Photovoltaïque raccordé au réseau

Le photovoltaïque raccordé au réseau est un des système de production d'électricité photovoltaïque ; centralisé (centrale solaire photovoltaïque) ou décentralisé.

Ce type de système est constitué d'un ensemble de modules solaires photovoltaïques reliés entre eux (en série ou en parallèle) et branché sur un ou plusieurs onduleur(s) eux-mêmes connecté(s) au réseau de distribution ou de transport d'électricité.

En nombre unitaire, les systèmes décentralisés de petite puissance (inférieur à 100 kWc) sont le plus courant, avec approximativement 80 % des systèmes raccordés au réseau mondial, la majorité étant posé sur des habitations individuelles.

Les modules photovoltaïques sont habituellement apposés sur un pan de toiture exposé au sud, des toitures industrielles ou agricoles, un mur antibruit... Ils peuvent également être « intégrés » à la structure d'un bâtiment neuf (toiture intégrée, y compris depuis 1999 de manière intégrée sur une toiture industrielle ou agricole en plaques ondulées de fibrociment

Options de branchement

1. Autoconsommation totale : La production électrique est consommée sur place par les appareils en cours de fonctionnement (autoconsommation). Si la production instantanée excède la consommation instantanée, l'excédent est injecté au réseau sans être comptabilisé.
2. Comptage Réversible : La production électrique est consommée sur place par les appareils en cours de fonctionnement (autoconsommation). Si la production instantanée excède la consommation instantanée, l'excédent est injecté au réseau et fait reculer (tourner a l'envers, pour le compteurs électromécaniques) le compteur électrique. Cette solution n'est plus utilisée car elle est incompatible avec les nouveaux compteurs électroniques.
3. Injection du surplus : La production électrique consommée sur place par les appareils en cours de fonctionnement (l'autoconsommation) n’est pas comptabilisée par le compteur de production, mais vient réduire le décompte de la consommation. Seul le surplus de la production par rapport aux consommations instantanées est vendu.
4. Injection de la totalité : L’intégralité de la production est injectée au réseau et vendu. Un point de branchement spécifique à la production est alors créé par le gestionnaire du réseau. Toute la consommation est par ailleurs comptabilisée par le compteur de consommation existant, comme dans tous bâtiments raccordés au réseau.

Procédures administratives

Elles sont obligatoires et doivent formaliser le raccordement au réseau d’une installation de production photovoltaïque. La lourdeur et le changement incessant de ces démarches sont un frein majeur au développement des marchés nationaux de certain pays (Italie, France).

Le propriétaire du système, premier bénéficiaire de l’électricité produite

L'électricité emprunte toujours préférentiellement le chemin de moindre résistance électrique. Le propriétaire du système, si des appareils électriques sont en fonctionnement chez lui, ou ses voisins les plus proches, reçoivent a priori une part importante (mais pas exclusive) de l'énergie produite, sans influence significative de la présence ou non d'un compteur électrique sur le chemin. Seule la résistance (modeste) du compteur intervient (s'il existe). En revanche le choix de l'option d'injection sur le réseau n'intervient pas.

Normes d’installation et de branchement divers

Des normes plus ou moins contraignantes selon les pays existent. La plupart des onduleurs vendus en Europe sont conçus pour respecter les normes et obligations de branchement allemands, du fait du développement du photovoltaïque raccordé en Allemagne. Ces normes et exigences ont souvent été reprises par les gestionnaires de réseaux distributeurs d’autres pays d’Europe. Pour les installations photovoltaïques raccordées au réseau, les onduleurs doivent être conformes à la norme DIN VDE 0126 1.1 (Allemagne, France…) ou bénéficier d’une certification par un laboratoire agrée (Royaume Uni, G77). Quant aux modules photovoltaïques, les normes à respecter en France sont les suivantes : CEI 61215 (type cristallin) et CEI 61646 (type couche mince).

L’entretien d’un système raccordé au réseau

Le système photovoltaïque raccordé au réseau est le système d’énergie renouvelable dont l’exploitation technique est la plus simple car aucune maintenance préventive n’est nécessaire. L’injection de l’électricité produite sur le réseau ainsi que l’alimentation des consommations du site se font automatiquement. Sauf exception (site industriel enfumé ou empoussiéré), le nettoyage des capteurs est réalisé naturellement par le vent et la pluie. Une simple surveillance permet de détecter d'éventuelles pannes du système. Il est néanmoins nécessaire de changer l'onduleur tous les 10 ans.

Coût des systèmes

Le prix global d’un système photovoltaïque dépend  :

• d'une éventuelle étude préalable (montage juridique atypique, systèmes de moyenne ou grande taille)
• du matériel et de son installation,
• du raccordement au réseau
• des intérêts d’emprunt le cas échéant

Le prix du matériel, dépend principalement de la taille du système et de son mode d’intégration au bâtiment.

Prix matériel et pose inclut :

Rémunération de la production injectée au réseau

Différentes modalités de rémunération existent selon les choix politiques des différents pays.

• Quotas : « certificats verts » et « garanties d’origine »

Les kilowatt-heures produits sont rémunérés par la vente de « certificat vert » ou des « garanties d’origine » aux organisations qui en ont besoin.

• Tarif d’achat (Feed in Tariff, ou FIT) : les kilowatt-heures sont rémunérés par un tarif d’achat dont le niveau est fixé par l’État ou l’acheteur, selon la législation du pays ou de l’État.

Rentabilité des systèmes

Ces systèmes ne sont pas en soi « rentables » au niveau de la collectivité dans son ensemble si l'on ne tient compte que des coûts financiers, l'électricité produite étant plus chère que celle produite par les autres systèmes de production électrique (y compris renouvelables : éolien, solaire thermodynamique, etc.), en raison des coûts élevés d'investissements dus au prix encore élevé des modules photovoltaïques mais la politique de soutien actuelle permet de faire baisser les coût afin que cette énergie (propre, ne l'oublions pas) devienne rentable (ce qui sera facilité par l'augmentation inéluctable du coût des énergies fossiles).

Cependant actuellement, grâce aux subventions directes ou indirectes, une installation peut être très rentable pour son propriétaire. Une installation posée en 2008 et 2009 dans le sud de la France, génère des retours sur investissement de plus de 12 % ; par exemple, une installation dans le sud de la France ayant coûté 7 € par Watt-crête à la pose produit dans l'année 1,4 kWh, payé 0,60176 €/kWh (0,58 €/kWh en 2010), presque le double du tarif d’achat allemand, sans risques (l'ensoleillement varie peu, le matériel est très fiable, et le tarif d'achat est garanti).

Les marchés nationaux les plus importants en 2009

• Allemagne
• Japon
• États-Unis
• Espagne (prépondérance de systèmes centralisés)
• Italie

La France a un taux de croissance trimensuelle ayant plusieurs fois dépassé 150 %, mais en partant de très bas.