L’évolution des installations photovoltaïques

L’effet photovoltaïque a été découvert par le physicien Becquerel qui en soumettant différents matériaux à la lumière naturelle a pu constater une excitation des électrons au sein même de ces matériaux. De là est naît la réaction photovoltaïque qui au fur et à mesure s’est vu perfectionnée pour trouver ses premières applications dans le domaine du spatial essentiellement. Plus tard, des applications environnementales se sont développées dans le domaine de la production d’énergie électrique à partir d’une source d’énergie renouvelable considérable qu’est le soleil.

Produire de l’électricité par les énergies renouvelables 

Conscient qu’avec la croissance de la consommation, qu’avec l’épuisement de plus en plus rapides des ressources à base de matière première fossile et des répercussions irréversibles qu’ont les déchets produits par leur transformation autant sur la santé des êtres vivants que sur le dérèglement des conditions climatiques, les états internationaux ont décidé qu’il était urgent de trouver des solutions alternatives durables pour pallier aux besoins. Un des principaux étant la production de l’énergie électrique, les états membres internationaux mondiaux dont la Belgique ont signé un protocole d’accord visant à atteindre pour 2020 un certain quota de production d’électricité à partir de ressources d’énergie renouvelable. Pour sa part, la Belgique s’est engagée à produire 20% de son électricité à partir de ressources telles que l‘éolien, le photovoltaïque, l’hydro-électrique ou la biomasse.

Le plan Solwatt

Conscient de cet enjeu, accentué par la volonté de sortir de sa production à partir de combustible nucléaire également, les 3 régions se sont accordées sur le fait qu’il fallait soutenir les filières afin de facilité leur mise en œuvre. C’est ainsi qu’en 2008 est naît le plan Solwatt. Mis en place par la région wallonne, ce plan avait pour but d’inciter les particuliers à investir dans une installation photovoltaïque limitée, de petite puissance. Ce mécanisme de soutien avait pour but de récompenser la production d’électricité verte via des titres immatériels que l’on a appelé les certificats verts. Afin de rendre attrayant l’aspect financier et de promouvoir la filière, en plus de ce plan de soutien, les nouveaux propriétaires d’installation photovoltaïque ont pu bénéficier du système de compensation qui consiste à pouvoir utiliser l’excédent d’énergie produite et non consommée à des périodes différentes. C’est le principe qui fait que le compteur puisse tourner à l’envers et décompter pendant la période d’excédent de production et tourner dans le sens du comptage dans les périodes de faible production. Entre janvier 2008 et avril 2014, on a pu voir une explosion du marché du photovoltaïque avec pour conséquence de nombreuses créations d’entreprises et un besoin en main d’œuvre qualifiée tant d’électriciens que de couvreurs. Partant d’une puissance de 87,77 MWc (Méga Watts crêtes) installée en 2008, le cumul des puissances, d’année en année, a atteint le chiffre de 3139 MWc à la fin de l’année 2013. Le Watt crête étant l’unité de puissance du module photovoltaïque testé dans les conditions standard.

De nouvelles aides…

A condition de faire appel à des sociétés employant du personnel certifié, de 2014 à 2018, les nouveaux propriétaires d’installation photovoltaïque en région wallonne ont pu bénéficier de nouveaux avantages financiers. Cependant, à la suite de la chute des prix des installations, du nombre impressionnant de certificats verts mis sur le marché, ce mécanisme a disparu et les aides ont été attribuées sous forme d’une prime variable versée par le Gestionnaire de réseau de Distribution. Le gouvernement wallon par l’intermédiaire de la Commission Wallonne Pour l’Energie (CWAPE) a calculé le montant des primes pour garantir au nouveaux acquéreurs un remboursement de leur investissement sur une période pouvant aller jusqu’à 8 ans et une rentabilité ultérieure au moins égale à 7% par an. L’ensemble de ces nouvelles actions a permis d’atteindre la puissance cumulée en Belgique de 6 036 MWc fin 2020, soit l’équivalent de 6 réacteurs nucléaires et de couvrir 30% de la consommation des ménages (sur base de 3.500 kWh/an) et de 6 % de la consommation électrique totale.

Sachant que la durée de vie des modules photovoltaïques, installés par des entrepreneurs avertis, s’étire entre 25 et 30 ans, qu’ils nécessitent peu d’entretien puisqu’il n’y a pas de pièce en mouvement ainsi que de la possibilité technique de voir beaucoup de logements se doter d’une unité de production, le nombre d’installation augmente d’année en année.

Conscient qu’en cas de crise, le prix de l’énergie électrique peut très fortement augmenter, les petits propriétaires voulant se protéger et pouvoir bénéficier pendant de nombreuses années d’un prix fixe inférieur au prix d’achat proposé par les fournisseurs d’énergie, se sont décidés à franchir le pas. Ils ont ainsi équipé leur habitation d’une installation de production à partir du renouvelable. Pour bénéficier d’un label énergétique attrayant, les nouveaux acquéreurs investissent dans des installations et font équiper leurs nouvelles constructions ou leurs grosses rénovations. Il est de plus en plus fréquent que les architectes et les constructeurs immobiliers proposent d’amblée une maison avec dans le prix de base une telle installation.

