Chaînes de modules -String -cables

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1 Fiche Technico-économique et environnementale Système photovoltaïque de puissance inférieure à 3kWc raccordé au réseau en toiture de maison individuelle Date : Juillet 211 Eléments techniques Un système solaire photovoltaïque transforme le rayonnement solaire en énergie électrique utilisée localement et/ou injectée sur le réseau électrique local. Modules Un module regroupe un ensemble de cellules photovoltaïques. Les principales technologies de cellules utilisées pour des installations domestiques sont les cellules cristallines : monocristallin et polycristallin dont les cellules sont respectivement obtenues à partir d'un ou de plusieurs cristaux. Les cellules monocristallines ont un aspect uniforme proche du noir tandis que les cellules polycristallines ont un aspect de plusieurs teintes bleutées. Les modules sont généralement garantis pour une baisse de rendement à 2 ans inférieure à 2%. La durée de vie réelle des modules peut toutefois être largement supérieure, plus de 3 ans, si ceux-ci ne sont pas démontés à la fin du contrat d'achat de l'électricité (2 ans). Système d'intégration / de support Descriptif technologique Conditions techniques de mise en œuvre Eléments de dimensionnement Caractéristique de la ressource Caractéristique du productible Composition Orientation / Inclinaison Masques Surface occupée complèxes et couteux. Système électrique Les principaux constituants sont les modules, qui transforment le rayonnement solaire en énergie électrique sous la forme d'un courant continu, les onduleurs, qui convertissent ce courant en alternatif, et les équipements de sécurité et de comptage. Un schéma de principe est donné ci-dessous. Raccordement réseau Le raccordement au réseau est en basse tension, soit vers le réseau domestique existant (autoconsommation) soit en un autre point du réseau de distribution d'électricité (vente totale). Le choix doit se faire entre la vente de la totalité de la production ou le surplus après autoconsommation toutefois le contexte réglementaire actuel incite à vendre la totalité de la production. Les pertes dues à l'orientation et à l'inclinaison des modules sont représentées par le disque solaire donné ci-dessous. La plage pertinente de fonctionnement - pertes inférieures à 1% - se situe pour une orientation Sud à +/- 45 et une inclinaison de (plan horizontal) à 75. Les modules cristallins sont très sensibles aux ombrages. Une ombre projetée sur une seule cellule d'un module réduit significativement le rendement de l'installation si cela n'a pas été correctement pris en compte lors de la conception. Certains composants du système électrique, dont l'onduleur, doivent être positionnés dans un local ventilé proche des modules pour réduire les pertes d'énergie. La surface occupée en toiture est directement liée au rendement des modules. Les principaux ordres de grandeurs sont : Monocristallin : 15 à 23 m² Polycristallin : 2 à 25 m² L'irradiation solaire globale incidente sur un plan d'orientation et d'inclinaison optimum en Région Centre varie de à kwh/(m².an) du Nord-Est au Sud-Ouest comme le montre la carte ci-dessous. Le productible optimum varie de 9 à 1115 kwh/(kwc.an). A titre de comparaison, la consommation moyenne nationale d'électricité spécifique est de 115 kwh/(an.hab). Un système de 3kWc représente donc la consommation en électricité spécifique de 2 à 3 habitants. Vue d'une cellule monocristalline : Vue d'une cellule polycristalline : Les systèmes d'intégration sont très nombreux. Ils sont classés en deux grandes catégories : superposition et intégration. Les systèmes dits intégrés donnent un meilleur aspet visuel et permettent de bénéficier de la prime d'intégration au bâti. En revanche, le rendement du système est généralement moins bon - ventilation réduite des modules - et le coût de l'installation est plus élevé - systèmes plus Le disque solaire donne un ordre de grandeur de la part de l'énergie solaire captée par les panneaux selon leur orientation et leur inclinaison par rapport à la situation optimale (Rendement de 1%). Disque solaire (Lyon - peu de différences avec la Région Centre) Irradiation globale annuelle [kwh/m2] plan d'orientation et inclinaison optimum De façon très schématique, l'effet visuel des deux modes d'intégration en toiture peut être représenté des deux façons suivantes selon que le système est en intégration ou en superposition au sens réglementaire français. Schémas d'intégration en toiture des systèmes photovoltaïques Système intégré Intégration simplifiée Source : Hespul, Ecofys Source : Sogreah Pour un site donné, le productible [kwh/an] peut être Source : PVGIS simplement estimé par le produit : Irradiation [kwh/m²] x Rendement du disque solaire [%] x Puissance crète [kwc] x Ratio de performance [,75] Intégration simplifiée Chaînes de modules -String Connecteurs -cables Onduleur(s) Equipements de protection Compteurs Réseau basse tension Composants d'un système photovoltaïque installé sur une maison individuelle Système intégré rogermax - FOTOLIA Toiture - Façade Réseau électrique Eléments réglementaires et normatifs Les principales réglementations concernant les systèmes photovoltaïques sont les suivantes : Tarifs d'achat De nouveaux tarifs d'achat ont été instaurés en mars 211. Le tarif dépend de la mise en œuvre, de l'usage du bâtiment et de la puissance du système. La loi de finances 211 a modifié le crédit d'impôt dédié au développement durable et aux économies d'énergie dont le taux pour l'achat d'équipements de production d'une Crédit d'impot énergie photovoltaïque est de 45%. Il s'applique sur les dépenses de matériel hors main d'oeuvre. Aspects financiers Le taux de TVA applicable sur le matériel et la pose pour les installations de moins de 3kWc mises en œuvre sur les bâtiments achevés depuis plus de 2 ans est de 5,5%. Dans certaines conditions, généralement respectées pour un particulier, le revenu d'une installation photovoltaïque est exonéré de l'impôt sur le revenu : Taxes et impôts > Maximum de deux points de raccordement de puissance par point de moins de 3kWc. > L'installation ne doit pas être affectée à l'exercice d'une activité professionnelle. Aspects Procedure L'installation d'un système photovoltaïque en toiture d'un bâtiment modifiant l'aspect extérieur de ce bâtiment, il est nécessaire de procéder à une déclaration préalable. administratifs administrative Enfin, un certain nombre de certifications permettent de garantir l'usage et la pose d'un matériel de qualité : Systèmes Avis technique favorable du CSTB, applicable au panneau photovoltaïque, soit à la combinaison de la structure d'intégration et du module photovoltaïque. Certification TUV des modules photovoltaïque. Installateurs QualiPV : faisant partie des certifications de Qualit'ENR, cette certification des installateurs est généralement nécessaire pour l'obtention des aides financières. L'installation modifiant la toiture du bâtiment, l'installateur doit être couvert par la garantie décénale pour ce type d'installation, et ce en particulier pour les systèmes intégrés.

2 Eléments économiques Les données du tableau suivant sont calculées pour une installation type de 3 kwc sans ombrage. Unité Remarques Matériel k TTC Le coût de la structure d'intégration peut fortement varier selon le type d'intégration concerné. Etude et installation k TTC Raccordement k TTC 1,7 1,5 Coûts indiqués pour un site urbain. Celui-ci peut fortement varier selon la situation du bâtiment. Entretien/Maintenance k TTC/an,12,9,15 Un changement des onduleurs est prévu au bout de 1 ans de fonctionnement. Un système photovoltaïque domestique est concerné par 2 assurances : Coûts > Responsabilité civile : obligatoire et souvent intégrée à l'assurance habitation sans surcoût. Fonctionnement Assurance k TTC/an - -,1 > Dommages aux biens : assure les panneaux comme bien immobilier. Prime de coût variable selon les assurances, généralement mutualisée avec les autres ENR. Utilisation du Réseau Public k TTC/an,6,6,6 Le tarif d'utilisation du réseau public, TURPE 3, peut être modifié sur décision du gouvernement. Coût global k TTC Le coût global est celui engendré par le système sur la durée de 2 ans. Crédit d'impôt k TTC 3,4 2,8 3,6 Taux actuel du crédit d'impôt : 22% du coût du matériel. Recettes Subventions Prêts bonifiés k TTC 2,1 1,8 2,3 Attention : un cumul du crédit impot et du prêt bonifié est pris en compte ici. Vente de l'électricité k TTC/an 1,3,8 Le tarif d'achat est de,3 /kwh à,46 /kwh selon le type d'intégration. Ces données sont 1,5 calculées pour une production d'électricité annuelle de 27 à 33 kwh/an. Recettes globales k TTC Les recettes sont calculées sur la durée de 2 ans de fonctionnement. Coût global de l'électricité hors subvention /kwh,4,28 Coût de revient global du kwh électrique d'origine photovoltaïque, pouvant être comparé au coût,5 global moyen de,13 /kwh du réseau électrique pour une famille de 4 personnes. Coût de l'électricité générée avec subvention /kwh,31,21,39 Coût de revient global avec déduction des aides - hors tarif d'achat. La valeurs "Min" et "Max" des graphiques correspondent respectivement à la juxtaposition des situations les plus défavorables et les plus favorables. Ainsi, contrairement à ce qui est retenu ici, en situation réelle, le tarif d'achat le plus élevé devrait probablement être obtenu pour l'installation dont le coût est le plus élevé. Le coût global d'une installation photovoltaïque type de 3kWc en maison individuelle, sur toute sa durée de vie, varie de près de 2 à 25 k, dont 6 à 7% représentent la facture en matériel, et 15% la facture en phase de fonctionnement. Le revenu global d'une installation photovoltaïque type de 3kWc en maison individuelle, sur toute sa durée de vie, varie de près de 2 à 35 k, dont 15% à 2% proviennent des aides à l'investissement, le complément étant lié au tarif d'achat de l'électricité photovoltaïque. Hors subvention, le coût global de l'électricité produite par le système photovoltaïque est de,28 à,5 /kwh. Pour que l'installation soit économiquement intéressante pour le particulier, une aide financière est nécessaire pour combler l'écart avec le coût de l'électricité du réseau, de l'ordre de,13 /kwh. Cette aide, sous la forme du certificat d'obligation d'achat associé au tarif d'achat, permet de rendre la plupart des projets réalisables, toutefois ils ne sont pas particulièrement attractifs : le tarif d'achat actuel n'est pas surdimensionné pour la région Centre Décomposition du coût global d'une installation photovoltaïque de 3 kwc sur une maison individuelle Utilisation du Réseau Public Assurance Entretien/Maintenance Raccordement Etude et installation Matériel TTC/kWh,6,5,4,3,2,1 Coût global de l'électricité produite par une installation photovoltaïque de 3 kwc sur une maison individuelle Subvention complémentaire nécessaire incertaine possible Source : PVGIS, Hespul, Sogreah, Décomposition du revenu global d'une installation photovoltaïque de 3 kwc sur une maison individuelle Crédit d'impôt Prêts bonifiés Vente de l'électricité, hors subvention avec subvention tarif d'achat Rentabilité économique Source : PVGIS, Hespul, Sogreah, 211 Eléments environnementaux Le contenu CO2 d'un système photovoltaïque, dépend essentiellement du lieu de fabrication et peu de la technologie considérée. Notons toutefois que les impacts environnementaux dépendent du système d'intégration, les plus faibles étant obtenus pour les systèmes posés lors de la construction ou rénovation complète de la toiture, et/ou pour les systèmes dits en superposition. Le graphique ci-contre donne une reconstitution, effectuée à partir des données disponibles par le projet ESPACE de l'ademe, pour le climat de Lyon du contenu CO2 et temps de retour énergétique de quelques situations types. Pour la Région Centre, ces valeurs devraient être légèrement moins bonnes, mais la différence n'est pas significative. Le recyclage des systèmes photovoltaïques concerne essentiellement les 3 composants suivants : > Les modules photovoltaïques : l'association PV CYCLE, fondée en juillet 27, organise une démarche volontaire de collecte et recyclage des modules, qui ne font pas partie du champ de la DEEE. > Les composants électriques, dont l'onduleur : ces composants font partie du champ de la DEEE, directive européenne n 22/96/CE portant sur les déchets d équipements électriques et électroniques, obligeant les fabricants de ces équipements à prendre en charge leur collecte et recyclage. > La structure d'intégration : dont les éléments sont généralement des matériaux de construction usuels. 4 3,5 3 2,5 2 1,5 1,5 an Source : PVGIS, Hespul, Sogreah, 211 Contenu CO2 de l'électricité et temps de retour énergétique d'un système photovoltaïque à Lyon selon le mix électrique et la technologie gco2eq/kwh Mix français Mix européen Mix chinois Source : ADEME projet ESPACE-ACV-PV, Sogreah temps de retour énergétique - Mono Polycristallin Amorphe Contenu CO2 - Silicium monocristalin Silicium polycristalin Conditions de mise en œuvre et sensibilité aux enjeux Conditions de mise en œuvre économique d'un système photovoltaïque de 3kWc pour assurer un temps de retour sur investissement brut inférieur à 15 ans. Intégration simplifiée Intégration Remarques Ensoleillement minimal des modules 1 3 kwh/(m².an) 1 2 kwh/(m².an) prenant en compte les masques solaires proches et lointains soit un taux d'ombrage maximum de % à 1% 4% à 17% selon la localisation Productible 3 kwh/an 2 5 kwh/an Productible minimum pour assurer la rentabilité économique de l'installation Coût global du kwh avec subvention,25 /kwh,37 /kwh Coût de revient de l'électricité du point de vue du maître d'ouvrage. hors subvention,32 /kwh,48 /kwh Coût de revient de l'électricité du point de vue de la collectivité. Dans le cadre réglementaire national actuel, le tableau précédent donne pour chacun des deux types d'intégration des systèmes photovoltaïques en toiture, les ensolleillements minimum nécessaires pour assurer un temps de retour sur investissement brut inférieur à 15 ans, soit 12 à 13 kwh/(m².an). L'ensoleillement, dans les conditions optimales d'inclinaison et d'orientation, en région Centre variant de 125 à 145 kwh/(m².an), un taux d'ombrage moyen annuel de 1% à 17% maximum peut être accepté. Dans ces conditions limites du point de vue économique, le productible de l'installation varie de 25 à 3 kwh/an pour un coût global de l'électricité produite, subvention déduite, de,25 à,37 /kwh. Contraintes paysagères, environnementales et architecturales : Contraintes Enjeu Légende Environnementales Espaces naturels protégés Faible Concurrence d'usage des sols Moyen Architecturales Secteurs urbains sauvegardés Fort Techniques Montage du projet Raccordement au réseau électrique Tenue de la charpente en rénovation Juridique Economique Chiffres clefs pour une installation type de 3 kwc intégrée en toiture de maison individuelle. Occupation de l'espace La surface occupée en toiture est de l'ordre de 23 m². Impact énergétique La production annuelle de ce système est de 28 kwh/an, ce qui permet l'économie annuelle de 72 kwhep/an d'énergie primaire, soit 31 kwhep/m² occupé. Impact environnemental Pour un contenu CO2 moyen de 13 gco2eq/kwh du mix électrique français, l'évitement annuel en émissions de CO2 est de l'ordre de 29 kgco2/an. Le coût d'investissement de ce système est de 2,5 k TTC dont 3% peuvent être financés par des aides. Recette annuelle Ce système fournit un revenu annuel de l'ordre de 1,3 k /an. Le temps de retour sur investissement simple, aides comprises, est donc d'environ 11 ans.

