Les propriétaires qui installent des systèmes d’énergie photovoltaïque bénéficient de nombreux avantages : une facture d’électricité moins élevée, une empreinte carbone plus faible et une valeur de la maison potentiellement plus élevée. Mais ces avantages s’accompagnent de coûts d’installation et de maintenance importants, et l’ampleur des gains peut varier considérablement d’une maison à l’autre. Cet article aidera les propriétaires à effectuer les calculs financiers nécessaires pour déterminer la viabilité de l’énergie solaire dans leur maison.
L’énergie solaire photovoltaïque
La technologie solaire photovoltaïque (PV) existe depuis les années 1950, mais, grâce à la baisse des prix des modules solaires, elle n’est considérée comme une technologie financièrement viable pour une utilisation généralisée que depuis le début du millénaire.
La taille des panneaux solaires est indiquée en termes de potentiel de production électrique théorique en watts. Cependant, la production typique réalisée pour les systèmes PV installés – connue sous le nom de « facteur de capacité » – se situe entre 10 et 20 % de la production théorique. Un système domestique de 3 kilowatts-heure (kWh) fonctionnant avec un facteur de capacité de 15 % produirait 3kW*15 %*24 h/jour*365 jours/an = 3 942 kWh/an, soit environ un tiers de la consommation électrique typique d’un ménage américain. Mais ce calcul peut être trompeur, car il n’y a guère de raison de parler de résultats « typiques » ; en fait, l’énergie solaire peut avoir du sens pour un ménage, mais pas pour la maison d’à côté. Cette divergence peut être attribuée aux considérations financières et pratiques prises en compte pour déterminer la viabilité.
Coûts
L’énergie solaire est une activité à forte intensité de capital, et le principal coût de possession d’un système est payé d’avance lors de l’achat de l’équipement. Le module solaire représentera presque certainement la plus grande partie de la dépense globale. Les autres équipements nécessaires à l’installation comprennent un onduleur (pour transformer le courant continu produit par le panneau en courant alternatif utilisé par les appareils électroménagers), des appareils de mesure (s’il est nécessaire de voir la quantité d’énergie produite), et divers éléments de boîtier ainsi que des câbles et du matériel de câblage. Certains propriétaires envisagent également le stockage de batteries. Historiquement, les batteries ont toujours été d’un coût prohibitif et inutiles si la compagnie d’électricité paie le surplus d’électricité qui est injecté dans le réseau (voir ci-dessous). Il faut également tenir compte du coût de la main-d’œuvre d’installation.
Outre les coûts d’installation, il existe d’autres coûts liés à l’exploitation et à la maintenance d’une installation solaire photovoltaïque. Outre le nettoyage régulier des panneaux, les onduleurs et les batteries (si elles sont installées) doivent généralement être remplacés après plusieurs années d’utilisation.
Bien que les coûts ci-dessus soient relativement simples – souvent, une entreprise d’installation solaire peut proposer un prix pour ceux-ci à un propriétaire – les subventions du gouvernement et/ou de votre service public local peuvent s’avérer plus difficiles à obtenir. Les incitations gouvernementales changent souvent, mais historiquement, le gouvernement américain a accordé un crédit d’impôt pouvant aller jusqu’à 30 % du coût du système. Vous trouverez plus de détails sur les programmes d’incitation aux États-Unis, y compris les programmes de chaque État, sur le site web de la Database of State Incentives for Renewables & Efficiency (DSIRE ). Dans d’autres pays, ces informations sont souvent disponibles sur les sites web du gouvernement ou de la défense de l’énergie solaire. Les propriétaires doivent également vérifier auprès de leur compagnie d’électricité locale si elle offre des incitations financières pour l’installation solaire, et déterminer quelle est sa politique en matière d’interconnexion au réseau et de vente de l’énergie excédentaire dans le réseau.
Avantages
Un avantage important de l’installation photovoltaïque est une facture énergétique moins élevée, mais l’ampleur de cet avantage dépend de la quantité d’énergie solaire qui peut être produite compte tenu des conditions disponibles et de la manière dont les services publics facturent l’électricité.
La première considération est le niveau d’irradiation solaire disponible dans la zone géographique de la maison. Lorsqu’il s’agit d’utiliser des panneaux solaires, il est généralement préférable de se rapprocher de l’équateur, mais d’autres facteurs doivent être pris en compte. Le National Renewable Energy Laboratory (NREL) produit des cartes pour les États-Unis indiquant les niveaux d’irradiation solaire ; les outils de son site web fournissent des informations solaires détaillées pour des endroits spécifiques aux États-Unis. Des cartes et des données similaires sont également disponibles dans d’autres pays, souvent auprès d’agences environnementales gouvernementales ou d’organisations spécialisées dans les énergies renouvelables. L’orientation de la maison est tout aussi importante ; pour les toits en terrasse, un toit orienté vers le sud, sans arbres ni autres objets obstruant la lumière du soleil, maximise l’énergie solaire disponible. Si celle-ci n’est pas disponible, les panneaux peuvent être montés sur des supports extérieurs et installés loin de la maison, ce qui entraîne des coûts supplémentaires pour le matériel et les câbles supplémentaires.
La deuxième considération est le moment de la production d’énergie solaire et la façon dont les services publics facturent l’électricité. La production d’énergie solaire a lieu principalement l’après-midi et est plus importante en été, ce qui correspond relativement bien à la demande globale d’électricité dans les climats chauds car c’est à ces moments que les climatiseurs consomment le plus d’énergie. Par conséquent, l’énergie solaire est précieuse car les méthodes alternatives de production d’énergie (souvent des centrales au gaz naturel) utilisées pour répondre aux pics de demande énergétique ont tendance à être coûteuses. Mais les services publics facturent souvent aux consommateurs résidentiels un tarif fixe pour l’électricité, indépendamment du moment de la consommation. Cela signifie qu’au lieu de compenser le coût élevé de la production d’électricité de pointe, les systèmes d’énergie solaire des propriétaires de maison compensent simplement le prix qui leur est facturé pour l’électricité, qui est beaucoup plus proche du coût moyen de la production d’électricité.
