Comment dimensionner simplement votre carport solaire ?
Pour prendre une décision éclairée sur votre investissement dans un carport solaire bois, il est nécessaire de mieux connaître vos habitudes de consommation. Comprendre la répartition de l’énergie utilisée, la structure de votre raccordement au réseau permet de choisir une installation photovoltaïque avec la puissance adaptée. L'objectif est nous allons voir pourquoi est de maximiser votre taux d’autoconsommation et de dégager davantage d’économies grâce aux panneaux et aux aides financières mises en place par le gouvernement.
Etape 1 : Effectuer un audit énergétique de votre maison
La différence entre puissance et énergie
Pour comprendre ce qui va suivre, il est nécessaire de revenir aux fondamentaux et de vous expliquer la différence entre la puissance et l’énergie produite en électricité. Une analogie utile dans cas là est celle d’un tuyau déversant de l’eau dans un seau :
- La puissance correspond au débit de l’eau. Elle s’exprime en Watt et correspond à un “potentiel”. C’est la vitesse à laquelle peut circuler l’électricité.
- L’énergie produite, c’est la quantité d’eau qui est déversée dans le seau pendant une certaine durée. Elle s’exprime en Watt.heure, soit l’énergie effectivement consommée rapportée à 1 heure.
Par exemple, j’ai une installation solaire avec une puissance de 4kW : si elle produit à cette puissance pendant 1h, elle aura produit 4 kWh. En revanche si elle produit 30 min à son pic de puissance et 30 min à 0 parce qu’une zone d’ombre a totalement recouvert mon installation, l’énergie produite sera de 2 kWh. Autre exemple, une installation produisant avec une puissance de 3 kW pendant 3h produira 9 kWh.
Et dans tout cela c'est quoi le kWc ?
La puissance en kWc est dite nominale. Le kWc correspond à la puissance d’une installation photovoltaïque dans des conditions optimales : ensoleillement maximum, pas d’ombre, et en considérant zéro pertes de rendement sur les panneaux (usures, entretien, etc). Dans la pratique, ce niveau n’est presque jamais atteint. On considère que la puissance maximale atteinte s’élève à environ 80% de la puissance nominale du panneau (pour un panneau de 400 Wc, cela fait 320 Wc). On l’appelle puissance effective.
Ainsi, on peut réfléchir à la quantité de panneaux à installer en fonction de l’écart entre la puissance nominale et la puissance effective. Il est possible d’installer une puissance nominale au-dessus de la puissance théorique nécessaire pour couvrir ses besoins énergétiques afin de couvrir les pertes effectives de l’installation.
Evaluation de l’usage quotidien
Pour savoir quelle puissance de panneau installer, il est essentiel de savoir votre consommation sur une journée type.
Pour cela ça tombe bien, EDF fournit la donnée sur votre facture d’électricité :
Figure 1 : Facture EDF d’un foyer français
Consommation énergétique journalière moyenne (lissée sur l’année) : 15,15 kWh
On observe que la répartition de la consommation énergétique prend la forme d’une courbe dont le pic est en hiver (le chauffage est en France le premier poste de consommation énergétique). Cette courbe est malheureusement l’inverse de celle de la production solaire dont le pic de production se trouve en été (niveau d'ensoleillement maximum). Cela n’empêche pas d’effectuer des économies grâce au solaire.
Attention, comme nous pouvons le voir sur le graphique, la consommation énergétique varie grandement en fonction des saisons, c’est pourquoi le chiffre de la consommation énergétique journalière est bien une moyenne, l’écart-type étant élevé sur l’année.
Mesure de l’énergie utilisée le jour et la nuit
Il est ensuite nécessaire d’avoir la répartition de la consommation électrique en fonction des heures de la journée, et si vous n’avez pas ce niveau de détail, la répartition de la consommation entre jour et nuit : en effet, l’installation ne produit pas d’électricité lorsque le soleil est couché, et on souhaite maximiser la concordance entre production et consommation.
Quelle méthodologie adopter pour avoir sa consommation diurne et nocturne :
On peut effectuer 4 relevés de compteur, à intervalle régulier (en fonction des heures de lever et coucher du soleil pour avoir une idée des consommations de jour et de nuit).
Plusieurs options s’offrent à vous :
- Vous pouvez choisir de prendre deux journées types, qui selon vous représentent votre consommation habituelle (mieux en hiver avec la consommation de chauffage).
- Ou si vous souhaitez davantage de précision, faire les relevés sur une durée plus longue afin de faire une moyenne qui se rapprochera davantage de votre consommation annuelle sur l’année (mieux par exemple si vous avez une piscine qui consomme beaucoup l’été par exemple).