3 Fiche Technico-économique et environnementale Système photovoltaïque raccordé au réseau en toiture de logement collectif Date : Juillet 211 Eléments techniques Un système solaire photovoltaïque transforme le rayonnement solaire en énergie électrique utilisée localement et/ou injectée sur le réseau électrique local. Modules Descriptif technologique Conditions techniques de mise en œuvre Eléments de dimensionnement Caractéristique de la ressource Caractéristique du productible Composition Orientation / Inclinaison Masques Surface occupée Système d'intégration / de support Système électrique Raccordement réseau Un module regroupe un ensemble de cellules photovoltaïques. Les principales technologies mises en oeuvre dans le cadre de moyennes installations sont : cristallins (mono, poly) et couche mince (silicium amorphe, CdTe). De nouveaux types de cellules qui pourront concerner ce marché à moyen terme sont en cours de développement (CIS, CIGS, CIGSS, GaAs). Les modules sont généralement garantis pour une baisse de rendement à 2 ans inférieure à 2%. La durée de vie réelle des modules peut toutefois être largement supérieure, plus de 3 ans, si ceuxci ne sont pas démontés à la fin du contrat d'achat de l'électricité (2 ans). Les systèmes d'intégration sont très nombreux. Ils sont classés en deux grandes catégories : superposition et intégration. Les systèmes dits intégrés donnent un meilleur aspet visuel et permettent de bénéficier de la prime d'intégration au bâti. En revanche, le rendement du système est généralement moins bon - ventilation réduite des modules - et le coût de l'installation est plus élevé - systèmes plus complexes et couteux. Les principaux constituants sont les câbles, boitiers de jonction, fusibles, sectionneurs, parafoudre, onduleurs, et compteurs d'énergie. Le schéma de raccordement type est donné ci-dessous. Le raccordement au réseau est en basse tension. Un choix est possible entre la vente de la totalité de la production ou le surplus après autoconsommation toutefois le contexte réglementaire actuel incite à vendre la totalité de la production. Les pertes dues à l'orientation et à l'inclinaison des modules sont représentées par le disque solaire donné ci-dessous. La plage pertinente de fonctionnement - pertes inférieures à 1% - se situe pour une orientation Sud à +/- 45 et une inclinaison de (plan horizon tal) à 75. Les modules cristallins sont très sensibles aux ombrages. Une ombre projetée sur une seule cellule d'un module réduit significativement le rendement de l'installation si cela n'a pas été correctement pris en compte lors de la conception. Les modules à couche mince sont moins sensibles aux ombrages que les modules cristallins. Certains composants du système électrique, dont l'onduleur, doivent être positionnés dans un local ventilé proche des modules pour réduire leurs pertes. La surface occupée en toiture est directement liée au rendement des modules. Pour une installation de 9 kwc, les principaux ordres de grandeurs sont : Monocristallin : 5 à 7 m² Polycristallin : 6 à 8 m² Couche mince : 8 à 15 m² L'irradiation solaire globale incidente sur un plan d'orientation et d'inclinaison optimum en Région Centre varie de à kwh/(m².an) du Nord-Est au Sud-Ouest comme le montre la carte ci-dessous. Le productible varie de 9 à 1115 kwh/(kwc.an). A titre de comparaison, la consommation moyenne nationale d'électricité spécifique est de 115 kwh/(an.habitant). Un système de 9 kwc représente donc la consommation en électricité spécifique de 7 à 9 habitants. Vue d'un module silicium amorphe : Vue d'une cellule monocristalline : Vue d'une cellule polycristalline : Le disque solaire donne un ordre de grandeur de la part de l'énergie solaire captée par les panneaux selon leur orientation et leur inclinaison par rapport à la situation optimale (Rendement de 1%). Disque solaire (Lyon - peu de différences avec la Région Centre) Irradiation globale annuelle [kwh/m2] plan d'orientation et inclinaison optimum De façon très schématique, l'effet visuel des deux modes d'intégration en toiture peut être représenté des deux façons suivantes selon que le système est en intégration ou en superposition au sens réglementaire français. Schémas d'intégration en toiture des systèmes photovoltaïques Système intégré Intégration simplifiée Source : Sogreah Source : Hespul, Ecofys Pour un site donné, le productible [kwh/an] peut être Source : PVGIS simplement estimé par le produit : Irradiation [kwh/m²] x Rendement du disque solaire [%] x Puissance crète [kwc] x Ratio de performance [,75] Non intégré Chaînes de modules -String Connecteurs Boite de jonction, Onduleurs, Equipements de protection, Suivi Compteurs Réseau basse tension Composants d'un système photovoltaïque installé sur un logement collectif Fotolia Intégré, S.SChuldis - FOTOLIA Toiture - Façade Eléments réglementaires et normatifs Les principales réglementations concernant les systèmes photovoltaïques sont les suivantes : Tarifs d'achat De nouveaux tarifs d'achat ont été instaurés en mars 211. Le tarif dépend de la mise en œuvre, de l'usage du bâtiment et de la puissance du système. Crédit d'impot Le taux actuel du crédit d'impôt sur les systèmes photovoltaïques pour les particuliers est de 22% du coût de matériel. Aspects financiers Le taux de TVA applicable sur le matériel et la pose des installations dont la puissance rapportée au nombre de logements du bâtiment est inférieure à 3 kwc est de 5,5%. Taxes et impôts Si l'installation photovoltaïque est copropriétée directe de particuliers - personnes physiques et non par l intermédiaire d une personne morale ou d un organisme dépourvu de personnalité morale (société, groupement, syndicat de copropriété) - alors l'exonération d'împot sur le revenu des recettes du photovoltaïque s'applique. Aspects Procedure L'installation d'un système photovoltaïque en toiture d'un bâtiment modifiant l'aspect extérieur de ce bâtiment, il est nécessaire de procéder à une déclaration préalable. administratifs administrative rogermax - FOTOLIA Enfin, un certain nombre de certifications permettent de garantir l'usage et la pose d'un matériel de qualité : Systèmes Avis technique favorable du CSTB, applicable au panneau photovoltaïque, soit à la combinaison de la structure d'intégration et du module photovoltaïque. Certification TUV des modules photovoltaïque. Installateurs QualiPV : faisant partie des certifications de Qualit'ENR, cette certification des installateurs est généralement nécessaire pour l'obtention des aides financières. L'installation modifiant la toiture du bâtiment, l'installateur doit être couvert par la garantie décénale pour ce type d'installation, et ce en particulier pour les systèmes intégrés. Réseau électrique

4 Eléments économiques Les données du tableau suivant sont calculées pour une installation type de 9 kwc sans ombrage. Unité Remarques Matériel k TTC Le coût de la structure d'intégration peut fortement varier selon le type d'intégration concerné. Etudes et Installation k TTC Raccordement k TTC 1,7 1,5 Coûts indiqués pour un site urbain. Celui-ci peut fortement varier selon la situation du bâtiment. Entretien/Maintenance k TTC/an,37,28,46 Contrat de maintenance et changement des onduleurs au bout de 1 ans de fonctionnement. Un système photovoltaïque domestique est concerné par 2 assurances : Coûts > Responsabilité civile : obligatoire et souvent intégrée à l'assurance habitation sans surcoût. Fonctionnement Assurance k TTC/an,15,,16 > Dommages aux biens : assure les panneaux comme bien immobilier. Prime de coût variable selon les assurances, généralement mutualisée avec les autres ENR. Utilisation du Réseau Public k TTC/an,6,6,6 Le tarif d'utilisation du réseau public, TURPE 3, peut être modifié sur décision du gouvernement. Coût global k TTC Le coût global est celui engendré par le système sur la durée de 2 ans. Crédit d'impôt k TTC 9, 8,2 9,9 Taux actuel du crédit d'impôt : 22% du coût du matériel. Recettes Subventions Prêts bonifiés k TTC 5,8 5,3 6,3 Hypothèse : un prêt bonifié couvre 1% de l'investissement, cumulé avec le crédit d'impot. Vente de l'électricité k TTC/an 3,9 2,5 Le tarif d'achat est de,3 /kwh à,46 /kwh selon le type d'intégration. Ces données sont 4,6 calculées pour une production d'électricité annuelle de 81 à 1 kwh/an. Recettes globales k TTC Les recettes sont calculées sur la durée de 2 ans de fonctionnement. Coût global de l'électricité hors subvention /kwh,37,26 Coût de revient global du kwh électrique d'origine photovoltaïque, pouvant être comparé au coût,43 global moyen de,13 /kwh du réseau électrique pour une famille de 4 personnes. Coût de l'électricité générée avec subvention /kwh,28,19,33 Coût de revient global avec déduction des aides - hors tarif d'achat. La valeurs "Min" et "Max" des graphiques correspondent respectivement à la juxtaposition des situations les plus défavorables et les plus favorables. Ainsi, contrairement à ce qui est retenu ici, en situation réelle, le tarif d'achat le plus élevé devrait probablement être obtenu pour l'installation dont le coût est le plus élevé. Le coût global d'une installation photovoltaïque type de 9 kwc en toiture de logement collectif, sur toute sa durée de vie, varie de près de 5 à 7 k, dont 65 à 7% représentent la facture en matériel, et 15 à 2% la facture en phase de fonctionnement. Le revenu global d'une installation photovoltaïque type de 9kWc en toiture de logement collectif, sur toute sa durée de vie, varie de près de 65 à 11 k, dont 15% à 2% proviennent des aides à l'investissement, le complément étant lié au tarif d'achat de l'électricité photovoltaïque. Hors subvention, le coût global de l'électricité produite par le système photovoltaïque est de,26 à,43 /kwh. Pour que l'installation soit économiquement intéressante pour le particulier, une aide financière est nécessaire pour combler l'écart avec le coût de l'électricité du réseau, de l'ordre de,13 /kwh. Cette aide, sous la forme du certificat d'obligation d'achat associé au tarif d'achat, permet de rendre la plupart des projets réalisables, toutefois ils ne sont pas particulièrement attractifs : le tarif d'achat actuel n'est pas surdimensionné pour la région Centre. TTC/kWh,5,4,3,2,1, hors subvention avec subvention tarif d'achat Rentabilité économique Source : PVGIS, Hespul, Sogreah, 211 Coût global de l'électricité produite par une installation photovoltaïque de 9 kwc sur un immeuble collectif Subvention complémentaire nécessaire incertaine possible Eléments environnementaux Le contenu CO2 d'un système photovoltaïque, dépend essentiellement du lieu de fabrication et peu de la technologie considérée. Notons toutefois que les impacts environnementaux dépendent du système d'intégration, les plus faibles étant obtenus pour les systèmes posés lors de la construction ou rénovation complète de la toiture, et/ou pour les systèmes dits en superposition. Le graphique ci-contre donne une reconstitution, effectuée à partir des données disponibles par le projet ESPACE de l'ademe, pour le climat de Lyon du contenu CO2 et temps de retour énergétique de quelques situations types. Pour la Région Centre, ces valeurs devraient être légèrement moins bonnes, mais la différence n'est pas significative. Le recyclage des systèmes photovoltaïques concerne essentiellement les 3 composants suivants : > Les modules photovoltaïques : l'association PV CYCLE, fondée en juillet 27, organise une démarche volontaire de collecte et recyclage des modules, qui ne font pas partie du champ de la DEEE. > Les composants électriques, dont l'onduleur : ces composants font partie du champ de la DEEE, directive européenne n 22/96/CE portant sur les déchets d équipements électriques et électroniques, obligeant les fabricants de ces