Tous les experts l'annoncent : les prix de l'électricité sont appelés à fortement augmenter au cours des prochaines années. Produire sa propre électricité permet de se mettre à l'abri des fluctuations tarifaires et de gagner en indépendance vis-à-vis du réseau public de distribution. L'installation photovoltaïque est par ailleurs vertueuse du point de vue environnemental puisque cette énergie est renouvelable et produite au plus près des besoins quand la production est autoconsommée.
Solaire photovoltaïque : la bonne adéquation entre production et autoconsommation
Produire sa propre électricité via des panneaux solaires permet d'abaisser fortement sa facture. Comment trouver le bon équilibre entre production et autoconsommation ?
Dans le contexte actuel de renchérissement du prix des énergies, produire sa propre électricité permet d'abaisser fortement sa facture de courant tout en réduisant sa dépendance vis-à-vis des fournisseurs. L'électricité est générée par des panneaux solaires photovoltaïques, placés en toiture, voire au sol. Cette énergie renouvelable est fournie gratuitement par le soleil.
Panneaux solaires
Viessmann commercialise une solution complète, incluant panneaux solaires photovoltaïques (Vitovolt 300) et onduleur (pour convertir le courant continu produit par les modules photovoltaïques en courant alternatif, utilisable par les équipements électriques de la maison). La puissance de l'installation photovoltaïque dépend des besoins et contraintes (surface disponible en toiture notamment). La puissance d'une installation domestique est plafonnée à 9 kWc. Il peut être intéressant de ne pas dépasser 3 kWc. Trois raisons à cela : un taux de TVA réduit à 10% (contre 20% au-delà) et, uniquement quand l'électricité en surplus est injectée et vendue dans le réseau public (autoconsommation avec vente), une prime gouvernementale à l'autoconsommation photovoltaïque plus favorable et une vente de l'électricité non imposable.
Autoconsommation
L'électricité produite peut être utilisée pour les besoins propres de la maison (on parle alors d'autoconsommation) ou injectée dans le réseau public d'électricité, cédée gracieusement ou vendue (autoconsommation avec vente à EDF Obligation d'achat). Mais le prix de vente de cette production d'électricité excédentaire est environ deux fois plus faible que le tarif de l'électricité achetée par le particulier à son fournisseur. Mieux vaut donc autoconsommer autant que possible l'électricité produite et viser l'autoconsommation totale.
Système photovoltaïque complet
Viessmann développe un écosystème complet pour optimiser la production solaire photovoltaïque. La plupart des pompes à chaleur de la gamme Vitocal, mais aussi les ballons thermodynamiques Viessmann, sont "Smart Grid Ready" et peuvent être combinés avec des modules photovoltaïques pour augmenter le taux d'autoconsommation électrique. En été, le fonctionnement en mode rafraîchissement de la pompe à chaleur peut ainsi être totalement assuré par l'énergie gratuite du soleil.
Stocker l'électricité solaire photovoltaïque
Une autre brique de ce système est la nouvelle batterie domestique Vitocharge VX3, qui sera commercialisée à partir de l'automne 2022 pour stocker l'électricité photovoltaïque produite. Cette batterie modulaire combine un onduleur hybride et un, deux ou trois modules de batteries (4, 8 ou 12 kWh de capacité de stockage). Elle peut être utilisée comme simple onduleur ou pour le stockage d'électricité, sur une nouvelle installation comme sur une installation existante.
Gestionnaire d'énergie
La production d'électricité photovoltaïque peut être stockée sous forme thermique, par exemple sous forme d'eau chaude dans un ballon thermodynamique, ou électrique via la batterie. Mais il manquait jusque là une intelligence pour la gestion de ces deux flux énergétiques (électricité et chaleur). Viessmann a pour cela développé le système HEMS (Home Energy Management System) qui sera lancé sur le marché français au cours du dernier trimestre 2022. Objectif : optimiser le taux d'autoconsommation solaire et viser l'autonomie complète de l'installation, en combinant intelligemment le fonctionnement de tous les équipements : pompe à chaleur, ballon d'eau chaude sanitaire (thermodynamique ou électrique bivalent), batterie de stockage, chargeur de voiture électrique (Viessmann lancera sa Wallbox en 2023)... A la différence d'une installation photovoltaïque traditionnelle, où l'électricité produite est consommée dans la maison au fil des besoins, sans stratégie ni priorisation, le système HEMS de Viessmann va déterminer quels équipements privilégier (pompe à chaleur, batterie...) pour optimiser production et consommation, et par là-même réduire la facture de courant électrique.
Architecture du système et fonctionnement
Un compteur, placé entre le compteur Linky et les équipements électriques de la maison (pompe à chaleur exceptée), mesure l'électricité résiduelle qui devrait normalement repartir sur le réseau public. Le système HEMS informe la pompe à chaleur de l'électricité gratuite disponible. Quand les panneaux photovoltaïques produisent toujours en toiture, la pompe à chaleur peut modifier sa stratégie de fonctionnement et stocker cette électricité excédentaire sous forme de chaleur, pour le chauffage (en modifiant par exemple la température de consigne) ou le production d'eau chaude sanitaire (en rechargeant le ballon).
