduction, c’est la part de l’énergie solaire consommée par rapport à la consommation de la maison.
Petit exemple pour illustrer :
Sur une maison dans le sud de la France consommant 4 000 kWh/an, on installe un «mini kit» de 250 Wc.
Production solaire = 1300 *0.250 = 350 kWh/an
-> autoconsommation = environ 100%
-> autoproduction = moins de 10%
profil de consommation, injection et soutirage du réseau

carte des DOM-TOM
Dans le domaine de l’énergie, la Corse, les collectivités d’outre-mer (Saint-Pierre et Miquelon, Saint Barthélémy et Saint Martin), les collectivités sui generis (Nouvelle Calédonie et Terres Australes et Antarctiques Françaises), les départements d’outre-mer (Guadeloupe, Guyane, Martinique, La Réunion et Mayotte), Wallis et Futuna et la Polynésie française présentent la particularité de former de « petits systèmes isolés ».

Ce sont donc des territoires parfaits pour l'autoconsommation photovoltaïque.

Remarque: attention à la sélection du système de montage des modules photovoltaïque à la Guadeloupe, Martinique, Réunion et Mayotte car ces systèmes doivent être compatibles avec les règles neige et vent NV65 en Zone 5 (vents cycloniques).

Pour la Corse et l'Outre-mer, le réseau est géré par EDF SEI (Systèmes Énergétiques Insulaires).

Pour les départements et régions d'outre-mer (la Guadeloupe et dépendances, la Martinique, la Guyane, La Réunion, Mayotte) les tarif d'achat photovoltaïque (pour la vente du surplus en autoconsommation) sont équivalents à ceux de la métropole.

Pour vos démarches de raccordement (contrat de surplus) nous vous conseillons de vous rapprocher directement de EDF SEI : en cliquant ici

Pour les collectivités d'outre-mer (COM), il ya des spécificités et il est impératifs de se renseigner localement des conditions de raccordement au réseau avec les systèmes en autoconsommation:

Saint-Pierre-et-Miquelon (ici)
Saint-Barthélemy
Saint-Martin
Wallis-et-Futuna
la Polynésie française

La Nouvelle-Calédonie est aussi spécifique.

Sur l'ile de La Réunion, la Région apporte des aides financières pour l'installation de centrales solaires individuelles (panneaux photovoltaïques avec ou sans stockage) dont l'objectif est de permettre aux propriétaires de consommer en totalité leur propre production d'électricité. Or, les immeubles servant de support aux panneaux sont généralement déjà raccordés au réseau public de distribution en soutirage.

Dans ce cadre, pour préserver la sécurité des biens et des personnes, la conformité électrique de toute installation photovoltaïque doit être vérifiée (certificat à faire établir par le Consuel) et déclarée à EDF (signature d'une convention d'exploitation).

Vérification de conformité électrique de l'installation photovoltaïque
L'intervention d'un expert du Consuel consiste à vérifier sur place que l'installation est conforme aux normes électriques et qu'elle dispose des protections nécessaires. La centrale solaire doit notamment être équipée d'un dispositif de découplage instantané du réseau public : cette mesure est indispensable, en cas de coupure d'électricité, pour éviter les risques d'électrisation pour les techniciens intervenant sur les lignes.

Déclaration à EDF de l'existence de l'installation photovoltaïque

- La signature d'une convention d'exploitation avec EDF concerne les installations de puissance inférieure à 36kVA et fonctionnant en autoconsommation totale (le propriétaire déclare consommer l'intégralité de sa production). Sur cette base, EDF peut assurer la sécurité des personnes en matérialisant la présence de la centrale solaire par des plaques signalétiques posées dans les postes électriques.

- Pour la sécurité des propriétaires d'installations avec stockage pouvant continuer à fonctionner isolées du réseau en cas de coupure d'électricité, EDF souligne la nécessité d'un dispositif dédié à la mise à la terre du neutre qui assure le bon fonctionnement des disjoncteurs différentiels.

Références : SmartGrid

Le prix de vente du kilowattheure d 'électricité augmente tendanciellement en France, indépendamment des variations annuelles du prix du pétrole utilisé dans les centrales thermiques, notamment afin de couvrir les investissements d'entretien et de sécurisation des centrales nucléaires .

Inversement, le coût complet de production du kilowattheure, que supporte le producteur d 'énergie photovoltaïque en raison de la baisse du prix des panneaux, liée l'accroissement du marché Européen. Si bien que le prix de l'électricité et le LCOE photovoltaïque devraient se croiser d'ici 2020 aux alentours de 0,18 euros par kwh. C'est ce que les spécialistes nomment la parité réseau.

Au delà, il sera donc moins cher le consommer sa propre électricité solaire que celle du réseau, mais avec des variations. Le LCEO est en effet calculé sur la durée de vie de l'installation, soit une vingtaine d'années, en prenant en compte l'achat des panneaux (soit prés de 85% du total), les frais d 'installation, les frais de maintenance, le rendement su système photovoltaïque et sa baisse au cours du temps (1% par an), le profil de consommation et le coût de l'emprunt éventuel et des autres frais financiers. La parité réseau est d 'autant plus proche que l'ensoleillement est fort, que le système photovoltaïque est performant (la marge de progression dépend des progrès technologiques), que le prix de vente de l’électricité est élevé, ou que la surface de pose des panneaux permet d 'en diminuer le coût au mètre carré (cas d'un hangar agricole ou d'un entrepôt, par exemple).

Derrière l'affirmation que les EnR ne sont pas rentables, il y a aussi l'idée qu'elles ne le sont pas en comparaison des énergies fossiles ou de nucléaire. En réalité, si l'on prend en compte d'une part l'investissement initial par unité de puissance, plus important pour les EnR que pour les énergies conventionnelles (sauf le nucléaire), et d'autre part les dépenses d'exploitation par KwH, plus grandes pour le fossile et le nucléaire que pour les EnR, le coût prévisionnel de production de l'électricité par certaines EnR apparaît moins cher à celui des sources conventionnelles, précise une note de l'Institut Français des Relations Internationales (IFRI).

La mise en œuvre de ce type de kit en autoconsommation engendre des risques d’électrisation/électrocution ainsi que des risques de chute de la toiture. Il est donc impératif de demander un devis à un installateur.

Au-delà d'une puissance de 1 kWc, lekitsolaire.com recommande l'installation du matériel par un professionnel.

D'une manière générale, si vous n'avez pas les connaissances et les compétences électriques nécessaires, merci de vous rapprocher d'un professionnel pour votre installation.

Notre conseil : contacter AXUN pour être redirigé vers un installateur sérieux de votre département.

AUTOCONSOMMEZ !