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L'encouragement à utiliser les énergies renouvelables se concrétise par des mesures facilitant le développement d'unités de production ou centrales solaires photovoltaïques.

Définition
Une centrale solaire photovoltaïque est constituée de panneaux qui eux-mêmes sont faits de cellules : la cellule photovoltaïque est l'unité de base du système, c'est un générateur qui produit de l'électricité en convertissant la lumière solaire en courant électrique.

Programme de développement

Pour les particuliers
Encouragée depuis une dizaine d'années en France, la production d'électricité photovoltaïque bénéficie d'un véritable essor depuis le Grenelle de l'Environnement (2008). Les moyens utilisés sont divers : ce sont des mesures fiscales et financières mais aussi administratives simplifiées et attractives destinées à faciliter les installations chez les particuliers.

Pour les collectivités territoriales
Le Ministère de l'Ecologie de l'Economie, du Développement durable et de la Mer a lancé un appel d'offres auprès des régions. L'objectif est de lancer la construction d'une centrale photovoltaïque par région d'ici 2011, pour une puissance totale de 300 MW. Ainsi on alimenterait l'équivalent d'une ville de 150 000 habitants. Dans la lignée du Grenelle de l'Environnement, cette mesure rejoint les moyens mis en œuvre pour atteindre l'objectif 2020 : l'utilisation de 20% d'énergie renouvelable.

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Panneaux solaires : la réglementation dépend du site d'implantation de l'installation. Etat des lieux.

Les renseignements préalables
Les renseignements sur la réglementation des panneaux photovoltaïques sont mis à la disposition du public dans le réseau créé par les pouvoirs publics :
- Espace Info Energie regroupe des installateurs engagés dans une démarche qualité
- l'association Qualit'EnR/QualiPv peut aussi fournir des informations sur la réglementation. C'est l'un des 10 articles de sa charte qualité : "Préconiser des matériels et équipements photovoltaïques conformes aux exigences réglementaires et être le relais des informations de l'Association Qualit'EnR et des organismes publics."

La réglementation

Installation de panneaux sur un bâtiment existant
Le permis de construire n'est pas obligatoire. Il faut en revanche faire une déclaration de travaux.

Installation de panneaux sur un bâtiment neuf
Il est préférable de mentionner l'installation de panneaux photovoltaïques dans le permis de construire. Par ailleurs, il faut vérifier qu'il n'y a pas de contraintes locales particulières : site classé à proximité, obligation architecturale... Attenion : en cas de site dépendant d'une copropriété, l'accord des autres propriétaires est nécessaire.

Installation de panneaux photovoltaïques au sol
Un décret paru en novembre 2009 concerne les installations supérieures à 250 kWc (le kWc est l'unité exprimant la puissance d'une centrale photovoltaïque). Un permis de construire, une étude d'impact et une enquête publiques sont nécessaires avant toute installation de centrale au sol.

Production d'électricité
Afin de favoriser le développement des énergies renouvelables (dont le photovoltaïque), des lois et des décrets fixent l'obligation d'acheter l'électricité photovoltaïque et les conditions tarifaires correspondantes.

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Non ! Bien sûr... est-on tenté d'ajouter. Mais encore ? Tour d'horizon.

Qu'est-ce que l'énergie ?

Du grec energeia (force en action), l'énergie est l'un des concepts de base de la physique : elle ne se crée pas, ne disparaît pas, mais se transforme. En matière de développement, l'énergie produit une force, un mouvement ou une température, que l'on obtient par combustion (pétrole, gaz, etc.) ou par captation de sources naturelles, comme le soleil.

Que produit-on avec l'énergie solaire ?

► De l'électricité : c'est l'énergie solaire photovoltaïque. Une installation photovoltaïque produit de l'électricité grâce à la lumière du soleil, en utilisant un système de capteurs.

►De la chaleur : c'est l'énergie solaire thermique. Elle est basée sur la concentration du rayonnement solaire qui permet d'atteindre des températures élevées. L'énergie solaire thermique est recueillie par un système de capteurs (en forme de paraboles) ou par des centrales équipées de miroirs orientables, les héliostats. Des fluides « colporteurs » transportent la chaleur récoltée. Cette dernière est ensuite emmagasinée puis convertie avant d'être utilisée. Les températures ainsi obtenues vont de 250 à 2.000°C. Les deux usages de la chaleur solaire sont l'usage domestique ou tertiaire qui porte sur le chauffage des bâtiments, la climatisation, la production d'eau chaude.... et l'usage destiné à l'industrie et à l'agriculture, ce que l'on appelle le « chaleur-process ».
Le secteur domestique et tertiaire consomme les 2/3 de la chaleur solaire, l'industrie environ 1/3.

