Beaucoup de questions
Comme je l’écrivait dans mon premier article (visible ici), les panneaux solaires photovoltaïques sont une solution quasi incontournable sur le chemin de l’autonomie.
Par conséquent, il faut pouvoir évaluer la production solaire photovoltaique.
Du coup je me pose assez rapidement bien des questions qui ont de quoi faire des noeuds au cerveau pour plus d’un.
Est-ce que c’est utile : Quelle proportion de ma consommation je peux espérer réduire ?
Combien je peux produire ? Si je pose des PV sur le toit de ma maison, combien de kWh pourrais produire ?
Quelle puissance ou combien de panneaux installer ? Dois-je prévoir des panneaux de 200 ? 300 ? 400 W ? Quelle puissance totale je dois installer ?
Est-ce intéressant d’ajouter des batteries ? Si oui, combien ? Seront-elle déchargée tout le temps ?
Et là .. une goutte de sueur coule lentement sur ma tempe 😰
Trop de questions ! Stop !
Commençons par le commencement…Step by step
Si certaines notions ou unité sont floues, n’hésitez pas à consulter le Glossaire 😉
Evaluer sa production solaire
Il faut donc commencer par s’intéresser aux outils de simulation en ligne. Il en existe plusieurs et un certain nombre sont des passerelles de vente (ce qui n’a rien de gênant en soit, mais cela pourrait biaiser quelques peu le produit proposé).
Parmi tous ces outils, l’un d’eux est mis à disposition par la commission européenne qui permet d’estimer une production potentielle suivant le type d’installation. Il est gratuit, interactif, très simple à utiliser et aussi très complet.
Photovoltaic Geographical Information System
Le site est disponible sous à l’adresse suivante : https://re.jrc.ec.europa.eu/pvg_tools/fr/
Production solaire suivant la position géographique
Arrivé sur la page d’accueil, on peut voir tout de suite joli dégradé de couleur. Il correspond à l’énergie par mètre carré. Il va du bleu foncé au nord de l’Europe, jusqu’au orange au sud de la Méditerranée. Plus c’est rouge plus la production est grande. (la légende est visible en cliquant sur le « L » en bas à gauche de la carte. En cliquant sur le « O », vous pourrez régler l’opacité des couleurs par rapport à la carte).
Bien positionner sa maison sur la carte
Nous commençons dans la partie gauche par choisir notre position géographique. La carte est interactive du type google map. Il suffit de zoomer et de cliquer sur sa localisation.
Cet outil prend en compte l’horizon autour de la localisation pour calculer la durée d’ensoleillement. En effet, la production variera en fonction du relief alentours. Typiquement dans une vallée en montagne il y aura moins d’ensoleillement qu’en plaine.
Pour les experts, il est d’ailleurs possible d’utiliser son propre fichier horizon. Ce qui pourrait être utilisé si un bâtiment plus haut fait de l’ombre à votre toiture.
L’outil permet aussi de positionner directement à partir d’une adresse ou encore en rentrant les coordonnées géographique Latitude/Longitude.
Type de donnée à simuler
Parmi les onglets dans la partie droite de la page, l’outil propose 7 type de simulations :
- Panneau Photovoltaïque – couplé au réseau
- Panneau Photovoltaïque avec système de suivi – couplé au réseau
- Panneau Photovoltaïque avec batterie – hors réseau
- Les données mensuelles d’irradiation solaire
- Les données quotidiennes d’irradiation solaire
- Les données d’irradiation solaire par heure
- Les données météorologiques typiques (température, rayonnement, vent, humidité)
Je ne vais pas rentrer dans le détail de chaque onglet. Sachez que pour chacun, les données et résultats sont téléchargeables notamment au format .csv (lisible avec excel)
Comme je ne veux pas rentrer dans les détails des bases de données, les 4 dernières simulations ne m’intéressent pas.
Pour évaluer la production solaire, ce sont les 2 premières simulations qui m’intéressent. D’autant qu’il est possible d’éditer un rapport PDF compilant les résultats.
Je vais donc détailler les onglets :
Panneau Photovoltaïque – couplé au réseau : Installation solaire typique de panneau raccordé au réseau (avec revente, avec ou sans autoconsommation)
Panneau Photovoltaïque avec système de suivi – couplé au réseau. Il s’agit du même type d’installation que ci-dessus mais avec un système d’orientation en temps réel des panneaux. Cela permet de maximiser la production en optimisant l’orientation.
Quand à la simulation de Panneau Photovoltaïque avec batterie – hors réseau. J’y reviendrai plus en détail dans un article dédié. C’est ce type d’installation qui m’intéresse le plus dans l’optique du projet d’autonomie. Mais cette simulation fait intervenir des notions supplémentaires sur les batteries et leur utilisation couplée au panneaux solaires que je dois encore creuser. 🙂
Evaluer la production solaire de PV couplé au réseau
Le premier onglet permet d’évaluer la production d’une installation couplée au réseau. Il s’agit d’une installation classique. Les PV sont raccordés au réseau pour une autoconsommation avec revente du surplus à Enedis, soit pour une revente totale.
La base de donnée est présélectionnée par la position géographique.
Entrer les caractéristiques de l’installation :
- Il faut choisir la technologie de PV : silicium cristallin.
- Dans le champs suivant on indique la puissance installée. Il s’agit de la puissance crête en kWp. Pour l’exercice je prévois une installation de 3kWp. (Cela représente 8 panneaux de 375Wp)
- Le champs suivant donne l’estimation des pertes du système. (état du câblage, surface des panneaux (saletés, neige), rendement de l’onduleur, durée de vie de l’ensemble…). Par défaut il est fixé à 14%.