Dans tous les cas, on s’intéresse surtout à la proportion entre consommation de jour et de nuit, que l’on pourra appliquer sur votre consommation moyenne journalière présente sur votre facture d’électricité. Par exemple, vous relevez votre compteur dimanche à 9h, 19h puis lundi aux mêmes heures.
Figure 2 : Relevés de compteur sur des journées de repos et de travail types
| Relevés de compteur (kWh) | 9h | 19h |
|---|---|---|
| Dimanche | 1350,3 | 1374,5 |
| Lundi | 1378,5 | 1391,8 |
On calcule l’écart entre les différents relevés de compteur. Notez que l’on a considéré que la nuit d’une journée de repos ou d’une journée de travail était comparable en termes de consommation énergétique.
Figure 3 : Consommation de jour et de nuit sur des journées types
| Consommation (kWh) | |
|---|---|
| Journée de repos | 24,2 |
| Journée de travail | 13,3 |
| Nuit | 4 |
Ainsi sur l’exemple suivant, on obtient les chiffres suivants :
- Pendant une journée de repos : 24,2 kWh
- Pendant une journée de travail : 13,3 kWh
- Pendant la nuit : 4 kWh
Etape 2 : Comprendre la structure de votre installation électrique
Pour continuer de vous donner toutes les clés pour comprendre votre consommation d’électricité et vous permettre de connaître la pertinence du photovoltaïque chez vous, vous devez mieux comprendre comment fonctionne votre raccordement au réseau.
La différence entre monophasé et triphasé
Dans le cas d’une installation monophasée comme triphasée, il y a 3 types de fils :
- Un fil de phase qui alimente les appareils en électricité
- Un fil de terre qui a une tension nulle et permet de protéger la maison
- Un fil de neutre qui permet le retour de l’électricité vers le réseau (l’électricité doit circuler en permanence)
La plupart des foyers français ont un raccordement monophasé. Cela signifie qu’il n’y a qu’un seul fil de phase et la puissance maximale pouvant être distribuée et plus faible que pour du triphasé.
Le triphasé est de plus en plus répandu notamment parce que certains appareils demandent beaucoup de puissance (piscine chauffée, borne de recharge de voiture électrique). Il se compose de 3 fils de phase (sous tension) au lieu de 1 pour le monophasé. Et dans le cas d’une installation triphasée, les appareils nécessitant du monophasé sont alimentés par un seul des 3 fils.
Figure 4 : Différence de structure entre du monophasé et du triphasé
Si vous ne savez pas combien de phases alimentent votre maison, vous pouvez demander à votre fournisseur d’électricité.
Il est normalement facile de reconnaître le type d’installation en regardant son compteur électrique.
Figure 5 : signe d’une installation monophasée ou triphasée
Pourquoi est-ce important de savoir si mon installation permet du monophasé ou du triphasé ?
Parce que cela joue sur la puissance maximale pouvant être installée. Et c’est également un point d’attention à avoir en tête si vous voulez mettre en place une borne de recharge électrique de voiture en complément de votre installation photovoltaïque, car du triphasé permet une recharge beaucoup plus rapide.
Tarif de contrat (heures pleines/heures creuses)
Connaître votre tarif d’achat d’électricité est important pour vous permettre de mesurer votre rentabilité grâce à votre production solaire. Il existe plusieurs gammes de contrat de fourniture d’électricité EDF. Nous allons ici parler des plus répandus à savoir, les contrats de la gamme bleue. Deux types de contrats principaux sont à relever :
- Les contrats dits classiques avec un tarif fixe quel que soit l’heure de consommation
- Les contrats heures pleines/heures creuses où le prix varie en fonction de l’heure.
Figure 6 : Exemple de fiche de contrat
Apprendre à lire votre compteur d’électricité
Nous voulons rendre ce guide accessible à tous et l’adresser à toutes les typologies de logement, et donc de compteurs électriques. Ainsi pas de panique, nous listons ici tous les compteurs et comment déterminer sa consommation d’électricité sur ces derniers.
Les compteurs électromécaniques
Ces compteurs sont rares car vieux désormais. L’électricité consommée se lie de gauche à droite avec le dernier chiffre qui correspond à la décimal (avec un trait horizontal représentant une virgule)
A noter que le compteur est différent en fonction de l’option d’achat d'électricité :
- Pour le tarif de base, il ne comprend qu’un seul cadran
- Pour l’option heures creuses/heures pleines, il y a deux cadrans pour les deux mesures
Les compteurs électroniques
Ces compteurs sont dotés d’un affichage numérique. Pour avoir votre relevé de compteur si vous avez une option tarifaire de base :
- Il suffit d’appuyer sur le bouton de sélection.