équipements à prendre en charge leur collecte et recyclage. > La structure d'intégration : dont les éléments sont généralement des matériaux de construction usuels. Synthèse Conditions de mise en œuvre économique d'un système photovoltaïque de 9kWc pour assurer un temps de retour sur investissement brut inférieur à 15 ans. Cadre réglementaire national Intégration simplifiée Intégration Remarques Ensoleillement minimal des modules 1 3 kwh/(m².an) 1 1 kwh/(m².an) prenant en compte les masques solaires proches et lointains soit un taux d'ombrage maximum de % à 1% 12% à 24% selon la localisation Productible 8 7 kwh/an 6 8 kwh/an Productible minimum pour assurer la rentabilité économique de l'installation Coût global du kwh avec subvention,24 /kwh,37 /kwh Coût de revient de l'électricité du point de vue du maître d'ouvrage. hors subvention,32 /kwh,48 /kwh Coût de revient de l'électricité du point de vue de la collectivité. Dans le cadre réglementaire national actuel, le tableau précédent donne pour chacun des deux types d'intégration des systèmes photovoltaïques en toiture, les ensolleillements minimum nécessaires pour assurer un temps de retour sur investissement brut inférieur à 15 ans, soit 11 à 13 kwh/(m2.an). L'ensoleillement, dans les conditions optimales d'inclinaison et d'orientation, en région Centre variant de 125 à 145 kwh/(m2.an), un taux d'ombrage moyen annuel de 1% à 24% maximum peut-être accepté. Dans ces conditions limites du point de vue économique, le productible de l'installation varie de 68 à 87 kwh/an pour un coût global de l'électricité produite, subvention déduite, de,24 à,37 /kwh. Notons que dans le contexte réglementaire actuel, ces installations sont plus attractives du point de vue économique que dans le cadre des maisons individuelles. Contraintes paysagères, environnementales et architecturales : Contraintes Enjeu Légende Environnementales Espaces naturels protégés Faible Concurrence d'usage des sols Moyen Architecturales Secteurs urbains sauvegardés Fort Techniques Montage du projet Raccordement au réseau électrique Tenue de la charpente en rénovation Juridique Economique Plusieurs montages juridiques sont possibles parmi lesquels peuvent être cités : > Copropriété : présente de nombreux avantages financiers mais une barrière élevée à la prise de décision. > Création d'une société et prise de parts du capital par les investisseurs avec rémunération des parts : montage simple mais paiement de l'impôt sur les sociétés. > Création d'une société et investissement en compte courant d'associé : montage complexe mais classique en Allemagne. Permet d'être indépendant des lois de finance. > Location de la toiture à une société installant et exploitant le système photovoltaïque : des précautions doivent être prises sur les limites de reponsabilité concernant l'état et en particulier l'étanchéité de la toiture. Chiffres clefs pour une installation type de 9 kwc intégrée en toiture d'un immeuble collectif. Occupation de l'espace La surface occupée en toiture est de l'ordre de 7 m². Impact énergétique La production annuelle de ce système est de 84 kwh/an, ce qui permet l'économie annuelle de 218 kwhep/an d'énergie primaire, soit 31 kwhep/m² occupé. Impact environnemental Pour un contenu CO2 moyen de 13 gco2eq/kwh du mix électrique français, l'évitement annuel en émissions de CO2 est de l'ordre de 87 kgco2/an. Le coût d'investissement de ce système est de 55 k TTC dont 3% peuvent être financés par des aides. Recette annuelle Ce système fournit un revenu annuel de l'ordre de 3,9 k /an. Le temps de retour sur investissement simple, aides comprises, est donc d'environ 1 ans. an 4 3,5 3 2,5 2 1,5 1, Décomposition du coût global d'une installation photovoltaïque de 9 kwc sur un immeuble collectif Source : PVGIS, Hespul, Sogreah, Source : PVGIS, Hespul, Sogreah, 211 Utilisation du Réseau Public Assurance Entretien/Maintenance Raccordement Etudes et Installation Matériel Décomposition du revenu global d'une installation photovoltaïque de 9 kwc sur un immeuble collectif Mix français Mix européen Mix chinois gco2eq/kwh Crédit d'impôt Prêts bonifiés Contenu CO2 de l'électricité et temps de retour énergétique d'un système photovoltaïque à Lyon selon le mix électrique et la technologie Source : ADEME projet ESPACE-ACV-PV, Sogreah Vente de l'électricité temps de retour énergétique - Mono Polycristallin Amorphe Contenu CO2 - Silicium monocristallin Silicium polycristallin Silicium amorphe

5 Fiche Technico-économique et environnementale Système photovoltaïque raccordé au réseau en toiture d'un bâtiment non résidentiel Date : Juillet 211 Eléments techniques Un système solaire photovoltaïque transforme le rayonnement solaire en énergie électrique utilisée localement et/ou injectée sur le réseau électrique local. Modules Descriptif technologique Conditions techniques de mise en œuvre Eléments de dimensionnement Caractéristique de la ressource Caractéristique du productible Composition Orientation / Inclinaison Masques Surface occupée Système d'intégration / de support Système électrique Raccordement réseau Un module regroupe un ensemble de cellules photovoltaïques. Les principales technologies mises en oeuvre dans le cadre de grandes installations en toiture sont : cristallins (mono, poly) et couche mince (silicium amorphe, CdTe). De nouveaux types de cellules qui pourront concerner ce marché à moyen terme sont en cours de développement (CIS, CIGS, CIGSS, GaAs). Les modules sont généralement garantis pour une baisse de rendement à 2 ans inférieure à 2%. La durée de vie réelle des modules peut toutefois être largement supérieure, plus de 3 ans, si ceux-ci ne sont pas démontés à la fin du contrat d'achat de l'électricité (2 ans). Pour cette catégorie de bâtiment et pour des puissances supérieures à 9 kwc, les nouveaux tarifs d'achat ne sont pas différents selon les systèmes d'intégration au bati. Les plus courants pour ce type d'installation sont des structures métalliques supportant directement, ou en superposition d'un bac acier, les modules photovoltaïques cadrés ou non, ainsi que des membranes (couches minces), réalisant directement l'étanchéité de la toiture, particulièrement adaptées pour les toitures plates ou de formes arrondies. Les principaux constituants sont les câbles, boitiers de jonction, fusibles, sectionneurs, parafoudre, onduleurs, et compteurs d'énergie. Le schéma de raccordement type est donné ci-dessous. Le raccordement au réseau est en basse tension en triphasé. Un choix est possible entre la vente de la totalité de la production ou le surplus après auto-consommation toutefois le contexte réglementaire actuel incite à vendre la totalité de la production. Les pertes dues à l'orientation et à l'inclinaison des modules sont représentées par le disque solaire donné ci-dessous. La plage pertinente de fonctionnement - pertes inférieures à 1% - se situe pour une orientation Sud à +/- 45 et une inclinaison de (plan horizon tal) à 75. Les modules cristallins sont très sensibles aux ombrages. Une ombre projetée sur une seule cellule d'un module réduit significativement le rendement de l'installation si cela n'a pas été correctement pris en compte lors de la conception. Les modules à couche mince sont moins sensibles aux ombrages que les modules cristallins. Certains composants du système électrique, dont l'onduleur, doivent être positionnés dans un local ventilé proche des modules pour réduire leurs pertes. La surface occupée en toiture est directement liée au rendement des modules. Pour une installation de 36 kwc, les principaux ordres de grandeurs sont : Monocristallin : 2 à 3 m² Polycristallin : 2 à 3 m² Couche mince : 3 à 6 m² L'irradiation solaire globale incidente sur un plan d'orientation et d'inclinaison optimum en Région Centre varie de 125 à 145 kwh/(m².an) du Nord-Est au Sud-Ouest comme le montre la carte ci-dessous. Le productible varie de 9 à 1115 kwh/(kwc.an). A titre de comparaison, la consommation moyenne nationale d'électricité spécifique est de 115 kwh/(an.habitant). Un système de 36kWc représente donc la consommation en électricité spécifique de 28 à 35 habitants. Vue d'un module silicium amorphe : Vue d'une cellule monocristalline : Vue d'une cellule polycristalline : Le disque solaire donne un ordre de grandeur de la part de l'énergie solaire captée par les panneaux selon leur orientation et leur inclinaison par rapport à la situation optimale (Rendement de 1%). Disque solaire (Lyon - peu de différences avec la Région Centre) Irradiation globale annuelle [kwh/m2] plan d'orientation et inclinaison optimum Pour un site donné, le productible [kwh/an] peut être simplement estimé par le produit : Irradiation [kwh/m²] x Rendement du disque solaire [%] x Puissance crète [kwc] x Ratio de performance [,75] Source : Hespul, Ecofys Source : PVGIS Non intégré Chaînes de modules -String Connecteurs -cables Boite de jonction, Onduleurs, Equipements de protection, Suivi Compteurs Réseau basse tension Composants d'un système photovoltaïque installé sur un bâtiment non-résidentiel Intégré rogermax - FOTOLIA arsdigital.de - FOTOLIA Toiture - Façade Réseau électrique Eléments réglementaires et normatifs Les principales réglementations concernant les systèmes photovoltaïques sont les suivantes : Tarifs d'achat De nouveaux tarifs d'achat ont été instaurés en mars 211. Le tarif dépend de la mise en œuvre, de l'usage du bâtiment et de la puissance du système. Crédit d'impot Aucun crédit d'impôt ne s'applique ici. Le taux de TVA réduit ne s'applique pas ici. La taxe foncière sur les propriétés bâties pour les immobilisations destinées à la production d électricité d origine photovoltaïque peut être exonérée. Pour les organismes publics, la pose d'un système photovoltaïque peut requalifier le bâtiment en caractère industriel et commercial, entrainant alors l'imposition de l'ensemble du bâtiment. Les Aspects financiers Taxes et impôts bâtiments ruraux à usage exclusivement agricole peuvent bénéficier d'une exonération permanente non remise en cause par une installation photovoltaïque. Les recettes engendrées par la production du système photovoltaïque sont soumises à l'imposition sur les sociétés. Les agriculteurs peuvent déclarer les bénéfices de l exploitation d un système photovoltaïque en tant que bénéfices agricoles sous réserve des conditions suivantes : > être au régime d imposition «au réel». > les recettes majorées des recettes des autres activités accessoires ne doivent excéder ni 5 % des recettes tirées de l activité agricole, ni 1. L'installation d'un système photovoltaïque en toiture d'un bâtiment modifiant l'aspect extérieur de ce bâtiment, il est nécessaire de procéder à une déclaration préalable. Aspects Procedure Pour les établissements recevant du public (ERP), la Commission Centrale de Sécurité (CCS) préconise de transmettre pour avis un dossier au service prévention du administratifs administrative service d incendie et de secours territorialement compétent. Le service d incendie et de secours est ensuite prévenu de son installation effective. Enfin, un certain nombre de certifications permettent de garantir l'usage et la pose d'un matériel de qualité : Systèmes Avis technique favorable du CSTB, applicable au panneau photovoltaïque, soit à la combinaison de la structure d'intégration et du module photovoltaïque. Certification TUV des modules photovoltaïque. Installateurs QualiPV : faisant partie des certifications de Qualit'ENR, cette certification des installateurs est généralement nécessaire pour l'obtention des aides financières. L'installation modifiant la toiture du bâtiment, l'installateur doit être couvert par la garantie décénale pour ce type d'installation, et ce en particulier pour les systèmes intégrés.