- La position du montage sur le toit. S’il est en surélévation ou en intégration. En effet, le rendement des panneaux est dépendant de la température. Ainsi, des panneaux intégrés à la toiture peuvent s’échauffer et diminuer leur production.
Vous noterez qu’il est donc préférable d’avoir un montage en surélévation pour faciliter la circulation d’air derrière le panneau et limiter la montée en température.
- Je rentre ensuite l’inclinaison du toit par rapport à l’horizontale : 35°.
- Puis l’azimut par rapport au sud : 10° (il s’agit de l’angle entre l’axe Nord-Sud et l’axe d’orientation du toit soit 0° pour plein Sud, -90° à l’Est et +90° à l’Ouest)
L’outil peut calculer le coût de l’électricité produite en indiquant le coût d’installation du système, le taux d’intérêt et la durée de vie de l’installation. Pourtant je ne m’en servirai pas pour le moment.
3411 kWh par an
Après avoir rentré toutes ces informations, cliquez sur le bouton « visualiser les résultats ». Nous obtenons le rapport qui peut être téléchargé en PDF.
Il contient :
- Un résumé des données entrées
- Les résultats du calcul donnant la production annuelle en kWh
- La variabilité inter-annuelle en kWh
- la production par mois en kW ainsi qu’un graphe de la production par mois.
Dans mon exemple, pour 3kWp installé, la production estimée est de 3411,94 kWh par an. Cela représente environ un tiers de ma consommation !
La variabilité annuelle est de 169kWh. Cela signifie que la production est estimée entre 3242 et 3580kWh par an en moyenne.
Jouez avec l’outil
Nous pouvons entrer les données que l’on veut alors profitons en !
En modifiant la puissance installée à 10kWp, je peux produire l’équivalent de ma consommation annuelle.
A vous d’essayer différentes puissances, modifier l’orientation, etc… Vous pourrez constater directement l’impact de ces paramètres sur la production.
Evaluer la production solaire de PV couplé au réseau avec système de suivi
Le deuxième onglet permet de simuler la production solaire de PV couplé au réseau monté sur un “Tracker” ou système de suivi. Dans ce cas, le réseau de panneaux est monté sur un mat qui pivote en suivant la course su soleil. Ce système permet de conserver une orientation optimale des panneaux par rapport au soleil toute la journée.
Là encore la base donnée est sélectionnée par la position géographique.
Les données à entrer sont :
- La technologie de PV : silicium cristallin.
- La puissance crête installée en kWp (KiloWatt Crête) : 3 Même puissance que précédemment pour comparer avec un système fixe.
- Les pertes du système : par défaut à 14%
- Ensuite, il s’agit du type de système suiveur. Je ne vais pas rentrer dans le détail ici. Pour faire simple, je considère un système sur axe vertical incliné à 35° pour pouvoir comparer au montage fixe sur le toit.
De même, on peut visualiser les résultats et éditer le PDF. On y retrouve le même type d’informations. Production annuelle, Variabilité annuelle et production mensuelle avec graphique.
Avec ce système et toujours 3kWp, la production annuelle est de 4230,79kWh. (contre 3411,94kWh avec un montage fixe sur le toit). C’est à dire 819kWh de plus soit 24% de production supplémentaire.
Du coup, je refais la simulation précédente !
Dans l’onglet couplé au réseau et je modifie la puissance installée pour obtenir une production annuelle équivalente.
Je constate qu’il me faut installer 3,8kW de panneaux pour obtenir 4321kWh annuel. Donc 800W de panneaux supplémentaires soit 2 panneaux de 400W.
Ce qui équivaut à un système de suivi en terme de production. Ce gain sera à prendre en compte dans le calcul financier. En effet, il faudra comparer le coût du montage d’un système de suivi avec le coût d’achat de 3 PV de 275W supplémentaires. Etant donné les prix des panneaux, je ne suis pas sûr que le tracker soit avantageux…MAIS : un tracker permet d’étaler la production sur la journée. Il produit plus tôt le matin et plus tard le soir car toujours en face du soleil.
Couplé au réseau c’est pas autonome ça !?
Bien que je produise l’équivalent de ce que je consomme, je ne considère pas vraiment comme de l’autonomie. En effet, dans le cas du couplage réseau, la production est injectée ou bien consommée avec injection du surplus. Ce qui signifie des sorties d’énergie sur le réseau et donc une entrée décalée dans le temps.
En gros si je n’arrive pas a consommer tout ce que je produit ou moment ou je peux le produire.
Conclusions
Au final, cet outil est très utile. Il nécessite peut d’informations à fournir.
Il est donc très facile d’évaluer la production solaire de panneaux photovoltaïques en prévision d’une installation.
- Avec 3000Wp de panneaux posé sur le toit, je peux espérer une production annuelle d’environ 3400Wh en moyenne.Sur une année très ensoleillé comme 2022, la production serait supérieure !
- 6kW donnerai environ 6820 kWh
- 9kW donnerai environ 10232 kWh
- L’installation d’un tracker solaire de 3kWp de puissance produirait environ 800Wh de plus sur l’année.
Je rappelle que ce résultat est directement lié à la position géographique. L’exposition étant plus grande dans le sud que dans la nord.
A vous de jouer maintenant ! Vous pouvez évaluer votre future production solaire !
👉Si vous avez des questions, des remarques ou même besoin d’aide avec l’outil, vous êtes libre de laisser un commentaire !