Si vous avez une option heures pleines/heures creuses :
- Vous devez appuyer sur le bouton sélection puis sur défilement pour voir les relevés heures creuses et heures pleines. Une flèche sur “creuse” ou “pleine” indique de quel relevé il s’agit.
Les compteurs intelligents linky
Dans le cas d’un contrat de base comme d’un contrat heures pleines/heures creuses, il suffit d’appuyer sur le bouton de droite (“+”), et plusieurs informations successives vont s’afficher (option tarifaire, nom de contrat, index de consommation), ainsi que le montant de votre consommation avec le type de contrat noté en dessous.
Etape 3 : Le taux d'autoconsommation et le dimensionnement de votre installation
Normalement, si vous avez bien suivi les deux premières parties, vous connaissez mieux votre profil de consommation : la consommation journalière type, et la répartition jour/nuit. Vous avez également les clés pour évaluer vous-même votre profil et vous comprenez la structure de votre installation électrique. Il ne reste plus qu’une étape pour dimensionner votre installation photovoltaïque en fonction de votre consommation. Il faut maximiser votre taux d’autoconsommation en regardant pour quelle puissance d’installation photovoltaïque il est le plus élevé. Nous allons bien entendu vous expliquer pourquoi c’est important au cours de ce paragraphe.
Qu’est ce que le taux d’autoconsommation ?
Le taux d’autoconsommation, c’est la part de l’énergie solaire consommée par votre foyer par rapport à l’énergie totale produite par votre installation solaire. Le taux d’autoconsommation peut se regarder sur différents laps de temps : à l’échelle d’une journée (aujourd’hui, j’ai consommé 60% de l’énergie produite par mon installation), ou lissé sur l’année (j’ai produit 9000 kWh d’énergie solaire et j’en ai consommée 4500 sur l’année ; mon taux d’autoconsommation est de 50%).
Taux d’autoconsommation = Énergie solaire consommée / Énergie solaire produite
Notez que les calculs que nous allons effectuer sont des estimations : le taux d’autoconsommation réel ne peut être déterminé qu’à postériori, car il faut avoir les données effectives sur une année.
Un exemple concret :
Prenons le cas d’un foyer ayant une consommation annuelle de 5500 kWh (un peu au-dessus de la moyenne nationale) qui a installé une installation de 6 kWc à Marseille (ce qui équivaut à une production solaire d’environ 9600 kWh sur l’année → Marseille a l'ensoleillement le plus élevé de France).
En comparant les totaux de production et de consommation mensuels sur une année, les chiffres en kWh ont le même ordre de grandeur. On pourrait se dire que le taux d’autoconsommation est proche de 100%. Essayons de représenter ces totaux graphiquement, de manière mensuelle pour le moment.
Figure 7 : Comparaison des totaux de production solaire et de consommation mensuels sur une année
La production par mois est presque toujours au-dessus de la consommation sauf en décembre et en janvier (hiver avec la consommation énergétique la plus élevée).
Toutefois, il s’agit ici de la comparaison de la production totale et de la consommation totale sur le mois. Cela ne représente pas la part autoconsommée dans la mesure où l’on n’a pas la fluctuation en temps réel, où il peut y avoir des pics de consommation pouvant dépasser le niveau de production solaire. Mais le graphique permet de bien avoir en tête ce croisement des courbes en fonction des saisonnalités. Cela peut être frustrant de voir que ces courbes n’ont pas la même tendance et sont proches seulement pour une petite période. En revanche, le graphique est aussi rassurant dans la mesure où l’on voit que la courbe de production moyenne par mois est plus souvent au-dessus de celle de la consommation.
Mais en vérité, il faut regarder dans le détail les fluctuations et les pics de consommation et de production pour se rendre compte que ce n’est pas si simple
Figure 8 : Données continues de production solaire et de consommation (solaire et réseau) sur une journée type
On se rend ainsi compte qu’il n’y a pas de concordance entre la production et la consommation. Comme l’électricité ne se stocke pas ou peu (modulo des batteries), l’énergie produite à un instant t et non consommée tout de suite est renvoyée sur le réseau.
Dans la réalité, le taux d’autoconsommation moyen des foyers ayant une installation photovoltaïque se situe autour de 30%.
Pourquoi est-il important de maximiser votre taux d’autoconsommation ?
Pour comprendre l’intérêt, il faut faire un petit point sur le marché du gros de l’électricité. L’électricité au détail que vous achetez à EDF est bien plus chère que celle que vous vendez sur le réseau. Comment expliquer cela ? On peut mettre en avant deux types d’éléments expliquant la différence de prix.