Toutefois, de nombreuses sociétés de services publics aux États-Unis ont mis en place des systèmes de tarification qui permettent aux propriétaires de se faire facturer à différents tarifs tout au long de la journée afin de refléter le coût réel de la production d’électricité à différents moments ; cela signifie des tarifs plus élevés l’après-midi et des tarifs plus bas la nuit. Une installation solaire photovoltaïque peut être très avantageuse dans les régions où ce type de tarif variable dans le temps est utilisé, car l’énergie solaire produite compenserait l’électricité la plus coûteuse. Le degré exact d’avantage pour un propriétaire donné dépend du moment exact et de l’ampleur des changements de tarifs dans le cadre d’un tel plan. De même, dans certains endroits, les services publics ont des systèmes de tarification qui varient selon les périodes de l’année en raison des fluctuations saisonnières régulières de la demande. Les tarifs plus élevés en été rendent l’énergie solaire plus intéressante.
Certains services publics ont des plans de tarification échelonnée dans lesquels le prix marginal de l’électricité change à mesure que la consommation augmente. Dans le cadre de ce type de plan, l’avantage d’un système solaire peut dépendre de la consommation d’électricité de la maison. Dans certaines régions soumises à des tarifs qui augmentent de façon spectaculaire à mesure que la consommation augmente, les grandes maisons (ayant des besoins énergétiques importants) peuvent bénéficier le plus des panneaux solaires qui compensent la consommation marginale à coût élevé.
Le troisième avantage d’un système solaire est que les propriétaires peuvent vendre l’électricité produite par l’énergie solaire aux services publics. Aux États-Unis, cela se fait par le biais de plans de « comptage net », dans lesquels les consommateurs résidentiels utilisent l’électricité qu’ils mettent dans le réseau (lorsque le taux de production d’électricité de l’installation solaire est supérieur au taux de consommation d’électricité du ménage) pour compenser l’électricité consommée à d’autres moments ; la facture électrique mensuelle reflète la consommation nette d’énergie. Les réglementations et politiques spécifiques en matière de comptage net varient d’une région à l’autre. Les propriétaires peuvent se référer à la base de données DSIRE et doivent également contacter leurs services publics locaux pour trouver des informations plus spécifiques.
L’avantage final est l’effet potentiel sur la valeur d’une maison en raison de l’ajout d’une installation solaire. En général, il est raisonnable de supposer que les panneaux solaires augmenteraient la valeur de la plupart des maisons. Tout d’abord, il y a un avantage financier indéniable à avoir des factures d’électricité moins élevées grâce à une installation solaire. Deuxièmement, la tendance à une vie « verte » signifie qu’il y a une demande croissante pour des maisons qui ont une empreinte carbone plus faible et qui sont alimentées par des sources renouvelables. Enfin, l’achat d’une maison dont l’énergie solaire est déjà installée signifie que l’investissement est financé (pour l’acheteur) par l’hypothèque. Cette facilité de financement rend potentiellement l’énergie solaire plus abordable pour un acheteur que l’achat d’une maison sans énergie solaire et l’ajout ultérieur d’une installation solaire.
Calcul de la viabilité financière et du coût « nivelé » de l’électricité
Une fois que les coûts et les avantages ci-dessus sont déterminés, un système solaire peut théoriquement être évalué en utilisant la méthode du flux de trésorerie actualisé (DCF). Les flux sortants au début du projet seraient constitués des coûts d’installation (nets de subventions), et les flux entrants arriveraient plus tard sous la forme de coûts d’électricité compensés (à la fois directement et par le comptage net).
Plutôt que d’utiliser la méthode DCF, la viabilité de l’énergie solaire est généralement évaluée en calculant le coût nivelé de l’électricité (LCOE), puis en le comparant au coût de l’électricité facturé par le service public local. Le LCOE de l’énergie solaire domestique est généralement calculé en termes de coût/kilowattheure ($/kWh ou ¢/kWh), le même format que celui utilisé pour les factures d’électricité. Pour calculer approximativement la LCOE, on peut utiliser l’équation suivante :
LCOE ($/kWh) = Valeur actuelle nette (VAN) du coût de propriété sur toute la durée de vie ($) / Production d’énergie sur toute la durée de vie (kWh)
La durée de vie utile d’un module solaire PV est généralement estimée à 25-40 ans. Le coût de propriété comprend les frais d’entretien, qui doivent être actualisés pour trouver la valeur actualisée nette. Le LCOE peut ensuite être comparé au coût de l’électricité d’un service public ; n’oubliez pas que le prix pertinent est celui qui intervient pendant les périodes de production solaire PV de pointe ou à proximité. (Consultez le calculateur de la valeur actuelle nette d’Investopedia pour essayer ces calculs par vous-même).
Déterminer s’il convient d’installer un système solaire PV peut sembler une tâche ardue, mais il est important de se rappeler qu’un tel système est un investissement à long terme. Dans de nombreux endroits, l’énergie solaire est un bon choix d’un point de vue financier. Même si le coût de l’énergie solaire s’avère légèrement plus élevé que celui de l’électricité achetée auprès d’un service public, les propriétaires peuvent souhaiter installer l’énergie solaire pour éviter les futures fluctuations potentielles des coûts de l’énergie, ou peuvent simplement vouloir regarder au-delà de leurs motivations financières personnelles et utiliser l’énergie solaire pour une vie « verte ».