6 Eléments économiques Les données du tableau suivant sont calculées pour une installation type de 36 kwc sans ombrage. Unité Remarques Matériel k TTC Le coût de la structure d'intégration peut fortement varier selon le type d'intégration concerné. Etudes et Installation k TTC Raccordement k TTC 1,7 1,5 Coûts indiqués pour un site urbain. Celui-ci peut fortement varier selon la situation du bâtiment. Entretien/Maintenance k TTC/an 1,51 1,13 1,89 Contrat de maintenance et changement des onduleurs au bout de 1 ans de fonctionnement. Un système photovoltaïque domestique est concerné par 2 assurances : Coûts > Responsabilité civile : obligatoire et souvent intégrée à l'assurance habitation sans surcoût. Fonctionnement Assurance k TTC/an,49,,54 > Dommages aux biens : assure les panneaux comme bien immobilier. Prime de coût variable selon les assurances, généralement mutualisée avec les autres ENR. Utilisation du Réseau Public k TTC/an,64,64,64 Le tarif d'utilisation du réseau public, TURPE 3, peut être modifié sur décision du gouvernement. Coût global k TTC Le coût global est celui engendré par le système sur la durée de 2 ans. Crédit d'impôt k TTC,,, Taux actuel du crédit d'impôt : % du coût du matériel. Recettes Subventions Prêts bonifiés k TTC,,, Hypothèse : un prêt bonifié couvre % de l'investissement, cumulé avec le crédit d'impot. Vente de l'électricité k TTC/an 1,2 9,8 Le tarif d'achat est de,3 /kwh. Ces données sont calculées pour une production d'électricité 12,8 annuelle de 324 à 41 kwh/an. Recettes globales k TTC Les recettes sont calculées sur la durée de 2 ans de fonctionnement. Coût global de l'électricité hors subvention /kwh,3,21 Coût de revient global du kwh électrique d'origine photovoltaïque, pouvant être comparé au coût,36 global moyen de,13 /kwh du réseau électrique pour une famille de 4 personnes. Coût de l'électricité générée avec subvention /kwh,3,21,36 Coût de revient global avec déduction des aides - hors tarif d'achat. La valeurs "Min" et "Max" des graphiques correspondent respectivement à la juxtaposition des situations les plus défavorables et les plus favorables. Ainsi, contrairement à ce qui est retenu ici, en situation réelle, le tarif d'achat le plus élevé devrait probablement être obtenu pour l'installation dont le coût est le plus élevé. Le coût global d'une installation photovoltaïque type de 36kWc en toiture d'un bâtiment non résidentiel, sur toute sa durée de vie, varie de près de 17 à 23 k, dont 6% à 65% représentent la facture en matériel, et 15 à 2% la facture en phase de fonctionnement. 3 Décomposition du coût global d'une installation photovoltaïque de 36 kwc sur un bâtiment non résidentiel Utilisation du Réseau Public Le revenu global d'une installation photovoltaïque type de 36kWc en toiture d'un bâtiment non résidentiel, sur toute sa durée de vie, varie de près de 195 à 255 k, sans aide à l'investissement. 2 Assurance Entretien/Maintenance Hors subvention, le coût global de l'électricité produite par le système photovoltaïque est de,21 à,36 /kwh. Pour que l'installation soit économiquement intéressante pour l'investisseur, une aide financière est nécessaire pour combler l'écart avec le coût de l'électricité du réseau, de l'ordre de,13 /kwh. Cette aide, sous la forme du certificat d'obligation d'achat associé au tarif d'achat, ne permet pas de rendre la plupart des projets réalisables. TTC/kWh,4,3,2 Coût global de l'électricité produite par une installation photovoltaïque de 36 kwc sur un bâtiment non résidentiel Subvention complémentaire nécessaire incertaine possible 1 Source : PVGIS, Hespul, Sogreah, Raccordement Etudes et Installation Matériel Décomposition du revenu global d'une installation photovoltaïque de 36 kwc sur un bâtiment non résidentiel Crédit d'impôt Prêts bonifiés,1 1 Vente de l'électricité, hors subvention avec subvention tarif d'achat Rentabilité économique Source : PVGIS, Hespul, Sogreah, 211 Eléments environnementaux Le contenu CO2 d'un système photovoltaïque, dépend essentiellement du lieu de fabrication et peu de la technologie considérée. Notons toutefois que les impacts environnementaux dépendent du système d'intégration, les plus faibles étant obtenus pour les systèmes posés lors de la construction ou rénovation complète de la toiture, et/ou pour les systèmes dits en superposition. Le graphique ci-contre donne une reconstitution, effectuée à partir des données disponibles par le projet ESPACE de l'ademe, pour le climat de Lyon du contenu CO2 et temps de retour énergétique de quelques situations types. Pour la Région Centre, ces valeurs devraient être légèrement moins bonnes, mais la différence n'est pas significative. Le recyclage des systèmes photovoltaïques concerne essentiellement les 3 composants suivants : > Les modules photovoltaïques : l'association PV CYCLE, fondée en juillet 27, organise une démarche volontaire de collecte et recyclage des modules, qui ne font pas partie du champ de la DEEE. > Les composants électriques, dont l'onduleur : ces composants font partis du champ de la DEEE, directive européenne n 22/96/CE portant sur les déchets d équipements électriques et électroniques, obligeant les fabricants de ces équipements à prendre en charge leur collecte et recyclage. > La structure d'intégration : dont les éléments sont généralement des matériaux de construction usuels. Synthèse Conditions de mise en œuvre économique d'un système photovoltaïque de 36kWc pour assurer un temps de retour sur investissement brut inférieur à 15 ans. Cadre réglementaire national Intégration simplifiée Intégration Remarques Ensoleillement minimal des modules 1 4 kwh/(m².an) 1 8 kwh/(m².an) prenant en compte les masques solaires proches et lointains soit un taux d'ombrage maximum de % à 3% - selon la localisation Productible 38 MWh/an 47 MWh/an Productible minimum pour assurer la rentabilité économique de l'installation Coût global du kwh avec subvention,24 /kwh,24 /kwh Coût de revient de l'électricité du point de vue du maître d'ouvrage. hors subvention,24 /kwh,24 /kwh Coût de revient de l'électricité du point de vue de la collectivité. Dans le cadre réglementaire national actuel, le tableau précédent donne pour chacun des deux types d'intégration des systèmes photovoltaïques en toiture, les ensolleillements minimum nécessaires pour assurer un temps de retour sur investissement brut inférieur à 15 ans, soit 14 à 18 kwh/(m².an). L'ensoleillement, dans les conditions optimales d'inclinaison et d'orientation, en région Centre variant de 125 à 145 kwh/(m².an), un taux d'ombrage moyen annuel de % à 3% maximum peut-être accepté. Dans ces conditions limites du point de vue économique, le productible de l'installation varie de 38 à 47 MWh/an pour un coût global de l'électricité produite, subvention déduite, de,24 /kwh. Le coût de la structure d'intégration des modules photovoltaïques est ici primordial sur la rentabilité économique du projet. Le coût global du kwh produit doit être inférieur à,24 /kwh pour assurer un temps de retour économique de 15 ans. Notons aussi que selon les investisseurs, un temps de retour sur investissement brut (non actualisé) de 15 ans est déjà trop long. Contraintes paysagères, environnementales et architecturales : Contraintes Enjeu Légende Environnementales Espaces naturels protégés Faible Concurrence d'usage des sols Moyen Architecturales Secteurs urbains sauvegardés Fort Techniques Montage du projet Raccordement au réseau électrique Tenue de la charpente en rénovation Juridique Economique an 4 3,5 3 2,5 2 1,5 1,5 Source : PVGIS, Hespul, Sogreah, 211 Contenu CO2 de l'électricité et temps de retour énergétique d'un système photovoltaïque à Lyon selon le mix électrique et la technologie Mix français Mix européen Mix chinois Source : ADEME projet ESPACE-ACV-PV, Sogreah gco2eq/kwh temps de retour énergétique - Mono Polycristallin Amorphe Contenu CO2 - Silicium monocristalin Silicium polycristalin Silicium amorphe Chiffres clefs pour une installation type de 36 kwc intégrée en toiture de bâtiment non résidentiel. Occupation de l'espace La surface occupée en toiture est de l'ordre de 28 m2. Impact énergétique La production annuelle de ce système est de 336 kwh/an, ce qui permet l'économie annuelle de 87 kwhep/an d'énergie primaire, soit 31 kwhep/m2 occupé. Impact environnemental Pour un contenu CO2 moyen de 13 gco2eq/kwh du mix électrique français, l'évitement annuel en émissions de CO2 est de l'ordre de 347 kgco2/an. Le coût d'investissement de ce système est de 181 k TTC dont % peuvent être financés par des aides. Recette annuelle Ce système fournit un revenu annuel de l'ordre de 1,7 k /an. Le temps de retour sur investissement simple, aides comprises, est donc d'environ 17 ans.

7 Fiche Technico-économique et environnementale Centrale solaire photovoltaïque au sol raccordée au réseau Date : Juillet 211 Eléments techniques Un système solaire photovoltaïque transforme le rayonnement solaire en énergie électrique utilisée localement et/ou injectée sur le réseau électrique local. Modules Un module regroupe un ensemble de cellules photovoltaïques. Les principales technologies mises en oeuvre dans le cadre des centrales solaires sont : cristallins (mono, poly) et couche mince (silicium amorphe, CdTe). De nouveaux types de cellules qui pourront concerner ce marché à moyen terme sont en cours de développement (CIS, CIGS, CIGSS, GaAs). Les modules sont généralement garantis pour une baisse de rendement à 2 ans inférieure à 2%. La durée de vie réelle des modules peut toutefois être largement supérieure, plus de 3 ans, si ceuxci ne sont pas démontés à la fin du contrat d'achat de l'électricité (2 ans). Système d'intégration / de support Trois grandes catégories de structure porteuses peuvent être distinguées pour les centrales au sol exploitant la technologie photovoltaïque : > Fixe : l'orientation et l'inclinaison sont fixées afin d'optimiser le productible global de l'ensemble d'une année. Descriptif > Suiveur : un à deux axes (orientation et/ou inclinaison) peuvent être modifiés au cours du temps afin de positionner le module de façon à Composition technologique optimiser le productible à chaque instant. Du fait du surcoût généré par le suiveur, un tel choix se justifie pour une irradiation incidente conséquente supérieure à celle de la Région Centre dans l'état actuel de développement de ces technologies. > Concentration : plusieurs principes techniques sont en cours de développement. Système électrique Les principaux constituants sont les câbles, boitiers de jonction, fusibles, sectionneurs, parafoudre, onduleurs, et compteurs d'énergie. Le schéma de raccordement type est donné ci-dessous. Afin de réduire le nombre et les pertes dans les câbles, du fait de l'éloignement entre les modules et le point de raccordement, une cascade de boite de jonction est possible. Raccordement réseau Le raccordement au réseau est en basse tension en triphasé jusqu'à 25kVA, et bascule en HTA puis HTB à partir de 12MW. Orientation / Les pertes dues à l'orientation et à l'inclinaison des modules sont représentées par le disque solaire donné ci-dessous. La plage pertinente de fonctionnement - pertes Conditions Inclinaison inférieures à 5% - se situe pour une orientation Sud à +/- 45 et une inclinaison de 15 (plan horizon tal) à 6. techniques de mise Les modules à couche mince sont moins sensibles aux ombrages que les modules cristallins. La conception de la centrale au sol devra être faite de façon à minimiser Masques en œuvre l'impact éventuel de l'ombrage d'une partie des capteurs sur la production totale. Certains composants du système électrique, dont l'onduleur, doivent être positionnés dans un local ventilé proche des modules pour réduire leurs pertes. La surface occupée au sol est de l'ordre du double de la surface des modules. Pour une installation de 25kWc, les principaux ordres de grandeurs sont : Eléments de Monocristallin : 13 à 19 m² de module, soit,3 à,4 ha de terrain Surface occupée dimensionnement Polycristallin : 17 à 21 m² de module, soit,3 à,4 ha de terrain Couche mince : 23 à 42 m² de module, soit,5 à,8 ha de terrain. Caractéristique de la ressource Caractéristique du productible L'irradiation solaire globale incidente sur un plan d'orientation et d'inclinaison optimum en Région Centre varie de à kwh/(m².an) du Nord-Est au Sud-Ouest comme le montre la carte ci-dessous. Le productible varie de 9 à 1115 kwh/(kwc.an). A titre de comparaison, la