Pour aller plus loin : le stockage par hydro-accumulation
Une stratégie largement utilisée par nos voisins, mais encore peu connue en France, consiste à installer un ballon d'hydro-accumulation en plus de la pompe à chaleur. Ce gros volume d'eau est alors utilisé pour stocker l'électricité sous forme de chaleur. Cette configuration est particulièrement intéressante dans le cas d'une pompe à chaleur alimentant des radiateurs à basse température (35°C). En journée, le système HEMS peut donner l'ordre à la pompe à chaleur de stocker l'électricité solaire excédentaire dans le ballon à plus haute température (55°C). Cette réserve de chaleur est ensuite utilisée la nuit pour participer gratuitement à l'alimentation en eau chaude des radiateurs.
Application ViCare pour le particulier
Il est possible de paramétrer le système HEMS pour donner priorité à l'un ou l'autre des équipements formant le système, par exemple pour privilégier la pompe à chaleur ou le chargeur de la voiture. Ce paramétrage est très simple pour le particulier. Il est réalisée à partir de l'application ViCare ; application qui permet de consulter toutes les informations sur le fonctionnement des équipements : production d'électricité, taux d'autoconsommation photovoltaïque, charge de la batterie, consommation de la pompe à chaleur...
Compatibilité
Le système HEMS est compatible avec les équipements Viessmann équipés de la plate-forme de régulation E3, notamment les nouvelles pompes à chaleur Vitocal 150/151-A et 250/252-A. Toutes les pompes à chaleur depuis 2017 sont également compatibles, à conditions qu'elles soient équipées de l'interface Vitoconnect Opto 2 afin de pouvoir être connectées.
D'autre part, il est également judicieux de combiner une pompe à chaleur avec l'énergie solaire. Alors que les systèmes solaires thermiques fournissent de l'eau chaude sanitaire et améliorent l'efficacité du système, les systèmes photovoltaïques produisent leur propre électricité pour le chauffage par pompe à chaleur. En été par exemple, une pompe à chaleur réversible alimentée électriquement par des panneaux photovoltaïques, pourra rafraîchir la maison gratuitement. Le soleil est une source d’énergie gratuite et inépuisable dont il faut savoir profiter au mieux. Les systèmes de chauffage et de production d’eau chaude sanitaire Viessmann sont conçus et développés dans cette optique.
FAQ
A la différence des modules photovoltaïques qui convertissent l'énergie du soleil en électricité, les panneaux solaires thermiques la transforment en chaleur pour produire de l'eau chaude sanitaire ou, plus rarement, chauffer la maison. Plus d'informations sur cette page.
Pour une surface de 3 kWc, comptez 10 modules photovoltaïques en toiture, soit une surface de 17 m².
Les modules photovoltaïques produisent de l'électricité en courant continu, converti en courant alternatif par un ou plusieurs onduleurs. La maison doit être équipée d'un compteur communicant Linky capable de mesurer à la fois la production d'électricité injectée sur le réseau public et la consommation d'électricité soutirée, achetée par le particulier à son fournisseur d'énergie.
La puissance de l'installation photovoltaïque est déterminée pour optimiser l'autoconsommation photovoltaïque. Elle dépend également du budget disponible. Une puissance de 3 kWc est suffisante pour couvrir les besoins du talon électrique de la maison (consommation correspondant au réfrigérateur, box Internet, appareils en veille...) et d'une pompe à chaleur.
Pour atteindre l'autosuffisance énergétique dans une nouvelle construction, il faut une bonne organisation. En effet, tous les éléments d'un bâtiment doivent être parfaitement adaptés les uns aux autres. Ainsi, l’enveloppe doit présenter des performances élevées (pertes thermiques faibles, étanchéité…), tandis que les menuiseries comme les fenêtres et les portes doivent favoriser les apports solaires dans la maison en hiver sans favoriser les surchauffes en été (conception bioclimatique). Les appareils électriques installés doivent en outre fonctionner de manière particulièrement efficace afin de réduire la consommation d'électricité au minimum. Si ces conditions sont réunies, il y a de grandes chances qu'un bâtiment puisse être exploité de manière autonome en électricité, même d'un point de vue économique.
C’est dans cette optique que la Réglementation Energétique 2020 (RE 2020) pour les bâtiments neufs oblige les constructeurs à respecter des performances élevées sur les nouveaux bâtis en France. Des logiciels de simulation spécifiques permettent de vérifier la prise en compte de la réglementation dès la conception du bâtiment. Ainsi, bien avant la pose de la première pierre, il est possible de déterminer les bases de la construction et les conditions techniques de manière à obtenir un approvisionnement énergétique optimal et autonome.
Les maisons qui produisent elles-mêmes une grande partie de l'énergie dont elles ont besoin - par exemple grâce à l'électricité ou à la chaleur produite par une installation solaire - peuvent être qualifiées d'autosuffisantes en énergie. Il est important de souligner la différence entre l'autarcie réelle et l'autarcie bilancielle.
Autarcie réelle, véritable autosuffisance énergétique : si une maison couvre effectivement ses besoins en énergie toute seule, on parle de véritable autarcie en matière d'approvisionnement énergétique. En d’autres termes, il n'est plus nécessaire de se raccorder à l'alimentation externe en électricité ou en chaleur car le bâtiment est capable de couvrir ses propres besoins à l’aide de ses productions renouvelables.
Autarcie bilancielle, autonomie au niveau du bilan énergétique : si les productions énergétiques annuelles d'un bâtiment compensent entièrement les consommations, on parle d'autarcie énergétique bilancielle. Un bon exemple est la maison dite à énergie zéro (ou à bilan énergétique neutre), qui produit autant d'énergie qu'elle en consomme.
