C’est en 1982 que la première installation photovoltaïque privée a été raccordée au réseau en Suisse. Depuis, les choses ont bien évolué: après une légère augmentation constante au fil des années, le photovoltaïque connaît désormais une progression de plus en plus importante. Selon les «Statistiques de l’énergie solaire» de l’Office fédéral de l’énergie (OFEN), près de 118 000 installations PV étaient installées fin 2020 avec une puissance proche de 3 gigawatts. La production d’énergie solaire couvrait ainsi déjà 4,7% des besoins suisses en électricité. Les experts estiment que cette tendance perdurera du fait des efforts réalisés pour gagner en indépendance énergétique.
Selon la stratégie énergétique 2050 (en allemand) et les perspectives énergétiques 2050+ (en allemand), les énergies renouvelables devront à l’avenir représenter une part plus importante de l’approvisionnement en énergie. Dans ce contexte, le photovoltaïque joue un rôle central, comme le confirme Christof Bucher, professeur en systèmes photovoltaïques à la Haute école spécialisée bernoise et auteur du livre Photovoltaikanlagen – Planung, Installation, Betrieb (Installations photovoltaïques – Planification, installation et exploitation): «L’énergie solaire dispose aujourd’hui du plus important potentiel de développement de toutes les énergies renouvelables et peut, en tant que seule source d’énergie indigène, couvrir l’intégralité des besoins suisses en énergie dans le bilan annuel.» D’après Christof Bucher, l’énergie solaire remplacera à l’avenir l’énergie nucléaire et garantira l’électrification de la mobilité et de l’approvisionnement en chaleur. Selon les experts, l’énergie solaire devrait même surpasser la production hydraulique et devenir la principale source de production d’électricité en Suisse.
Le photovoltaïque consiste à transformer de l’énergie du rayonnement directement en énergie électrique via des cellules photovoltaïques. Un onduleur convertit le courant continu ainsi obtenu en courant alternatif. De nos jours, on trouve différents types de cellules photovoltaïques sur le marché. Les cellules en silicium cristallin sont de loin les plus répandues. Il en existe deux types: les cellules polycristallines, auparavant les plus utilisées, et les cellules monocristallines, qui sont désormais dominantes. Au cours des dernières années, les cellules solaires monocristallines ont fait l’objet d’une optimisation constante, ce qui explique l’amélioration continue de leur efficacité. Outre les cellules au silicium cristallin, on trouve également les cellules à couches minces. Ces dernières présentent certains avantages, comme les besoins réduits en matériaux ou les faibles coûts de production. Mais leur efficacité reste en général inférieure à celle des cellules cristallines. En outre, des cellules solaires sont développées avec de nouveaux matériaux, et notamment les cellules organiques, les cellules à colorant ou les cellules aux pérovskites. Ces dernières sont intéressantes dans la mesure où leur efficacité pourrait être augmentée très rapidement de plus de 25%. En revanche, elles sont moins résistantes à l’humidité et à l’oxygène.
Les différentes cellules photovoltaïques sont connectées en série ou forment des modules. Les modules les plus vendus sont ceux de type verre-film et verre-verre. Pour des raisons esthétiques, les tuiles solaires sont également recherchées, par exemple de couleur terracotta ou à l’aspect ardoise. Les modules PV ornant aussi de plus en plus souvent les façades, le souhait de disposer de plus de possibilités d’aménagement a également été émis. C’est pourquoi il est désormais possible d’acheter des modules PV colorés répondant à des exigences élevées en matière d’esthétique. Cependant, tandis que le rendement des modules solaires traditionnels atteint en général entre 19 et 22%, celui des modules colorés est généralement plus faible. Les modules hybrides, qui utilisent l’énergie solaire pour produire de l’électricité et de la chaleur, constituent une autre spécificité. Le rendement calorifique de tels modules est cependant largement inférieur à celui des systèmes solaires thermiques classiques. Les modules hybrides ne permettent également pas d’atteindre des températures élevées. Ils ne sont donc adaptés qu’à peu d’applications, comme la régénération estivale des sondes géothermiques.
Les modules PV peuvent être installés à différents endroits, à l’intérieur et sur le bâtiment:
Les installations sur toit représentent une solution intéressante pour les toits inclinés existants. Les panneaux sont installés sur une structure porteuse et le toit existant reste tel qu’il est. Les installations sur toiture plate offrent un large potentiel photovoltaïque en raison du nombre important de toitures plates inutilisées. Elles sont posées sur la toiture existante, sans nécessiter le perçage de cette dernière.