consommation moyenne nationale d'électricité spécifique est de 115 kwh/(an.habitant). Un système de 25kWc représente donc la consommation en électricité spécifique de 196 à 242 habitants. Vue d'un module silicium amorphe : Vue d'une cellule monocristalline : Vue d'une cellule polycristalline : Le disque solaire donne un ordre de grandeur de la part de l'énergie solaire captée par les panneaux selon leur orientation et leur inclinaison par rapport à la situation optimale (Rendement de 1%). Disque solaire (Lyon - peu de différences avec la Région Centre) Irradiation globale annuelle [kwh/m2] plan d'orientation et inclinaison optimum Pour un site donné, le productible [kwh/an] peut être simplement estimé par le produit : Irradiation [kwh/m2] x Rendement du disque solaire [%] x Puissance crète [kwc] x Ratio de performance [,75] Source : Hespul, Ecofys Source : PVGIS Fixe Chaînes de modules Connecteurs, Cables, Boites de jonction, Equipements de protection, Onduleurs, Equipements de protection, Suivi du parc, Transformateur Réseau basse tension triphasé, Composants d'un système photovoltaïque installé au sol Fotolia Tracker Sol Réseau électrique Eléments réglementaires et normatifs Les principales réglementations concernant les systèmes photovoltaïques sont les suivantes : De nouveaux tarifs d'achat ont été instaurés en mars 211. Pour des puissances supérieures à 1 kw, un principe d'appel d'offre simplifié sera mis en place pour les Tarifs d'achat installations jusqu'à 25kW. Au-delà, les installations seront développées dans le cadre "d'appels d'offre CRE". Crédit d'impot Aucun crédit d'impôt ne s'applique ici. Pour des puissances installées supérieures à 1kWc, l'installation est soumise à l'imposition forfaitaire sur les entreprises de réseaux - IFER. Pour les installations de puissance inférieure à 12 MW, le montant est de 7 /kw à compter de 211. A partir du 1er mars 212, une taxe d'aménagement définie spécifiquement pour les installations photovoltaïques au sol s'applique. Le taux d'imposition est de 1 à 2% de Aspects financiers l'assiette de 1 /m2. Taxes et impôts Les recettes engendrées par la production du système photovoltaïque sont soumises à l'imposition sur les sociétées. Toutefois, les sociétés crées dans le seul but de produire de l'électricité photovoltaïque peuvent bénéficier d'une exonération d'impôt. Les agriculteurs peuvent déclarer les bénéfices de l exploitation d un système photovoltaïque en tant que bénéfices agricoles sous réserve des conditions suivantes : > être au régime d imposition «au réel». > les recettes majorées des recettes des autres activités accessoires ne doivent excéder ni 5 % des recettes tirées de l activité agricole, ni 1. Pour les centrales au sol de moins de 25kWc, seule une déclaration préalable est demandée, sauf pour les secteurs sauvegardés pour lesquels un permis de construire est nécessaire pour des puissances supérieures à 3 kwc. Aspects Procedure Pour celles de plus de 25kWc, une étude d'impact et enquête public sont nécessaires. D'autre part, une déclaration voire autorisation d'exploiter pour des puissances administratifs administrative supérieures à 4,5MW doit être demandée à la DIDEME. Pour les installations de moins de 12MWc dans des zones ne faisant l'objet d'aucune protection, le PLU peut être modifié suivant la procédure simplifiée. Enfin, selon la nature des travaux, un permis d'aménager ou de construire peut être nécessaire. Enfin, un certain nombre de certifications permettent de garantir l'usage et la pose d'un matériel de qualité : Systèmes Avis technique favorable du CSTB, applicable au panneau photovoltaïque, soit à la combinaison de la structure d'intégration et du module photovoltaïque. Certification TUV des modules photovoltaïque. Installateurs QualiPV : faisant partie des certifications de Qualit'ENR, cette certification des installateurs est généralement nécessaire pour l'obtention des aides financières. rogermax - Loic Strullu - FOTOLIA

8 Eléments économiques Les données du tableau suivant sont calculées pour une installation type de 25 kwc sans ombrage. Unité Remarques Matériel k TTC Le coût de la structure d'intégration peut fortement varier selon le type d'intégration concerné. Etudes et Installation k TTC Raccordement k TTC Coûts indiqués pour un site urbain. Celui-ci peut fortement varier selon la situation du bâtiment. Taxe k 4 8 Taxe foncière d'aménagement Entretien/Maintenance k TTC/an Contrat de maintenance et changement des onduleurs au bout de 1 ans de fonctionnement. Coûts Imposition k TTC/an IFER et imposition sur les sociétés. Fonctionnement Un système photovoltaïque domestique est concerné par 2 assurances : Assurance k TTC/an > Responsabilité civile : obligatoire et souvent intégrée à l'assurance habitation sans surcoût. > Dommages aux biens : assure les panneaux comme bien immobilier. Prime de coût variable. Utilisation du Réseau Public k TTC/an,2,2 1, Le tarif d'utilisation du réseau public, TURPE 3, peut être modifié sur décision du gouvernement. Coût global k TTC Le coût global est celui engendré par le système sur la durée de 2 ans. Crédit d'impôt k TTC Taux actuel du crédit d'impôt : % du coût du matériel. Recettes Subventions Prêts bonifiés k TTC Hypothèse : un prêt bonifié couvre % de l'investissement, cumulé avec le crédit d'impot. Vente de l'électricité k TTC/an 75 7 L'hypothèse de tarif d'achat est retenu est de,3 /kwh. Ces données sont calculées pour une 85 production d'électricité annuelle de 2 à 3 MWh/an. Recettes globales k TTC Les recettes sont calculées sur la durée de 2 ans de fonctionnement. Coût global de l'électricité hors subvention /kwh,23,18 Coût de revient global du kwh électrique d'origine photovoltaïque, pouvant être comparé au coût,31 global moyen de,13 /kwh du réseau électrique pour une famille de 4 personnes. Coût de l'électricité générée avec subvention /kwh,23,18,31 Coût de revient global avec déduction des aides - hors tarif d'achat. La valeurs "Min" et "Max" des graphiques correspondent respectivement à la juxtaposition des situations les plus défavorables et les plus favorables. Ainsi, contrairement à ce qui est retenu ici, en situation réelle, le tarif d'achat le plus élevé devrait probablement être obtenu pour l'installation dont le coût est le plus élevé. Le coût global d'une installation photovoltaïque type de 25 kwc en toiture d'un bâtiment non résidentiel, sur toute sa durée de vie, varie de près de 1 à 14 k, dont 55% à 6% représentent la facture en matériel, et 25 à 3% la facture en phase de fonctionnement. Le revenu global d'une installation photovoltaïque type de 25 kwc en toiture d'un bâtiment non résidentiel, sur toute sa durée de vie, varie de près de 135 à 167 k, sans aide à l'investissement. Le coût global de l'électricité produite par la centrale photovoltaïque est de,18 à,31 /kwh. Pour que l'installation soit économiquement intéressante pour l'investisseur une aide financière est nécessaire pour combler l'écart avec le coût de l'électricité du réseau, de l'ordre de,13 /kwh. Dans le cadre des appels d'offres, cette aide, sous la forme du certificat d'obligation d'achat associé au tarif d'achat, devra être de l'ordre de,3 /kwh. TTC/kWh,4,3,2,1, hors subvention avec subvention tarif d'achat Rentabilité économique Source : PVGIS, Hespul, Sogreah, 211 Coût global de l'électricité produite par une centrale photovoltaïque au sol de 25 kwc incertaine possible Eléments environnementaux Le contenu CO2 d'un système photovoltaïque, dépend essentiellement du lieu de fabrication et peu de la technologie considérée. Notons toutefois que les impacts environnementaux dépendent du système d'intégration, les plus faibles étant obtenus pour les systèmes posés lors de la construction ou rénovation complète de la toiture, et/ou pour les systèmes dits en superposition. Le graphique ci-contre donne une reconstitution, effectuée à partir des données disponibles par le projet ESPACE de l'ademe, pour le climat de Lyon du contenu CO2 et temps de retour énergétique de quelques situations types. Pour la Région Centre, ces valeurs devraient être légèrement moins bonnes, mais la différence n'est pas significative. Le recyclage des systèmes photovoltaïques concerne essentiellement les 3 composants suivants : > Les modules photovoltaïques : l'association PV CYCLE, fondée en juillet 27, organise une démarche volontaire de collecte et recyclage des modules, qui ne font pas partie du champ de la DEEE. > Les composants électriques, dont l'onduleur : ces composants font partis du champ de la DEEE, directive européenne n 22/96/CE portant sur les déchets d équipements électriques et électroniques, obligeant les fabricants de ces équipements à prendre en charge leur collecte et recyclage. > La structure d'intégration : dont les éléments sont généralement des matériaux de construction usuels. Outre les impacts liés aux travaux et à la réalisation de fondations en béton, nécessaires pour l'ancrage des capteurs, une centrale solaire au sol peut avoir d'autres impacts sur les terrains : > il faut veiller à maintenir un espace entre les modules d'une même rangée afin de limiter les impacts sur l'écoulement et les infiltrations d'eau, > le sol est partiellement ombragé et moins exposé au soleil. Synthèse Conditions de mise en œuvre économique d'un système photovoltaïque de 25 kwc pour assurer un temps de retour sur investissement brut inférieur à 12 ans. Cadre réglementaire national Situation optimiste Situation pessimiste Remarques Ensoleillement minimal des modules 1 3 kwh/(m².an) 1 9 kwh/(m².an) Etabli pour une hypothèse de tarif d'achat de,3 /kwh soit un taux d'ombrage maximum de % à 1% - selon la localisation Productible 25 MWh/an 34 MWh/an Productible minimum pour assurer la rentabilité économique de l'installation Coût global du kwh,2 /kwh,2 /kwh Avec une hypothèse de tarif d'achat de,3 /kwh, le tableau précédent donne pour deux jeux d'hypothèses - optimistes et pessimistes -, les ensolleillements minimum nécessaires pour assurer un temps de retour sur investissement brut inférieur à 15 ans, soit 13 à 19 kwh/(m².an). L'ensoleillement, dans les conditions optimales d'inclinaison et d'orientation, en région Centre variant de 125 à 145 kwh/(m².an), un taux d'ombrage moyen annuel de % à 1% maximum peut être accepté dans les situations les plus optimistes. Dans ces conditions limites du point de vue économique, le productible de l'installation varie de 25 à 34 MWh/an pour un coût global de l'électricité produite, subvention déduite, de,2 /kwh. an 4 3,5 3 2,5 2 1,5 1, Décomposition du coût global d'une centrale photovoltaïque au sol de 25 kwc Source : PVGIS, Hespul, Sogreah, Source : PVGIS, Hespul, Sogreah, 211 Utilisation du Réseau Public Assurance Imposition Entretien/Maintenance Taxe Raccordement Etudes et Installation Matériel Décomposition du revenu global d'une centrale photovoltaïque au sol de 25 kwc Mix français Mix européen Mix chinois gco2eq/kwh Crédit d'impôt Prêts bonifiés Contenu CO2 de l'électricité et temps de retour énergétique d'un système photovoltaïque à Lyon selon le mix électrique et la technologie Source : ADEME projet ESPACE-ACV-PV, Sogreah Vente de l'électricité temps de retour énergétique - Mono Polycristallin Amorphe Contenu CO2 - Silicium monocristalin Silicium polycristalin Silicium amorphe Contraintes paysagères, environnementales et architecturales : Contraintes Enjeu Légende Environnementales Espaces naturels protégés Faible Concurrence d'usage des sols Moyen Architecturales Secteurs urbains sauvegardés Fort Techniques Montage du projet Raccordement au réseau électrique Tenue de la charpente en rénovation Juridique Economique Chiffres clefs pour une centrale au sol type de 25 kwc. Occupation de l'espace La surface occupée au sol est de l'ordre de,4 ha. Impact énergétique La production annuelle de ce système est de 3 MWh/an, ce qui permet l'économie annuelle de 6 MWhep/an d'énergie primaire, soit 34 kwhep/m2 occupé. Impact environnemental Pour un contenu CO2 moyen de 13 gco2eq/kwh du mix électrique français, l'évitement annuel en émissions de CO2 est de l'ordre de 26 tco2/an. Le coût d'investissement de ce système, incluant les taxes, est de l'ordre de 9 k TTC. Il n'y a pas de cadre préétabli fixant une aide à l'investissement. Recette annuelle Ce système fournit un revenu annuel de l'ordre de 8 k /an. Le temps de retour sur investissement simple, aides comprises, est donc d'environ 13 ans.