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Souhaitant favoriser le développement des énergies renouvelables, les pouvoirs publics ont mis en place un système d'aides et de subventions.

L'enjeu
Les énergies renouvelables, dont le photovoltaïque, devraient en 2020 représenter 20% de la production nationale. Pour atteindre cet objectif fixé par le Grenelle de l'Environnement, les pouvoirs publics ont mis en place une politique d'aides financières et fiscales.

Les mesures :

►Exonération de la taxe professionnelle et de l'impôt sur les bénéfices : pour les particuliers dont l'installation est d'une puissance inférieure à 3 kWc, même s'ils revendent une partie de leur production. (Le kilowatt crête exprime la puissance-crête, la puissance maximale d'une installation photovoltaïque)

►Crédit d'impôt : sur le prix des fournitures de toute installation inférieure ou égale à 3kWc (Des conditions existent pour les installations supérieures, considérées comme un équipement commercial et soumises aux taxes applicables aux entreprises)

►TVA à 5,5 % sur l'achat du matériel et son installation, à condition que le logement soit achevé depuis plus de deux ans

► Aides régionales : proposées par certaines régions et communes. Il s'agit de prêts bonifiés, de subventions ou d'appels à projets. Les Espaces Info Energie de l'ADEME mettent à la disposition du public la liste actualisée des aides régionales

►Prime d'intégration au bâti : pour les installations vendant leur production. Le tarif du kWh photovoltaïque est plus élevé pour une installation intégrée à la toiture (par opposition à une installation dite surimposée)

►Logements de plus de 15 ans : l'ANAH (Agence Nationale pour l'Amélioration de l'Habitat) dispense des aides spécifiques

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Le principe de base
Un panneau solaire photovoltaïque est un capteur, ou module, composé de plusieurs cellules. C'est aussi un générateur : il recueille la lumière et la transforme en électricité grâce au silicium qui la « conduit » sous forme de courant dans les fils électriques.

Le composant principal
C'est le silicium, semi-conducteur présent dans le sable. Elément de base de la cellule photovoltaïque, il se présente sous 3 formes :
1. Le poly-cristallin : le plus utilisé pour le photovoltaïque − plus de 50% du marché mondial - en raison de son bon taux de rendement (12%) et d'un coût de fabrication peu élevé.
2. Le mono-cristallin : rendement supérieur au poly-cristallin (15%), de fabrication plus délicate donc plus coûteuse.
3. Le silicium amorphe : rendement très inférieur aux deux premiers (6%) et de ce fait de coût inférieur.

Les matériaux en silicium poly ou mono-cristallin représentent 90% du marché mondial du panneau photovoltaïque. Les coûts d'installation par unité puissance sont équivalents pour les trois siliciums, mais la surface nécessaire pour atteindre un niveau de production donné varie en fonction du rendement du matériau.

Les caractéristiques

- Un panneau photovoltaïque est composé d'une trentaine de cellules photovoltaïques. La quantité d'électricité produite dépend de la puissance du panneau, exprimée en Watt crête (Wc) : puissance pour un ensoleillement optimal.
- Le capteur le plus répandu est le panneau rectangulaire, installé sur une toiture existante ou posé au sol ou sur une terrasse. D'autres capteurs apparaissent : tuiles, ardoises, éléments de façade.
- À surface égale, la puissance d'un panneau solaire photovoltaïque dépend de son rendement. Plus le rendement est élevé, plus la quantité d'électricité produite est importante.

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Vous installez des panneaux photovoltaïques chez vous : ils doivent être raccordés au réseau, ce qui nécessite des travaux. Explications.