Des éléments structurels :
- Les coûts d'infrastructures supportés par le distributeur
- Le paiement des intermédiaires intervenant sur la chaîne de distribution
- La marge du distributeur qui reste une entreprise cherchant à dégager un profit
Des éléments conjoncturels :
- Les variations en fonction de la période et des modalités de production
- Le marché de l’électricité est un marché européen, donc soumis aux fluctuations qui caractérisent le libre-échange.
- Le contexte géopolitique (européen/mondial) pouvant affaiblir ponctuellement l’approvisionnement dans certaines zones et entraîner une inflation.
De la même manière que lorsque vous achetez vos légumes directement auprès de votre producteur de légumes, cela vous revient moins cher que d'aller au supermarché par lesquels il y a eu différents intermédiaires.
-> Ainsi vous achetez votre électricité plus cher que vous ne la vendez. L’énergie que vous auto-consommez est donc moins chère que l’électricité vendue (car vous n'avez pas pu la consommer) puis rachetée ultérieurement.
Dimensionnement de votre installation photovoltaïque
Maintenant que vous avez compris ce qu’était l’autoconsommation et pourquoi est-ce crucial de maximiser son montant, comment dimensionner son installation pour maximiser son taux d’autoconsommation. Les facteurs à prendre en compte dans l’élaboration d’un audit photovoltaïque sont nombreux :
- La localisation géographique : niveau d’ensoleillement espéré, orientation et inclinaison des modules photovoltaïques
- Le profil de consommation : montant de consommation énergétique journalier, répartition sur la journée
- Les panneaux solaires : type de panneaux (monocristallin, biface etc.), la puissance des panneaux, le taux d’usure
Là encore, vous pouvez opter pour différentes approches en fonction des moyens et du temps que vous souhaitez accorder au sujet.
Un calcul approximatif du nombre de panneaux dont vous aurez besoin
Vous pourrez trouver de nombreux simulateurs sur internet vous donnant la puissance dont vous avez besoin en fonction de votre consommation et de votre localisation géographique. Je vais vous donner ici un calcul très simple pour surtout avoir une idée de l’ordre de grandeur de l’installation dont vous avez besoin, et éviter les magouilleurs, nombreux dans le secteur :
- Si vous avez consommez moins de 14 kWh par jour, une installation de moins de 6 kWc fera parfaitement l’affaire
- Si vous consommez plus de 14 kWh par jour, une installation supérieure ou égale à 6 kWc sera recommandée si votre maison/terrain le permet.
Méthode avancée pour dimensionner votre installation photovoltaïque
Pour aller plus loin et avoir un chiffre précis de votre taux taux d’autoconsommation et de votre production, il vous faudra demander un devis au préalable à des professionnels du secteur :
- Ces derniers utilisent des logiciels poussés comme SolarEdge pour n’en citer qu’un, qui permettent d’avoir un nombre de métriques très important si vous fournissez les bons inputs : localisation, profil de consommation etc.
Psst : Chez BoisEtSolaire, on fais votre étude sur-mesure ensemble pour que vous ayez réponse à toutes vos questions, gratuitement bien-sur !
C’est sans aucun doute la modélisation la plus proche de la réalité qui vous permettra d’installer le nombre de panneaux adéquat. Toutefois la première méthode est bonne pour avoir un ordre de grandeur et pouvoir commencer les discussions avec des acteurs du secteur.
Pour résumer
J’espère que ce guide vous sera utile. Son objectif était de vous donner toutes les premières clés de lecture pour vous permettre de comprendre vos besoins et pouvoir discuter avec les différents acteurs que vous rencontrerez au cours de l’élaboration de votre projet solaire à armes égales.
En somme, on a vu trois étapes majeures, qui vous permettront d’avoir des connaissances assez poussées pour prendre les meilleures décisions :
- En premier lieu, connaître sa consommation d’énergie et la façon dont elle s’articule au cours de l’année et au cours des journées
- En deuxième point, mieux comprendre la manière avec laquelle vous êtes raccordée au réseau, le contrat d’énergie que vous avez, et un guide pratique pour lire votre compteur électrique
- Enfin, savoir ce qu’est l’autoconsommation, car c’est le nerf de la guerre en solaire, comprendre pourquoi il faut le maximiser pour finir sur le dimensionnement de votre installation avec des méthodes plus ou moins poussée de votre installation.
Commencez l'aventure avec nous !
Tags: Panneaux photoltaïques, Jardin et habitat
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