9 Fiche Technico-économique et environnementale Système solaire thermique en toiture de maison individuelle : Chauffe-eau solaire individuel à circulation forcée Date : Juillet 211 Eléments techniques Un chauffe-eau solaire individuel (CESI) transforme le rayonnement solaire en énergie thermique utilisée pour la production d'eau chaude sanitaire du logement. Capteurs Descriptif technologique Conditions techniques de mise en œuvre Eléments de dimensionnement Masques Elément dimensionnant Surface occupée Ballon solaire Caractéristique de la ressource Caractéristique du productible Composition Orientation / Inclinaison Les capteurs utilisés sont généralement des capteurs plans composés, à partir de l'extérieur, d'un vitrage sélectif, d'une circulation du fluide caloporteur, d'un absorbeur, et d'un isolant. Système d'intégration Certains fabriquants proposent des systèmes d'intégration des capteurs, de façon similaire aux modules photovoltaïques, toutefois cet élément présente moins d'importance du point de vue technico-économique car il a peu d'impact sur les gains générés. Système hydraulique Les principaux constituants du système hydraulique sont les tuyauteries isolées, une pompe, un ballon de stockage, un échangeur solaire pouvant être intégré au ballon, un système de régulation et des équipements de sécurité. Le schéma de principe type est donné ci-dessous. Le fluide caloporteur utilisé est généralement de l'eau glycolée. Il est possible d'utiliser de l'eau pure sous réserve de disposer d'un mécanisme fiable contre la surchauffe et le gel. Intégration dans le réseau Le ballon solaire peut intégrer ou être couplé à un appoint (électrique, gaz, bois, pompe à chaleur,...), ou être raccordé en amont de domestique l'appoint, assurant alors un préchauffage de l'eau chaude sanitaire. Les pertes dues à l'orientation et à l'inclinaison des capteurs sont représentées par le disque solaire donné ci-dessous. La plage pertinente de fonctionnement - pertes inférieures à 15% - se situe pour une orientation Sud à +/- 6 et une inclinaison de (plan horizon tal) à 9. Si l'ombrage doit être évité, les capteurs thermiques plans sont moins sensibles à l'ombrage que les modules photovoltaïques. La partie ombragée ne contribue à la production de chaleur qu'à hauteur du rayonnement diffus qu'elle reçoit mais ne limite pas la production de la partie non ombragée du capteur. Un local est nécessaire pour les équipements techniques et le ballon. Le dimensionnement de l'installlation doit être réalisé en fonction des besoins réels en eau chaude sanitaire du foyer, besoins qui doivent être constants tout au long de l'année. Si la surface de capteur peut être sous-dimensionnée sans aucun problème, il est dangereux de la surdimensionner à moins de disposer d'une gestion avancée et d'un système d'occultation efficaces en été, le risque étant de réduire la durée de vie des capteurs. De ce fait, il est souhaitable de mettre en oeuvre au préalable ou simultanément des mesures d'économie d'énergie sur le poste de l'eau chaude sanitaire : isolation de la distribution, réducteur de pression, régulateur de débit sur les points de puisage, récupération de chaleur domestique, dont le coût rapporté à l'énergie économisée sont moins élevés que ceux d'un système solaire thermique. L'irradiation solaire globale incidente sur un plan d'orientation et d'inclinaison optimum en Région Centre varie de à kwh/(m².an) du Nord-Est au Sud-Ouest comme le Pour une famille de 4 personnes, le volume du ballon solaire est de l'ordre de 3 L. L'irradiation solaire globale incidente sur la Région Centre varie de 125 à 145 kwh/(m².an) du Nord-Est au Sud-Ouest comme le montre la carte ci-dessous. Le productible du système solaire thermique est plafonné par la consommation annuelle d'eau chaude sanitaire. Le taux de couverture solaire, donnant la part de la consommation d'eau chaude sanitaire produite par le système solaire sur la consommation d'eau chaude sanitaire totale, est de l'ordre de 4% à 5%, soit une production solaire utile de 16 à 19 kwh/an. Le disque solaire donne un ordre de grandeur de la part de l'énergie solaire captée par les panneaux selon leur orientation et leur inclinaison par rapport à la situation optimale (Rendement de 1%). Vue d'un capteur plan Irradiation globale annuelle [kwh/m2] plan d'orientation et inclinaison optimum Disque solaire (Lyon - peu de différences avec la Région Centre) Gilles Paire -FOTOLIA Si de nombreuses variantes sont possibles, un schéma de principe type d'un chauffe-eau solaire individuel est généralement le suivant. Source : Hespul, Ecofys Source : PVGIS Sortie d eau chaude sanitaire Le productible utile [kwh/an], à fixer comme objectif de production, peut-être estimé par le produit : Consommation d'ecs [kwh/an] x Taux de couverture [45%] Pour un site donné, la surface de capteur [m²] peut être approchée par le ratio : Productible utile [kwh/an] / (Irradiation [kwh/m²] x Rendement du disque solaire [%] x Rendement des capteurs [4%] x Rendement Syst. [8%]) Le graphique suivant donne les rendements des capteurs selon la situation : Ballon solaire d eau chaude sanitaire Gilles Paire -FOTOLIA Echangeur d'appoint Chaudière d appoint Echangeur solaire Capteurs solaires Source : Cours pour installateur, Centre d'information du cuivre, laiton et alliage Entrée d eau froide Eléments réglementaires et normatifs Les principales réglementations concernant les systèmes solaires thermiques individuels sont les suivantes : La loi de finances 211 a modifié le crédit d'impôt dédié au développement durable et aux économies d'énergie dont le taux pour l'achat d'équipements de chauffage ou de fournitures d'eau Aspects financiers chaude sanitaire fonctionnant avec une énergie renouvelable est de 45%. Il s'applique sur les dépenses de matériel hors main d'oeuvre. L'installation d'un système solaire thermique dans un bâtiment achevé depuis plus de 2 ans entre dans le cadre du taux réduit de TVA (5,5%), mesure valable jusqu'au 31/12/211. Aspects L'installation d'un système solaire thermique en toiture d'un bâtiment modifiant l'aspect extérieur de ce bâtiment, il est nécessaire de procéder à une déclaration préalable. administratifs De par sa fonction, les règles sanitaires relatives à la légionélose doivent être respectées par un système solaire thermique. Autres La prochaine réglementation thermique - RT212 - impose le recours à une énergie renouvelable pour satisfaire les besoins énergétiques d'une maison individuelle neuve, au minimum à hauteur de 5 kwhep/(m2.an). Concernant le solaire thermique, l'obligation porte sur la pose d'une surface minimale de capteur de 2 m². Enfin, il est recommandé de mettre en œuvre des capteurs disposant des certifications suivantes : Certifications Avis technique favorable du CSTB, applicable au capteur mais aussi aux kits regroupant l'ensemble des éléments du système - kits CESI. Certification Solar Keymark. Installateurs QualiSol et QualiBat : faisant partie des certifications de Qualit'ENR, une au moins de ces certifications des installateurs est généralement nécessaire pour l'obtention des aides financières. L'installation modifiant la toiture du bâtiment, l'installateur doit être couvert par la garantie décénale pour ce type d'installation, et ce en particulier pour les systèmes intégrés.

10 Eléments économiques Les données du tableau suivant sont calculées pour une installation type pour 4 personnes sans ombrage. Unité Remarques Matériel k TTC 4,1 3,3 5,4 Le coût de la structure d'intégration peut fortement varier selon le type d'intégration concerné. Installation k TTC 1,2 1,2 1,6 Etudes k TTC,,, Entretien/Maintenance k TTC/an,3,3,4 Renouvellement du fluide caloporteur et nettoyage du circuit hydraulique. Consommation des auxiliaires k TTC/an,1,1,1 Coûts Un système solaire thermique domestique est concerné par 2 assurances : Fonctionnement > Responsabilité civile : obligatoire et souvent intégrée à l'assurance habitation sans surcoût. Assurance k TTC/an,,,1 > Dommages aux biens : assure les panneaux comme bien immobilier. Prime de coût variable selon les assurances généralement mutualisée avec les autres ENR. Coût global k TTC 6,5 5,7 11,3 Le coût global est celui engendré par le système sur la durée de 3 ans. Crédit d'impôt k TTC 1,8 1,5 2,4 Taux actuel du crédit d'impôt : 45% du coût du matériel. Recettes Subventions Prêts bonifiés k TTC,6,5,8 Attention : un cumul du crédit impot et du prêt bonifié est pris en compte ici. Economie d'énergie k TTC/an,13,12,2 Economies valorisées en euros selon le prix de l'énergie substituée. Recettes globales k TTC 6,3 5,6 9,4 Les recettes sont calculées sur la durée de 3 ans de fonctionnement. Coût global de la chaleur utile hors subvention /kwhu,13,1 Coût de revient global du kwhu solaire, pouvant être comparé au coût global de,12 à,15,24 /kwhu de la chaleur générée par les systèmes ECS conventionnels. Coût de la chaleur utile avec subvention /kwhu,8,7,17 Coût de revient global avec déduction des aides. La valeurs "Min" et "Max" des graphiques correspondent respectivement à la juxtaposition des situations les plus défavorables et les plus favorables. Le coût global d'une installation solaire thermique type pour 4 personnes, sur toute sa durée de vie, varie de près de 5 à 1 k, dont 5 à 6% représentent la facture en matériel, et 2 à 4% la facture en phase de fonctionnement. Le revenu global d'un CESI type pour 4 personnes en maison individuelle est limité aux aides à l'investissement, la production de chaleur ne générant pas de recette. Toutefois en élargissant aux dépenses évitées, il varie de près de 5 à 1 k, dont 35% proviennent des aides à l'investissement, le complément étant lié aux économies d'énergie. Avec subvention, le coût global de la chaleur produite par le CESI est de,7 à,17 /kwhu. En comparaison avec le coût de la chaleur produite par un système conventionnel, de l'ordre de,13 /kwh, dans les conditions d'aides actuelles, un système solaire thermique peut être intéressant économiquement sur du long terme. La différence de coût global étant faible par rapport à un système conventionnel, l'aide sous la forme du prêt bonifié est pertinente, la barrière d'ordre financière que constitue la capacité d'investissement initiale devenant prépondérante, celui-ci devant être largement supérieur à celui d'un système conventionnel. TTC/kWh,25,2,15,1,5 Coût global de la chaleur produite par un chauffe eau solaire thermique individuel - CESI - d'une maison individuelle, hors subvention avec subvention prix chaleur système conventionnel Source : Sogreah, 211 Mauvais Bon intérêt économique Source : Sogreah, Source : Sogreah, 211 Décomposition du coût global d'un chauffe-eau solaire individuel - CESI - d'une maison individuelle Assurance Consommation des auxiliaires Entretien/Maintenance Etudes Installation Matériel Décomposition du revenu global d'un chauffe-eau solaire individuel - CESI - d'une maison individuelle Crédit d'impôt Prêts bonifiés Economie d'énergie Eléments environnementaux Selon l'énergie substituée et le choix de l'appoint, les émissions de CO2 évitées sont comprises entre 19 et 49 kgco2/an, soit entre 5 et 12 kgco2 par unité de surface de capteur et par an. Un capteur solaire thermique plan ne met pas en œuvre de composés chimiques particulièrement dangereux pour l'environnement, comme cela peut être le cas pour le photovoltaïque. Toutefois, certains fluides caloporteurs présentent un impact environnemental et sanitaire peu favorable. L'attention doit donc être portée sur cet élément du système d'autant plus que des fuites de ce fluide sont possibles. Synthèse L'ensoleillement de la Région Centre est suffisant pour valider la pertinence économique d'un chauffe eau solaire thermique individuel. L'ensoleillement n'est donc pas le critère à retenir, contrairement aux systèmes photovoltaïques. Cette remarque nécessite toutefois une réserve concernant la disponibilité d'une toiture correctement orientée, inclinée et l'absence de masques solaires lointains et proches qui eux sont susceptibles de remettre en cause la pertinence d'un tel système. Le profil annuel des besoins est le principal critère limitant la pertinence de ce système : Résidence principale Résidence secondaire Un système solaire thermique sur une maison individuelle entre en conflit d'usage avec les systèmes photovoltaïques sur la surface disponible en toiture. La priorité sera donnée au solaire thermique. Contraintes paysagères, environnementales et architecturales : Contraintes Enjeu Légende Environnementales Espaces naturels protégés Faible Concurrence d'usage des sols Moyen Architecturales Secteurs urbains sauvegardés Fort Techniques Montage du projet Distribution adaptée de l'eau chaude sanitaire Tenue de la charpente en rénovation Juridique Economique Chiffres clefs pour une installation type de 4m² intégrée en toiture de maison individuelle. Occupation de l'espace La surface occupée en toiture est de l'ordre de 4 m². Impact énergétique La production annuelle de ce système est de 17 kwh/an, ce qui permet de couvrir près de 5% des besoins en eau chaude sanitaire. Impact environnemental Selon l'énergie substituée et le choix de l'appoint, l'évitement annuel en émissions de CO2 est compris entre 19 et 49 kgco2/an. Le coût d'investissement de ce système est de 5 k TTC dont 5% peuvent être financés par des aides. Economies annuelles Ce système génère une baisse annuelle des charges de l'ordre de,9 k /an.