Contexte
En France, le réseau électrique est géré par ERDF (filiale à 100% d'EDF) et par les ELD (Entreprises Locales de Distribution) créées par les collectivités locales. Ce sont vos interlocuteurs pour l'ensemble des démarches de raccordement, ce dernier étant concrétisé par un contrat signé entre le gestionnaire du réseau (ERDF ou ELD) et le producteur (vous).
Modalités

►Pas de contrat, pas de travaux !
Le contrat est obligatoire pour injecter du courant sur le réseau électrique français, quelle que soit la source d'énergie productrice, photovoltaïque ou non, et la finalité − consommation et/ou revente. Les travaux de raccordement sont assurés par EDF et souvent sous-traités. Les entreprises sous-traitantes doivent être adhérentes de la charte Quali'PV et fournir, pour chaque système posé, une attestation dite "Consuel" (Comité National pour la Sécurité des Usagers de l'Electricité), qui valide la conformité de l'installation.

►Raccorder pour vendre.
Selon que vous vendez la totalité ou le surplus de votre production, les travaux de raccordement ne sont pas les mêmes. Dans le premier cas, le gestionnaire du réseau installe un point de branchement spécifique, distinct de celui par lequel transite votre consommation. Si vous ne vendez que le surplus de votre production, cela signifie que vous en utilisez une partie pour votre propre consommation : les travaux sont plus simples et consistent à ajouter un compteur de production à l'installation.

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Envie de vous mettre au photovoltaïque ? C'est un projet, qui s'étudie et dont la réalisation est soumise à une réglementation : pour commencer, les démarches et les formalités.

Pourquoi ?

Que vous souhaitiez installer quelques panneaux destinés à servir d'appoint à votre propre consommation ou que vous soyez tenté par une production dans une perspective de revente, vous devez suivre un parcours balisé de démarches et de formalités.

Comment ?

►S'informer : prendre contact avec l'Espace Info Énergie le plus proche de chez vous. Ce réseau public d'informations est implanté sur tout le territoire. Sa fonction est de vous aider à vous orienter dans les formalités et les démarches, qui diffèrent selon la nature et l'importance de votre projet photovoltaïque.

►Deviser : faire établir des devis par des installateurs agréés.

►Contacter : sa mairie. Faut-il un permis de construire ou une déclaration préalable ? Vous installez des panneaux sur un bâtiment existant : la déclaration préalable suffit. Pour une construction, l'installation des panneaux doit figurer sur la demande de permis de construire.

►Vérifier : les éventuelles contraintes d'environnement et de voisinage. Urbanisme local soumis à certaines normes (toitures à l'ancienne, couleurs, etc.), site classé à proximité. Dans ce dernier cas, l'avis des Bâtiments de France est obligatoire. En cas de copropriété, l'autorisation des autres propriétaires doit être obtenue.

►Raccorder : son installation. Les travaux et les contrats liant au fournisseur diffèrent, selon que vous revendez tout ou partie de votre production ou encore que vous produisez pour assurer une partie de votre propre consommation.

►Financer : grâce à l'obtention de subvention ou au crédit d'impôt ou par le biais d'un emprunt.

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Les panneaux photovoltaïques peuvent être intégrés à une façade de bâtiment, placés sur un toit ou encore installés au sol. État des lieux de cette dernière option.

Historique
Le premier parc photovoltaïque au sol (d'une surface de 20.000m2) est apparu en Californie en 1993. L'Europe s'y est mise à partir de 2002. En France, c'est le Grenelle de l'Environnement en novembre 2008, qui a lancé l'offensive : l'une des cinquante mesures du programme était l'appel d'offres gouvernemental pour la construction d'ici 2011 d'au moins une centrale solaire dans chaque région française, pour une puissance cumulée de 300 MW.

strong>Fonctionnement
Un champ photovoltaïque est composé d'alignements de panneaux capteurs de la lumière diffusée par le soleil. Les panneaux de ce qui constitue une "centrale" peuvent être fixes - ils sont alors montés sur châssis − ou bien mobiles − ils pivotent sur un ou deux axes, comme des fleurs de tournesol, suivant le soleil grâce à un système dit à "trackers" (de l'anglais « track », rail).

