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Photovoltaïque : la parité réseau rend indispensable le stockage

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Photovoltaïque : la parité réseau rend indispensable le stockage

En Allemagne, le temps est venu où l’électricité coûte moins cher à produire soi-même qu’à acheter. L’autoconsommation devient alors intéressante et le stockage prend tout son sens. Quant au surplus, deux solutions sont d’ores et déjà mises en avant : produire de l’eau chaude grâce à la combinaison photovoltaïque-pompe à chaleur, ou stocker l’électricité dans des batteries.

Récemment, le gouvernement allemand a décrété que le stockage d’énergie serait une composante majeure de la transition énergétique outre-Rhin et à ce titre, la nouvelle technologie à maîtriser. Par ailleurs, la parité réseau est atteinte en Allemagne, en Italie, bientôt en Espagne et dans quelques pays du Nord de l’Europe. Autrement dit, le prix de revient d’un kWh produit par panneaux photovoltaïques est inférieur à celui des fournisseurs traditionnels d’énergie à travers le réseau de distribution.

Voici le contexte dans lequel s’est tenu à Munich le dernier salon Intersolar.Gildemeister Energy Solutions, un installateur allemand de systèmes photovoltaïques, estime qu’en tertiaire, à partir d’une puissance de 10 kWc, le prix de revient du kWh photovoltaïque varie de 12 à 14 c€. À titre de comparaison, depuis le 1 er août 2013, le prix de vente du kWh Tarif bleu en France est de 13,29 c€ TTC en option de base, 10,02 c€ en heures creuses et 14,67 c€ en heures pleines, abonnement en sus.
Lors d’une conférence de presse en marge du salon, l’EPIA (European Photovoltaic Industry Association) prévoit que la parité réseau sera atteinte en France pour les particuliers dès 2015. Bref, l’auto- consommation et son corollaire immédiat, le stockage d’énergie, doivent désormais être intégrés dans la conception des systèmes énergétiques des bâtiments. Les industriels ont orienté leurs développements vers deux solutions techniques très différentes : stocker le photovoltaïque en accumulant de l’eau chaude, stocker l’électricité dans des batteries.Le stockage d’énergie le plus simple consiste à autoconsommer la production photovoltaïque en produisant de l’eau chaude sanitaire, grâce à une pompe à chaleur ou à un chauffe-eau thermodynamique. Une bonne dizaine d’exposants mettaient cette solution en avant à Intersolar.

Stockage : l’ECS ou les batteries

Aleo Solar (photovoltaïque) s’est associé avec Dimplex (chauffe-bains thermodynamiques), afin de proposer un montage très simple en maison individuelle : un programmateur s’assure que le chauffe-eau fonctionne en priorité durant les heures où l’installation photovoltaïque produit le plus.
D’autres, comme Viessmann, Schüco et Stiebel Eltron, vont plus loin. Pour commercer, ces fabricants fournissent tout : les panneaux photovoltaïques, le système d’accrochage ou d’intégration en toiture, les onduleurs, la pompe à chaleur et/ou le chauffe-eau thermodynamique et, surtout, l’automate qui gère l’ensemble. Grâce à lui, ils agissent sur la température de consigne de l’eau chaude dans le ballon, en maximisant le stockage d’énergie. Imaginons que l’installation photovoltaïque alimente la production d’ECS : si la température de consigne de 60 °C est atteinte, le régulateur prend alors l’initiative de la faire atteindre 70 °C ou davantage, afin de stocker davantage d’énergie. Il faut un dispositif de sécurité sous forme d’un mitigeur thermostatique en sortie de ballon, pour éviter les risques de brûlures. Une solution efficace pour des bâtiments ayant de gros besoins d’ECS : logement, tertiaire d’hébergement, locaux sportifs, etc. Les tenants purs et durs du solaire thermique font remarquer que le rendement des meilleurs panneaux photovoltaïques peine à atteindre 20 % dans les conditions nominales, tandis que celui des pires panneaux thermiques dépasse 80 % sans effort. Mais désormais, l’équation économique pointe du doigt le solaire thermique : un ensemble photovoltaïque associé à une pompe à chaleur est moins coûteux à l’installation qu’un équipement solaire thermique pour couvrir 65 à 70 % des besoins annuels d’ECS d’une famille de 4 personnes.

Apparition des batteries à circulation

En ce qui concerne le stockage d’électricité photovoltaïque dans des batteries sur site, on a pu voir à Intersolar des systèmes conçus pour les maisons individuelles, pour le tertiaire et même pour l’industrie. Des solutions sont techniquement concevables pour le logement collectif, mais il semble que les problèmes de répartition de l’autoconsommation d’électricité soient complexes sur le plan juridique, même en Allemagne.
Cette année à Intersolar, les batteries lithium-lon dominaient nettement. Les batteries acide-plomb étant désormais confinées aux installations non-reliées au réseau. Mais c’était sans compter sur les premières offres de batteries à circulation qui apparaissent pour les puissances importantes.
Il s’agit d’une technologie de transformation d’énergie chimique en énergie électrique. Deux circuits de fluides, mis en contact à travers une membrane échangeuse d’ions, créent un courant électrique. Il faut deux réservoirs, deux pompes, une chambre d’échange et deux fluides de natures chimiques différentes, sauf dans le cas du vanadium, employé seul dans des batteries à flux redox vanadium. Car il est capable de prendre plusieurs états chimiques différents. Leclanché a présenté à Intersolar son nouveau module HS 3200. Comme toutes les offres destinées à la maison individuelle, il assure plusieurs fonctions de stockage énergétique grâce à des batteries. Il comporte : un onduleur (inverter) pour transformer le courant stocké en courant alternatif utilisable dans la maison ou acceptable par le réseau ; et un automate pour piloter l’installation électrique et arbitrer entre autoconsommation, vente, stockage ou achat au réseau en fonction d’informations tarifaires et physiques. Stieble Eltron, Viessmann et une bonne vingtaine d’autres marques présentaient des offres, dont la capacité allait de 3,5 kWh à 150 kWh stockés. Le coût de ces systèmes varie de 12 000 à 15 000 € HT pour ces capacités. En Allemagne, tenant compte des prix actuels de l’électricité photovoltaïque et d’une hypothèse de hausse des prix de l’électricité vendue par le réseau de 3,5 % par an en moyenne durant les dix ans à venir, les fabricants annoncent des temps de retour de 8 à 15 ans.
Ces équipements couvrent 60 à 75 % des besoins d’électricité annuels en maison individuelle, grâce à l’autoconsommation du courant photovoltaïque produit.

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