11 Fiche Technico-économique et environnementale Système solaire thermique en toiture de logement collectif, équipements tertiaires (piscine, gymnase ) et industriels Date : Juillet 211 Eléments techniques Un chauffe-eau solaire collectif transforme le rayonnement solaire en énergie thermique utilisée pour la production d'eau chaude sanitaire ou le chauffage du bâtiment. Capteurs Descriptif technologique Conditions techniques de mise en œuvre Eléments de dimensionnement Masques Elément dimensionnant Surface occupée Ballon solaire Caractéristique de la ressource Caractéristique du productible Composition Orientation / Inclinaison Selon l'espace disponible et le régime de température nécessaire, les capteurs utilisés sont des capteurs plans ou des tubes sous vide. Les capteurs plans sont composés, à partir de l'extérieur, d'un vitrage sélectif, d'une circulation du fluide caloporteur, d'un absorbeur, et d'un isolant. Les tubes sous vides sont composés d'un tube en verre sélectif encapsulant une plaque métallique constituant l'absorbeur dans laquelle circule un fluide caloporteur. Les tubes sont raccordés ensemble sur un collecteur. De nombreuses variantes existent parmi lesquelles peuvent être cités : > la séparation entre le fluide caloporteur de la boucle solaire et le fluide circulant dans le tube sous-vide : la chaleur est alors transférée à la boucle solaire primaire au niveau du collecteur, dits tubes caloduc. > la présence de miroir réfléchissant le rayonnement sur l'arrière du tube, augmentant le rendement du capteur, dits tubes en U. Système d'intégration En toiture plate, les capteurs sont généralement installés sur des chassis donnant l'inclinaison optimale aux capteurs. Système hydraulique Les principaux constituants du système hydraulique sont les tuyauteries isolées, des pompes, un ou plusieurs ballons de stockage, un échangeur solaire pouvant être intégré au ballon, un système de régulation et des équipements de sécurité. Le schéma de principe type est donné ci-dessous. Le fluide caloporteur utilisé est généralement de l'eau glycolée. Il est possible d'utiliser de l'eau pure sous réserve de disposer d'un mécanisme fiable contre la surchauffe et le gel. Intégration dans le réseau Le ballon solaire peut intégrer ou être couplé à un appoint (électrique, gaz, bois, pompe à chaleur,...), ou être raccordé en amont de domestique l'appoint, assurant alors un préchauffage de l'eau chaude sanitaire. Les pertes dues à l'orientation et à l'inclinaison des capteurs sont représentées par le disque solaire donné ci-dessous. La plage pertinente de fonctionnement - pertes inférieures à 15% - se situe pour une orientation Sud à +/- 6 et une inclinaison de (pl an horizontal) à 9. Si l'ombrage doit être évité, les capteurs thermiques plans sont moins sensibles à l'ombrage que les modules photovoltaïques. La partie ombragée ne contribue à la production de chaleur qu'à hauteur du rayonnement diffus qu'elle reçoit mais ne limite pas la production de la partie non ombragée du capteur. Un local est nécessaire pour les équipements techniques et le(s) ballon(s). Le dimensionnement de l'installlation doit être réalisé en fonction des besoins réels en eau chaude sanitaire des foyers, besoins qui doivent être constants tout au long de l'année. Si la surface de capteur peut être sous-dimensionnée sans aucun problème, il est dangereux de la surdimensionner à moins de disposer d'une gestion avancée et d'un système d'occultation efficaces en été, le risque étant de réduire la durée de vie des capteurs. De ce fait, il est souhaitable de mettre en oeuvre au préalable ou simultanément des mesures d'économie d'énergie sur le poste de l'eau chaude sanitaire : isolation de la distribution, réducteur de pression, régulateur de débit sur les points de puisage, récupération de chaleur domestique, dont le coût rapporté à l'énergie économisée sont moins élevés que ceux d'un système solaire thermique. L'irradiation solaire globale incidente sur un plan d'orientation et d'inclinaison optimum en Région Centre varie de 15 à 125 kwh/(m².an) du Nord-Est au Sud- Pour un bâtiment de 2 logements, le volume du ballon solaire est de l'ordre de 41 L. L'irradiation solaire globale incidente sur la Région Centre varie de 125 à 145 kwh/(m².an) du Nord-Est au Sud-Ouest comme le montre la carte ci-dessous. Le productible du système solaire thermique est plafonné par la consommation annuelle d'eau chaude sanitaire. Le taux de couverture solaire, donnant la part de la consommation d'eau chaude sanitaire produite par le système solaire sur la consommation d'eau chaude sanitaire totale, est de l'ordre de 5% à 6%, soit une production solaire utile de 28 à 32 MWh/an. Le disque solaire donne un ordre de grandeur de la part de l'énergie solaire captée par les panneaux selon leur orientation et leur inclinaison par rapport à la situation optimale (Rendement de 1%). Vue d'un capteur sous vide Irradiation globale annuelle [kwh/m2] plan d'orientation et inclinaison optimum Disque solaire (Lyon -peu de différences avec la Région Centre) Packshot-SOGREAH Si de nombreuses variantes sont possibles, un schéma de principe type d'un chauffe-eau solaire en logement collectif est généralement le suivant. Source : Hespul, Ecofys Source : PVGIS Sortie d eau chaude sanitaire Le productible utile [kwh/an], à fixer comme objectif de production, peut être estimé par le produit : Consommation d'ecs [kwh/an] x Taux de couverture [55%] Pour un site donné, la surface de capteur [m²] peut être approchée par le ratio : Productible utile [kwh/an] / (Irradiation [kwh/m²] x Rendement du disque solaire [%] x Rendement des capteurs [6%] x Rendement Syst. [75%]) Le graphique suivant donne les rendements des capteurs selon la situation : Ballon solaire d eau chaude sanitaire Echangeur solaire Packshot-SOGREAH Echangeur solaire Chaudière d appoint Capteurs solaires Source : Cours pour installateur, Centre d'information du cuivre, laiton et alliage Entrée d eau froide Eléments réglementaires et normatifs Les principales réglementations concernant les systèmes solaires thermiques sont les suivantes : La loi de finances 211 a modifié le crédit d'impôt dédié au développement durable et aux économies d'énergie dont le taux pour l'achat d'équipements de chauffage ou de fournitures d'eau chaude sanitaire fonctionnant avec une énergie renouvelable est de 45%. Il s'applique sur les dépenses de matériel hors main d'oeuvre. Aspects financiers Le Grenelle de l'environnement a introduit le fond chaleur, piloté par l'ademe, dont l'objectif est de vendre la chaleur renouvelable a un prix inférieur de 5% à celle issue des énergies conventionnelles. Cette aide n'est pas cumulable avec les autres aides comme les CEE (Certificats d'economie d'energie) et le crédit d'impôt. L'installation d'un système solaire thermique dans un bâtiment achevé depuis plus de 2 ans entre dans le cadre du taux réduit de TVA (5,5%), mesure valable jusqu'au 31/12/211. Aspects L'installation d'un système solaire thermique en toiture d'un bâtiment modifiant l'aspect extérieur de ce bâtiment, il est nécessaire de procéder à une déclaration préalable. administratifs De par sa fonction, les règles sanitaires relatives à la légionélose doivent être respectées par un système solaire thermique. Autres La prochaine réglementation thermique - RT212 - impose le recours à une énergie renouvelable pour satisfaire les besoins énergétiques d'un logement neuf, au minimum à hauteur de 5 kwhep/(m2.an). Concernant le solaire thermique, l'obligation porte sur la pose d'une surface minimale de capteur de 2 m² par logement. Enfin, il est recommandé de mettre en œuvre des capteurs disposant des certifications suivantes : Certifications Avis technique favorable du CSTB des capteurs. Certification Solar Keymark. Installateurs QualiSol et QualiBat : faisant partie des certifications de Qualit'ENR, une au moins de ces certifications des installateurs est généralement nécessaire pour l'obtention des aides financières. Pour les installations modifiant la toiture du bâtiment, l'installateur doit être couvert par la garantie décénale pour ce type d'installation, et ce en particulier pour les systèmes intégrés. Installation Une Garantie de Résultat Solaire - GRS - peut être demandée par le maitre d'ouvrage auprès de l'équipe de maîtrise d'œuvre afin de garantir un productible solaire utile minimum.

12 Eléments économiques Les données du tableau suivant sont calculées pour une installation type pour 6 personnes sans ombrage. Unité Remarques Matériel k TTC Le coût de la structure d'intégration peut fortement varier selon le type d'intégration concerné. Installation et Moe k TTC Une mission de maîtrise d'œuvre est recommandée. Etudes k TTC Etude de faisabilité. Entretien/Maintenance k TTC/an 1, 1, 1,5 Intègre une prestation de suivi du productible de l'installation. Consommation des auxiliaires k TTC/an,1,1,1 Les auxiliaires sont les pompes de circulation et la régulation. Coûts Un système solaire thermique est concerné par 2 assurances : Fonctionnement > Responsabilité civile : obligatoire et souvent intégrée à l'assurance habitation sans surcoût. Assurance k TTC/an,1,,3 > Dommages aux biens : assure les panneaux comme bien immobilier. Prime de coût variable selon les assurances généralement mutualisée avec les autres ENR. Coût global k TTC Le coût global est celui engendré par le système sur la durée de 3 ans. Crédit d'impôt k TTC 33 Taux actuel du crédit d'impôt : % du coût du matériel. Peu adapté aux installations collectives. Prêts bonifiés k TTC 7 1 Attention : un cumul du crédit impot et du prêt bonifié est pris en compte ici. Subventions Recettes Fond chaleur k TTC Surface minimale de capteur de 25 m2 utile et productible supérieur à 35 kwhu/m2 de capteur. Economie d'énergie k TTC/an Economies valorisées en euros selon le prix de l'énergie substituée. Recettes globales k TTC Les recettes sont calculées sur la durée de 3 ans de fonctionnement. Coût global de la chaleur utile hors subvention /kwhu,12,1 Coût de revient global du kwhu solaire, pouvant être comparé au coût global de,8 à,14,18 /kwhu de la chaleur générée par les systèmes ECS conventionnels. Coût de la chaleur utile avec subvention /kwhu,9,7,14 Coût de revient global avec déduction des aides. La valeurs "Min" et "Max" des graphiques correspondent respectivement à la juxtaposition des situations les plus défavorables et les plus favorables. Le coût global d'une installation solaire thermique type pour un bâtiment collectif de 2 logements sur toute sa durée de vie, varie de près de 95 à 15 k, dont 5 à 55% représentent la facture en matériel, et 35 à 4% la facture en phase de fonctionnement. Le revenu global d'une installation solaire thermique type pour un bâtiment de 2 logements est limité aux aides à l'investissement, la production de chaleur ne générant pas de recette. Toutefois en élargissant aux dépenses évitées, il varie de près de 85 à 14 k, dont 35% à 55% proviennent des aides à l'investissement, le complément étant lié aux économies d'énergie. Avec subvention, le coût global de la chaleur produite par l'installation est de,7 à,14 /kwhu. En comparaison avec le coût de la chaleur produite par un système conventionnel, de l'ordre de,13 /kwh, dans les conditions d'aides actuelles, un système solaire thermique peut être intéressant économiquement sur du long terme. La différence de coût global étant faible par rapport à un système conventionnel, l'aide sous la forme du prêt bonifié est pertinente, la barrière d'ordre financière que constitue la capacité d'investissement initiale devenant prépondérante, celui-ci devant être largement supérieur à celui d'un système conventionnel. TTC/kWh,2,15,1,5 Coût global de la chaleur produite par un chauffe eau solaire hors maisons individuelles, hors subvention avec subvention prix chaleur système conventionnel Source : Sogreah, 211 Mauvais Eléments environnementaux Selon l'énergie substituée et le choix de l'appoint, les émissions de CO2 évitées sont comprises entre 362 et 82 kgco2/an, soit entre 7 et 15 kgco2 par unité de surface de capteur et par an. Les capteurs solaires thermiques ne mettent pas en œuvre de composés chimiques particulièrement dangereux pour l'environnement, comme cela peut-être le cas pour le photovoltaïque. Toutefois, certains fluides caloporteurs présentent un impact environnemental et sanitaire peu favorable. L'attention doit donc être portée sur cet élément du système d'autant plus que des fuites de ce fluide sont possibles. Synthèse L'ensoleillement de la Région Centre est suffisant pour valider la pertinence économique d'un système solaire thermique de taille moyenne. L'ensoleillement n'est donc pas le critère à retenir, contrairement aux systèmes photovoltaïques. Cette remarque nécessite toutefois une réserve concernant la disponibilité d'une toiture correctement orientée et l'absence de masques solaires lointains et proches qui eux sont susceptibles de remettre en cause la pertinence d'un tel système. Le profil annuel des besoins est le principal critère limitant la pertinence de ce système : Résidence principale Residentiel Résidence secondaire Piscine, hôtel, gymnase Tertiaire Bureau Un système solaire thermique peut entrer en conflit d'usage avec les systèmes photovoltaïques sur la surface disponible en toiture. La priorité sera donnée au solaire thermique. Contraintes paysagères, environnementales et architecturales : Contraintes Enjeu Légende Environnementales Espaces naturels protégés Faible Concurrence d'usage des sols Moyen Architecturales Secteurs urbains sauvegardés Fort Techniques Montage du projet Distribution adaptée de l'eau chaude sanitaire Tenue de la charpente en rénovation Juridique Economique Chiffres clefs pour une installation type en toiture d'un bâtiment résidentiel collectif de 2 logements. Occupation de l'espace La surface occupée en toiture est de l'ordre de 55 m². Impact énergétique La production annuelle de ce système est de 31 kwh/an, ce qui permet de couvrir près de 5% des besoins en eau chaude sanitaire. Impact environnemental Selon l'énergie substituée et le choix de l'appoint, l'évitement annuel en émissions de CO2 est compris entre 362 et 82 kgco2/an. Le coût d'investissement de ce système est de 7 k TTC dont % peuvent être financés par des aides. Economies annuelles Ce système génère une baisse annuelle des charges de l'ordre de 1 k /an. Bon intérêt économique Source : Sogreah, Source : Sogreah, 211 Décomposition du coût global d'un chauffe-eau solaire hors maisons individuelles Assurance Consommation des auxiliaires Entretien/Maintenance Etudes Installation et Moe Matériel Décomposition du revenu global d'un chauffe-eau solaire hors maisons individuelles Economie d'énergie Fond chaleur Prêts bonifiés Crédit d'impôt (initial+e