Implications et conséquences
L'installation d'une centrale au sol peut s'apparenter à une véritable création d'entreprise. C'est un investissement financier, dont la faisabilité et la rentabilité doivent être étudiées, avant d'aborder la concrétisation du projet :
- étude technique, demande d'autorisations
- respect de la réglementation
- mise aux normes

La surface nécessitée, deux à trois hectares pour 1MW (un mégawatt, soit un million de watts) est suffisamment importante pour soulever des questions...
environnementales :
- respect du paysage
- normes HQE (Haute Qualité Environnementale) et légales : règles d'occupation des sols, - problèmes juridiques avec le voisinage

L'installation de panneaux photovoltaïques au sol : pas si simple que cela.

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Une batterie est un composant électrochimique, qui, en matière d'énergie photovoltaïque, permet de stocker l'électricité produite. Explications.

Principe de fonctionnement
Avec le panneau solaire, qui capte l'énergie, et l'onduleur qui, en convertissant le courant, permet d'utiliser l'électricité photovoltaïque − la batterie, qui elle sert à stocker, constitue le troisième élément-clé du système de production de l'électricité photovoltaïque. Le principe consiste à stocker l'électricité produite, parce que période de production (jour et soleil) et période d'utilisation (jour, nuit et mauvais temps) ne coïncident pas toujours forcément. Un régulateur protège la batterie en limitant sa surcharge, un autre sa décharge. Les modèles les plus courants (les batteries solaires au plomb), durent en moyenne une dizaine d'années. L'objectif des recherches actuelles est de prolonger leur durée de vie et de l'aligner sur celle des modules (les ensembles de panneaux capteurs), soit plus du double.

Les enjeux du stockage
Le stockage est le maillon faible du système photovoltaïque, en raison du prix du kWh stocké, du rendement, de la maintenance et de la durée de vie des batteries. La recherche actuelle vise donc à trouver les moyens de développer des batteries de stockage plus performantes. Ainsi l'énergie photovoltaïque deviendrait rentable et son utilisation pourrait être généralisée à grande échelle, notamment dans les régions septentrionales où, évidemment, la période d'ensoleillement est réduite.

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Un onduleur est un composant des modules de production d'électricité photovoltaïque. Mais encore ? Comment ça marche ? À quoi ça sert ? Explications.

Un onduleur ? Qu'est-ce que c'est ?
En électronique, l'onduleur sert de relais en cas de panne, comme un groupe électrogène de secours. En matière d'électricité photovoltaïque, c'est un dispositif qui a pour fonction de transformer un courant électrique continu en courant alternatif, identique à celui circulant sur le réseau. Si les onduleurs sont différents, principe et objectif sont les mêmes dans les deux cas : faire passer l'énergie du DC (Direct Courant/courant continu) à l'AC (Alternative Courant, courant alternatif).

Un onduleur ? Comment ça marche ?
C'est un appareil technologique sophistiqué qui fonctionne grâce à un microprocesseur et qui est soumis à des normes réglementaires. Il est protégé par un petit boîtier métallique que l'on place au plus près des modules photovoltaïques, afin d'éviter toute déperdition d'énergie. La durée de vie moyenne d'un onduleur est de 10 ans.

Un onduleur ? À quoi ça sert ?
En transformant la nature du courant, l'onduleur est le composant du module photovoltaïque qui permet d'utiliser l'électricité produite par ledit module. Pour un site dit isolé (non raccordé au réseau), l'onduleur sert à faire passer l'électricité photovoltaïque du module de production aux batteries de stockage puis aux appareils à alimenter. Dans le cas d'un site connecté au réseau, l'onduleur fait passer l'électricité photovoltaïque du site de production au réseau. En résumé, un onduleur n'ondule pas, il convertit.

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Cultiver... de l'énergie photovoltaïque grâce à la conquête de nouvelles terres, celles des exploitations agricoles. De quoi s'agit-il ?

Définition
Dotées de nombreux bâtiments (granges, hangars, etc.) offrant de grandes surfaces de toitures, les exploitations agricoles sont bien adaptées pour devenir des centrales de production d'électricité photovoltaïque. L'espace à conquérir, c'est celui de leur surface de toiture.

Les enjeux
En raison de son coût, le photovoltaïque représente une part marginale de la production d'électricité, assurée par le nucléaire (80%) et les autres modes de production : hydraulique (12,7%), thermique au gaz et au fioul (5,7%), éolienne (1,6%). Le but visé, au niveau européen, est de rendre le photovoltaïque compétitif par rapport au réseau, comme en Californie ou au Japon. Le coût de production baissant de 5 à 10% par an, c'est l'horizon 2030 qui devrait voir l'avènement d'une électricité photovoltaïque rentable à grande échelle. Pour atteindre l'objectif, le mode de production doit être développé : les exploitations agricoles, en raison de leur spécificité, sont les terres vierges à conquérir.