Le tarif prosumer

Par le principe de compensation alloué aux propriétaires d’installations qui se traduit par le fait que le compteur décompte et que le réseau serve de stockage, lorsque les conditions climatiques favorable à la production d’électricité ne coïncident pas à nos consommations, les coûts de distribution et les coûts du transport supportés par le Gestionnaire de Réseau de Distribution (GRD) ne sont plus payés par le petit producteur. Ils se répercutent donc à charge des autres citoyens abonnés. C’est ainsi que, depuis octobre 2020, est entré en vigueur en Wallonie le « tarif prosumer ». Ce coût, à supporter par tous les petits producteurs photovoltaïques, impacte la rentabilité de l’installation photovoltaïque. Actuellement, le choix est laissé aux petits producteurs de choisir entre le « tarif capacitaire » forfaitaire basé sur la puissance électrique de l’installation ou le « tarif proportionnel » qui, grâce au compteur intelligent, permet de différencier la part d’injection de la part consommée sur le réseau. L’avantage principal de ce compteur dit « intelligent » est qu’il permet en plus de communiquer des informations qui pourront être exploitées à des fins de prioriser la part d’autoconsommation plutôt que la réinjection. Une demande accrue d’installer ce type de compteurs est pressentie en remplacement du compteur traditionnel. Il en sera de même pour les nouveaux équipements de gestion des périodes de consommations. Un tel investissement sera amorti par l’économie faite par la part d’électricité produite ainsi que par celle d’un tarif proportionnel plus faible.

Avec cette nouvelle donne, l’enjeu des installateurs est, dès lors, qu’à court terme, ils seront appelés pour venir compléter les installations photovoltaïques initiales avec des appareils connectés intelligents qui permettront via une interface de communication de mettre en service ou non des consommateurs électroménagers en direct ou des équipements permettant le stockage. La consommation pour le chauffage de l’eau sanitaire d’un ménage de 4 personnes est estimée à pratiquement la même que celle de l’ensemble des autres consommations de la maison soit environ 3.500 kWh/an. Dès lors, son stockage, par l’intermédiaire d’un chauffe-eau à accumulation communément appelés boilers électriques, sera adéquat. Par cette façon de faire, la dimension de la batterie de stockage de l’énergie électrique pourra être réduite et donc moins chère.

D’autres mesures sont en perspective comme celle qui viserait à revendre la part de l’énergie excédante injectée mais à un prix nettement inférieur à son prix d’achat. L’augmentation de la part d’autoconsommation et de stockage rendra l’installation de ces équipements plus attractif à l’achat d’une installation photovoltaïque. Les fabricants, par la recherche, ont en charge le développement de batteries pour améliorer les caractéristiques de charge et décharge, les seuils de décharge et ainsi diminuer les coûts de fabrication. Le marché de la récupération des batteries (trop limites en autonomie pour les véhicules électriques) et leur implantation dans nos installations, donneront une deuxième vie à ces batteries tout en maintenant à moindre coût des caractéristiques satisfaisantes pour notre application. Actuellement, grâce au soutien de la région flamande, la rentabilité financière d’une batterie peut devenir acceptable en Flandre mais pas encore en Wallonie ou à Bruxelles.

Un métier en évolution…

Le métier d’installateur photovoltaïque ne se limitera plus à fournir et à installer une unité de production d’énergie électrique verte mais va évoluer vers l’analyse des besoins quantitatifs et temporels, le dimensionnement du matériel et l’installation d’équipements complémentaires au sein des composants d’une installation électrique domestique. Une intervention tant au niveau des coffrets divisionnaires de distributions électriques domestiques, qu’au niveau des équipements intérieurs de la maison (prises, …) sera indispensable. Ces équipements connectés devant être paramétrés, le métier d’installateur devra comporter, en plus des compétences nécessaires en électricité, des compétences particulières propre aux installeurs photovoltaïques : des connaissances et compétences dans le câblage, le raccordement et le paramétrage de nouveaux acteurs. Ces nouvelles compétences garantiront la bonne mise en œuvre et la sécurité des personnes et des équipements de stockage. Afin d’éviter les risques d’incendie, les puissances relativement importantes des batteries stationnaires devront être installées avec beaucoup d’attention. La mobilité électrique et son mode d’approvisionnement deviendra également un enjeu sur lequel il faudra compter pour le stockage. Il sera alors nécessaire d’apprendre de nouvelles compétences pour l’installation de bornes de charge communicantes bidirectionnelles et le paramétrage de celles existantes qui viendront elles aussi renforcer la part d’autoconsommation. Par l’évolution du marché photovoltaïque et des nouvelles technologies au service de l’autoconsommation, les installateurs devront développer leurs aptitudes tant au niveau des gestes manuels, qu’au niveau de la sécurité électrique ou de la connectique. Tous ces équipements, combinés avec la collecte et le partage de données, nous amènera dans le futur à converger vers un réseau de distribution local connecté (smart grid) voire à des réseaux urbains connectés (smart city). L’objectif principal est de consommer un maximum l’énergie en local, de lisser les pointes de consommation et de production et d’éviter au maximum de transporter inutilement l’énergie produite. Le réseau de distribution et de transport sera moins perturbé et les pertes engendrées par le courant seront ainsi diminuées.

Les objectifs photovoltaïques de la Belgique, définis dans le Plan Energie-Climat déposé auprès de la Commission européenne fin 2018, visent une production annuelle 9,7 TWh en 2030. Pour parvenir à remplir ces engagements, il faut plus que doubler la puissance photovoltaïque installée. Avec des technologies de plus en plus performantes devenue extrêmement bon marché, avec les changements à venir au niveau de l’autoconsommation collective faisant appel à des produits également plus performants, avec un nombre de cycle de « charge décharge » plus grand, et un parc suffisamment grand d’entrepreneurs certifiés pour les réaliser, il s’agit d’un objectif tout à fait atteignable.

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