Les installations intégrées au bâti sont des installations intégrées dans la toiture. Elles font ainsi partie de l’enveloppe du bâtiment. Leur planification et réalisation sont plus complexes, car elles assurent également la fonction de protection du toit. On les retrouve souvent dans les nouveaux bâtiments ou lors de rénovations avec des exigences esthétiques élevées. Certes, une installation intégrée au bâti nécessite également une sous-toiture, mais les coûts d’une couverture de toit traditionnelle sont supprimés.
Pour les installations sur façade, l’installation PV assure les fonctions de la façade. Dans ce cas, des solutions spécifiques au projet sont souvent nécessaires. Les modules PV peuvent aussi être montés sur les balustrades de balcon. Par ailleurs, les carports ou abris à vélos offrent un potentiel supplémentaire pour la production de courant solaire. Le calculateur de potentiel solaire (en allemand) permet de déterminer simplement le degré d’adéquation d’un toit à la production de courant solaire.
La planification d’une installation photovoltaïque implique la prise en compte de certains points essentiels. Avant de pouvoir monter une installation sur un bâtiment existant, l’état du toit et sa statique doivent être analysés. Il est possible qu’un renforcement statique soit nécessaire. En outre, une rénovation de toiture ne doit pas être envisagée dans les 20 années à venir. Il convient également de considérer que l’ombrage porté par des arbres ou d’autres bâtiments peut entraîner des pertes de rendement important. Durant l’installation, suffisamment de place doit être prévue pour l’onduleur, le raccordement domestique et les lignes.
Une autorisation de construire n’est plus nécessaire dans les zones à bâtir et les zones agricoles, mais reste requise uniquement pour les installations sur des monuments culturels. Les installations solaires «suffisamment adaptées» doivent simplement être annoncées à l’autorité compétente selon la loi fédérale sur l’aménagement du territoire.
Déjà près de 90% des nouveaux bâtiments contiennent une pompe à chaleur et les voitures électriques continuent de progresser. Mais les pompes à chaleur et les véhicules électriques n’ont un bilan carbone réellement faible que lorsqu’ils fonctionnent à l’électricité renouvelable. La combinaison avec un système PV est donc judicieuse: l’énergie solaire réduit les émissions de CO2 et une consommation propre élevée augmente la rentabilité de l’installation photovoltaïque, car les coûts de fabrication pour l’énergie solaire sont la plupart du temps inférieurs au tarif de l’électricité pour les ménages.
Une gestion de la consommation dépendante de la production harmonise parfaitement la production et la consommation et garantit une exploitation efficace. Selon Christof Bucher, il est également judicieux d’augmenter légèrement les dimensions de l’accumulateur de chaleur, de prévoir une station de recharge intelligente pour la mobilité électrique et de sensibiliser les habitants au photovoltaïque.
Une possibilité intéressante de consommer soi-même une part importante de l’énergie solaire consiste à réunir plusieurs consommateurs finaux en un regroupement de consommation propre (RCP). Cela s’avère judicieux lorsque plusieurs parties souhaitent utiliser leur propre électricité, par exemple. Découvrez-en davantage à ce sujet dans notre publication spécialisée sur le RCP.
Les installations photovoltaïques présentent une large palette d’avantages pour les propriétaires de biens immobiliers. «Ils se prémunissent d’une part contre l’augmentation des prix de l’électricité à l’avenir», explique Christof Bucher. D’autre part, ils auraient l’assurance de satisfaire dès à présent aux prescriptions futures, comme l’obligation de produire son propre courant. L’électricité photovoltaïque provenant de son propre toit est souvent moins chère que l’électricité fournie par le réseau. Comme la consommation électrique va continuer à augmenter à l’avenir du fait des pompes à chaleur et de la mobilité électrique, l’attractivité financière des installations PV n’en sera que plus forte.
Sans oublier l’avantage clair en termes de réputation que les propriétaires de biens immobiliers se garantissent en produisant leur propre courant solaire. Par ailleurs, l’amélioration des écobilans gagne en importance, car la durabilité fait partie de la stratégie d’un nombre croissant d’entreprises. De plus, les installations photovoltaïques se révèlent intéressantes également, car elles augmentent la valeur d’un bien.
Source:
Christof Bucher: Photovoltaikanlagen – Planung, Installation, Betrieb, Faktor Verlag 2021, ISBN 978-3-905711-62-2
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