Les conséquences
Souvent sollicités par des entreprises qui leur proposent des solutions clés en main pour installer une unité de production, les agriculteurs découvrent les implications d'un tel projet : étude de faisabilité technique, réalisation, aspect fiscal, économique et financier liés à la spécificité de chacun des domaines, photovoltaïque et agricole.(Agence de l'Environnement et de la Maîtrise de l'Énergie) a mis en place des dispositifs pour informer, aider, guider et encourager les exploitants agricoles à franchir les "frontières photovoltaïques" de leur activité initiale.

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Et pourquoi pas ? Grâce à sa toiture photovoltaïque, votre abri voiture est rentabilisé et vous rapporte de l'argent : trois en un...

L'idée de départ
Elle est basée sur le souci d'économiser les ressources en utilisant toutes les potentialités d'un bâtiment, en l'occurrence un abri voiture, et de rentabiliser, grâce au photovoltaïque, les dépenses engagées pour sa construction.

Les réalisations
Il existe différentes versions d'abris voitures photovoltaïques, destinées aux particuliers (mais aussi aux parkings d'entreprises et de collectivités). Des sociétés spécialisées ont conçu et mis au point des modèles auxquels elles ont donné un nom, leur marque de fabrique. Il est conseillé de comparer plusieurs devis et de vérifier que les projets sont aux normes. L'abri photovoltaïque pour voiture est formé de quatre piliers, souvent en bois de pin, supportant une plate-forme plate - le toit - recouvert de panneaux capteurs. Il n'y a pas de parois.

Les avantages :

• L'installation ou la construction d'un abri voiture photovoltaïque, comme de tout bâtiment utilisant l'énergie solaire, ouvre droit à un crédit d'impôt (politique incitative du gouvernement en matière d'énergies renouvelables).


• Certaines régions encouragent le développement des énergies renouvelables par des subventions.


• Vous revendez l'électricité produite à EDF (contrat longue durée et prix garanti) ce qui constitue une rente annuelle non négligeable.


• Vous œuvrez pour la sauvegarde de la planète en produisant une électricité propre.


• Vous compensez, au sens écologique du terme, l'utilisation de la voiture.


• Vous avez bonne conscience...

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En matière d'énergie solaire, le gisement, c'est... le soleil. Gratuit et démocratique, il brille pour tout le monde. Comment exploite-t-on ce bon filon ?

Définition et mesures
La source de l'énergie solaire, c'est le rayonnement du soleil, ou gisement.
Si la surface de la terre était couverte de panneaux solaires, une heure suffirait pour accumuler la réserve de la consommation mondiale pour une année. Des cartes renseignent sur l'ensoleillement et sur le potentiel énergétique, traduit par le ratio Kw/h thermique/an/m2. En France, la moyenne d'ensoleillement annuel est de 2 000 heures et selon les régions le potentiel varie de moins 1 220kw/h/an à plus de 1 760.

Exploitation
Depuis les années 2000, l'exploitation de l'énergie solaire ne cesse d'augmenter, qu'elle soit thermique (chauffage ou chaude) ou photovoltaïque (production d'électricité). Le solaire thermique « passif » est basé sur la captation de la chaleur à travers des vitres équipant des bâtiments dits «bioclimatiques», le solaire thermique «actif» lui, stocke puis diffuse, par un réseau de chauffage classique. L'énergie solaire photovoltaïque transforme, selon une loi physique, le rayonnement solaire en électricité.

Réalisations

• 220 m2 de panneaux solaires photovoltaïques installés sur un immeuble en région parisienne fournissent 22,5 MWh/an, l'équivalent de la consommation électrique annuelle de plus de 6 familles (quatre personnes) hors chauffage et eau chaude.


• En Alsace, dans une maison particulière de 132 m2, l'installation d'un plancher chauffant (89 m2) et de capteurs solaires (17 m2) assure 5 mois sur 12 la totalité des besoins en énergie, la chaudière assurant le complément.

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