13 Fiche Technico-économique et environnementale Centrale solaire thermique raccordée à un réseau de chaleur Date : Juillet 211 Eléments techniques Une centrale solaire thermique transforme le rayonnement solaire en énergie thermique, énergie distribuée par un réseau de chaleur. Capteurs Descriptif technologique Conditions techniques de mise en œuvre Eléments de dimensionnement Masques Elément dimensionnant Surface occupée Stockage Caractéristique de la ressource Caractéristique du productible Composition Orientation / Inclinaison Pour cette application, les capteurs utilisés sont généralement des capteurs plans, des tubes sous vide, ou des capteurs à concentration. Les capteurs plans sont composés, à partir de l'extérieur, d'un vitrage sélectif, d'une circulation du fluide caloporteur, d'un absorbeur, et d'un isolant. Les tubes sous vide, raccordés sur des collecteurs, sont composés d'un tube en verre sélectif encapsulant une plaque métallique constituant l'absorbeur dans laquelle circule un fluide caloporteur. Les capteurs à concentration mettent en oeuvre un miroir parabolique réfléchissant le rayonnement incident sur un tube dans lequel circule un fluide caloporteur. Ces trois technologies sont à rendement et température de fonctionnement croissants. Système d'intégration Les capteurs sont disposés en rangés sur des chassis. Système hydraulique Les principaux constituants du système hydraulique sont les tuyauteries isolées, des pompes, un ou plusieurs ballons de stockage, un échangeur solaire pouvant être intégré au ballon, un système de régulation et des équipements de sécurité. Le schéma de principe type est donné ci-dessous. Le fluide caloporteur utilisé est généralement de l'eau glycolée. Il est possible d'utiliser de l'eau pure sous réserve de disposer d'un mécanisme fiable contre la surchauffe et le gel. Distribution de la chaleur La production de chaleur d'origine solaire peut être : > couplée à une autre centrale, les deux installations étant situées à proximité ; > raccordée sur le tronçon primaire du réseau de chaleur, les installations pouvant alors être localisées indépendament les unes des autres. Il est aussi possible d'intégrer une installation à absorption ou adsorption pour alimenter un réseau de froid. Enfin, une réflexion peut être menée sur la température du réseau de chaleur qui pourrait avantageusement être abaissée à près de 6 C à 8 C : le réseau de chaleur peut alors être alimenté en de multiples points y compris par de petites installations domestiques réduisant les pertes liées aux mutliples stockages de la chaleur (ballon ECS) et au transport. Pour cela une campagne de réduction des besoins en chaleur des bâtiments est nécessaire pour éviter d'avoir à surdimensionner le réseau. Les pertes dues à l'orientation et à l'inclinaison des capteurs sont représentées par le disque solaire donné ci-dessous. La plage pertinente de fonctionnement - pertes inférieures à 1% - se situe pour une orientation Sud à +/- 75 et une inclinaison de 15 à 6. Selon l'usage de la chaleur, en particulier si le besoin en hiver est important (chauffage), il pourra être pertinent d'augmenter l'inclinaison des capteurs. Si l'ombrage doit être évité, les capteurs thermiques plans sont moins sensibles à l'ombrage que les modules photovoltaïques : la partie ombragée ne contribue à la production de chaleur qu'à hauteur du rayonnement diffus qu'elle reçoit mais ne limite pas la production de la partie non ombragée du capteur. Un local est nécessaire pour les équipements techniques et le(s) ballon(s), et la station de transfert de la chaleur sur le réseau primaire. Le réseau de chaleur doit être conçu afin d'alimenter un ensemble de bâtiments dont les besoins en chaleur sont complémentaires : certains équipements tertiaires ou industriels peuvent assurer une base de besoins annuels sur lesquels sont ajoutés les besoins en chauffage des différents bâtiments en hiver. Afin d'optimiser la performance et les coûts des installations, il est souhaitable d'organiser la distribution de chaleur afin d'atteindre une température de retour la plus faible possible. Cela peut être facilité par la réalisation d'un certain nombre de mesures d'économie d'énergie sur le poste du chauffage, en particulier remplaçant les émetteurs de chaleur par des émetteurs basse température comme le chauffage par le sol. L'irradiation solaire globale incidente sur un plan d'orientation et d'inclinaison optimum en Région Centre varie de 48 à 56 kwh/(m².an) du Nord-Est au Sud-Ouest Des stockages journaliers (jour/nuit) et/ou saisonniers (Réservoires, aquifères) peuvent être envisagés. L'irradiation solaire globale incidente sur la Région Centre varie de 125 à 145 kwh/(m².an) du Nord-Est au Sud-Ouest comme le montre la carte ci-dessous. Le productible du système solaire thermique est plafonné par la consommation de chaleur. Si le réseau de chaleur alimente un ensemble de bâtiment dont les besoins sont complémentaires au cours de l'année, il est possible d'accroitre significativement le taux de couverture solaire. Pour cette fiche, des taux de l'ordre de 1% à 2% ont été retenus, soit une production solaire utile de 17 à 2 MWh/an. Le disque solaire donne un ordre de grandeur de la part de l'énergie solaire captée par les panneaux selon leur orientation et leur inclinaison par rapport à la situation optimale (Rendement de 1%). Vue d'une centrale solaire à capteur plan Irradiation globale annuelle [kwh/m2] plan d'orientation et inclinaison optimum Disque solaire (Lyon -peu de différences avec la Région Centre) Sogreah Si de nombreuses variantes sont possibles, un schéma de principe type d'une centrale solaire thermique raccordée à un réseau de chaleur est généralement le suivant. Sous stations distribution Source : Hespul, Ecofys Source : PVGIS Le productible utile [kwh/an], à fixer comme objectif de production, peut être estimé par le produit : SOGREAH Consommation [kwh/an] x Taux de couverture du solaire thermique [%] Réseau de chaleur Pour un site donné, la surface de capteur [m²] peut être approchée par le ratio : Productible utile [kwh/an] / (Irradiation [kwh/m²] x Rendement du disque solaire [%] x Rendement des capteurs [6%] x Rendement Syst. [7%]) Le graphique suivant donne les rendements des capteurs selon la situation : Echangeur solaire et ballon tampon fotolia Capteurs solaires Autres sources de production Source : Cours pour installateur, Centre d'information du cuivre, laiton et alliage Sogreah Eléments réglementaires et normatifs Les principales réglementations concernant les systèmes solaires thermiques sont les suivantes : Ces projets sont éligibles aux Certificats d'economies d'énergie (CEE) : fiches RES-CH-1 (production de chaleur renouvelable en réseau), BAR-TH-37 (résidentiel) et BAT-TH-27 (tertiaire). D'autres opérations portant sur le réseau de chaleur (ex: réhabilitation des postes de livraison ou isolation dans un caniveau de réseau de chaleur sont également éligibles). Aspects financiers Le Grenelle de l'environnement a introduit le fond chaleur, piloté par l'ademe, dont l'objectif est de vendre la chaleur renouvelable a un prix inférieur de 5% à celle issue des énergies conventionnelles. Cette aide n'est pas cumulable avec les autres aides comme les CEE et le crédit d'impôt, mais est la plus pertinente a priori. Aspects administratifs Autres La loi du 15 juillet 198 relative aux économies d énergie et à l utilisation de la chaleur, modifiée par la loi Grenelle 2, définit un dispositif de classement des réseaux de chaleur et de froid existants ou à créer respectant trois conditions dont l'une d'elles est que le réseau soit alimenté à au moins 5% par des énergies renouvelables ou de récupération. Le classement du réseau de chaleur permet de rendre obligatoire le raccordement au réseau de chaleur des bâtiments construits ou fortement rénovés dans la zone desservie par le réseau de chaleur. La prochaine réglementation thermique - RT212 - impose le recours à une énergie renouvelable pour satisfaire les besoins énergétiques d'un logement neuf, au minimum à hauteur de 5 kwhep/(m2.an). Le raccordement à un réseau de chaleur alimenté au moins à hauteur de 5% par du solaire permet de respecter ce point de la réglementation. Enfin, il est recommandé de mettre en œuvre des capteurs disposant des certifications suivantes : Certifications Avis technique favorable du CSTB des capteurs. Certification Solar Keymark. Installateurs QualiSol : faisant partie des certifications de Qualit'ENR, cette certification des installateurs est généralement nécessaire pour l'obtention des aides financières. Pour les installations modifiant la toiture du bâtiment, l'installateur doit être couvert par la garantie décénale pour ce type d'installation, et ce en particulier pour les systèmes intégrés. Installation Une Garantie de Résultat Solaire - GRS - peut être demandée par le maitre d'ouvrage auprès de l'équipe de maîtrise d'œuvre afin de garantir un productible solaire utile minimum.

14 Eléments économiques Les données du tableau suivant sont calculées pour une centrale solaire type alimentant 1 logements. Unité Remarques Matériel k TTC Installation et Moe k TTC Etudes k TTC Etude de faisabilité. Fonctionnement/Entretien k TTC/an 56, 39,5 7,6 Consommation des auxiliaires k TTC/an Inclus dans les frais de fonctionnement/entretien Coûts Un système solaire thermique est concerné par 2 assurances : Fonctionnement > Responsabilité civile : obligatoire et souvent intégrée à l'assurance habitation sans surcoût. Assurance k TTC/an > Dommages aux biens : assure les panneaux comme bien immobilier. Prime de coût variable selon les assurances généralement mutualisée avec les autres ENR. Coût global k TTC Le coût global est celui engendré par le système sur la durée de 3 ans. Crédit d'impôt k TTC Il n'y a pas de crédit d'impôt applicable pour ce type de projet. Prêts bonifiés k TTC Les prêts bonifiés ne concernent pas ce type de projet. Recettes Subventions Fond chaleur k TTC Surface minimale de capteur de 25 m² utile et productible supérieur à 35 kwhu/m² de capteur. CEE k TTC Les CEE ne sont éligibles que pour la part des bâtiments existants raccordés au réseau. Vente de chaleur k TTC/an Le prix de la chaleur retenu ici est le prix moyen observé sur les réseaux de chaleur en 29. Recettes globales k TTC Les recettes sont calculées sur la durée de 3 ans de fonctionnement. Coût global de la chaleur utile hors subvention /kwhu,9,7 Coût de revient global du kwhu solaire, pouvant être comparé au coût global de,7 à,8,12 /kwhu de la chaleur générée par les systèmes ECS conventionnels. Coût de la chaleur utile avec subvention /kwhu,6,4,7 Coût de revient global avec déduction des aides. La valeurs "Min" et "Max" des graphiques correspondent respectivement à la juxtaposition des situations les plus défavorables et les plus favorables. Le coût global d'une centrale solaire thermique alimentant un réseau de chaleur équivalent à 1 logements sur toute sa durée de vie, varie de près de 41 à 5965 k, dont 55 à 6% représentent la facture en matériel, et 35 à 4% la facture en phase de fonctionnement. 5 En valorisant le kwh de chaleur à la valeur moyenne de celui observé sur les réseaux de chaleur en france en 29, 4 le revenu global d'une centrale solaire thermique alimentant un réseau de chaleur équivalent à 1 logements varie de près de 537 à 8785 k, dont 25% à 3% proviennent des aides à l'investissement. 3 Avec subvention, le coût global de la chaleur produite par l'installation est de,4 à,7 /kwhu. En comparaison avec le coût de la chaleur produite par un système conventionnel, de l'ordre de,13 /kwh, dans les conditions d'aides actuelles, une centrale solaire thermique est économiquement intéressante. La barrière économique restante concerne l'existance d'une densité de besoin de chaleur suffisante à proximité pour assurer la faisabilité économique du réseau de chaleur. TTC/kWh Coût global de la chaleur produite par une centrale solaire thermique alimentant un réseau de chaleur,14,12,1,8,6,4,2, hors subvention avec subvention prix moyen de vente de la chaleur Source : Sogreah, 211 Mauvais Eléments environnementaux Selon l'énergie substituée et le choix de l'appoint, les émissions de CO2 évitées sont comprises entre 3 et 9 tco2/an, soit entre 8 et 24 kgco2 par unité de surface de capteur et par an. En associant la centrale solaire thermique à une centrale biomasse, l'impact environnemental du réseau de chaleur peut être encore significativement amélioré. Les capteurs solaires thermiques ne mettent pas en œuvre de composés chimiques particulièrement dangereux pour l'environnement. Toutefois, certains fluides caloporteurs présentent un impact environnemental et sanitaire peu favorable. L'attention doit donc être portée sur cet élément du système d'autant plus que des fuites de ce fluide sont possibles. Outre les impacts liés aux travaux et à la réalisation de fondations en béton, nécessaires pour l'ancrage des capteurs, une centrale solaire au sol peut avoir d'autres impacts sur les terrains : > il faut veiller à maintenir un espace entre les modules d'une même rangée afin de limiter les impacts sur l'écoulement et les infiltrations d'eau, > le sol est partiellement ombragé et moins exposé au soleil. Synthèse L'ensoleillement de la Région Centre est suffisant pour valider la pertinence économique d'un système solaire thermique de grande taille. L'ensoleillement n'est donc pas le critère à retenir, contrairement aux systèmes photovoltaïques. Le principal critère limitant la pertinence de ce système est la présence d'une densité de besoins thermiques suffisants tout au long de l'année, à proximité d'un terrain disponible et bien exposé pour une centrale solaire thermique. Un système solaire thermique peut entrer en conflit d'usage avec les systèmes photovoltaïques sur la surface disponible au sol. La priorité sera donnée au solaire thermique. Contraintes paysagères, environnementales et architecturales : Contraintes Enjeu Légende Environnementales Espaces naturels protégés Faible Concurrence d'usage des sols Moyen Architecturales Secteurs urbains sauvegardés Fort Techniques Montage du projet Distribution adaptée de l'eau chaude sanitaire Tenue de la charpente en rénovation Juridique Economique Bon intérêt économique Chiffres clefs pour une centrale solaire thermique alimentant 1 équivalents logements. Occupation de l'espace La surface occupée au sol est de l'ordre de,7 ha. Impact énergétique La production annuelle de ce système est de 19 MWh/an, ce qui permet de couvrir près de 2% des besoins en eau chaude sanitaire. Impact environnemental Selon l'énergie substituée et le choix de l'appoint, l'évitement annuel en émissions de CO2 est compris entre 3 et 9 tco2/an. Le coût d'investissement de ce système est de 3 M TTC dont 6% peuvent être financés par des aides. Economies annuelles Ce système fournit un revenu annuel de l'ordre de 14 k /an. Le temps de retour sur investissement simple, aides comprises, est d'environ 2 ans Source : Sogreah, Source : Sogreah, 211 Décomposition du coût global d'une centrale solaire thermique alimentant un réseau de chaleur Assurance Consommation des auxiliaires Fonctionnement/Entretien Etudes Installation et Moe Matériel Décomposition du revenu global d'un e centrale solaire thermique alimentant un réseau de chaleur Vente de chaleur CEE Fond chaleur (initial+e