Les propriétaires qui installent des systèmes d'énergie photovoltaïque bénéficient de nombreux avantages: factures d'électricité réduites, empreintes carbone réduites et valeurs domiciliaires potentiellement plus élevées. Mais ces avantages s'accompagnent de coûts d'installation et de maintenance importants, et l'ampleur des gains peut varier considérablement d'une maison à l'autre. Cet article aidera les propriétaires à effectuer les calculs financiers nécessaires pour déterminer la viabilité de l'énergie solaire dans leurs maisons.
Énergie solaire photovoltaïque
La technologie solaire photovoltaïque (PV) existe depuis les années 1950, mais, grâce à la baisse des prix des modules solaires, elle n'est considérée comme une technologie financièrement viable pour une utilisation généralisée que depuis le début du millénaire.
La taille du panneau solaire est indiquée en termes de potentiel de sortie électrique théorique en watts. Cependant, la sortie typique réalisée pour les systèmes PV installés - connue sous le nom de «facteur de capacité» - se situe entre 10% et 20% de la sortie théorique. Un système domestique de 3 kilowattheures (kWh) fonctionnant avec un facteur de capacité de 15% produirait 3 kW * 15% * 24 heures / jour * 365 jours / an = 3 942 kWh / an, soit environ un tiers de la consommation électrique typique des États-Unis. Ménage. Mais ce calcul peut être trompeur car il y a peu de raisons de parler de résultats "typiques"; en fait, l'énergie solaire peut avoir du sens pour un ménage, mais pas pour la maison voisine. Cet écart peut être attribué aux considérations financières et pratiques prises en compte pour déterminer la viabilité.
Frais
L'énergie solaire est à forte intensité de capital, et le coût principal de possession d'un système est payé dès l'achat de l'équipement. Le module solaire représentera presque certainement la composante la plus importante de la dépense globale. Les autres équipements nécessaires à l'installation comprennent un onduleur (pour transformer le courant continu produit par le panneau en courant alternatif utilisé par les appareils électroménagers), un équipement de mesure (s'il est nécessaire de voir la quantité d'électricité produite) et divers composants du boîtier ainsi que câbles et équipement de câblage. Certains propriétaires envisagent également le stockage sur batterie. Historiquement, les batteries ont été d'un coût prohibitif et inutiles si le service public paie l'excédent d'électricité injecté dans le réseau (voir ci-dessous). Le coût de main-d'œuvre d'installation doit également être pris en compte.
En plus des coûts d'installation, il y a d'autres coûts associés à l'exploitation et à l'entretien d'un panneau solaire PV. Outre le nettoyage régulier des panneaux, les onduleurs et les batteries (le cas échéant) doivent généralement être remplacés après plusieurs années d'utilisation.
Bien que les coûts ci-dessus soient relativement simples - souvent une entreprise d'installation solaire peut proposer un prix pour ceux-ci pour un propriétaire - la détermination des subventions disponibles auprès du gouvernement et / ou de votre service public local peut s'avérer plus difficile. Les incitations gouvernementales changent souvent, mais historiquement, le gouvernement américain a accordé un crédit d'impôt pouvant atteindre 30% du coût du système. Plus de détails sur les programmes d'incitation aux États-Unis, y compris les programmes dans chaque État, peuvent être trouvés sur le site Web de la base de données des incitations d'État pour les énergies renouvelables et l'efficacité (DSIRE). Dans d'autres pays, ces informations sont souvent disponibles sur les sites Web du gouvernement ou du plaidoyer solaire. Les propriétaires devraient également vérifier auprès de leur société de services publics locale pour voir si elle offre des incitations financières pour l'installation solaire, et pour déterminer quelle est sa politique d'interconnexion du réseau et de vente de l'électricité excédentaire dans le réseau.
Avantages
Un avantage significatif pour l'installation photovoltaïque est une facture d'énergie plus faible, mais l'ampleur de cet avantage dépend de la quantité d'énergie solaire qui peut être produite compte tenu des conditions disponibles et de la manière dont les services publics facturent l'électricité.
La première considération est les niveaux d'irradiation solaire disponibles dans l'emplacement géographique de la maison. En ce qui concerne l'utilisation de panneaux solaires, être plus proche de l'équateur est généralement préférable, mais d'autres facteurs doivent être pris en compte. Le National Renewable Energy Laboratory (NREL) produit des cartes pour les États-Unis montrant les niveaux d'irradiation solaire; les outils sur son site Web fournissent des informations détaillées sur l'énergie solaire pour des emplacements spécifiques aux États-Unis. Des cartes et des données similaires sont également disponibles dans d'autres pays, souvent auprès d'agences gouvernementales de l'environnement ou d'organisations d'énergie renouvelable. L'orientation du foyer est tout aussi importante; pour les tableaux sur les toits, un toit orienté au sud sans arbres ou autres objets obstruant la lumière du soleil maximise l'énergie solaire disponible. Si ce n'est pas disponible, les panneaux peuvent être montés sur des supports externes et installés loin de la maison, entraînant des coûts supplémentaires pour le matériel et les câbles supplémentaires.
La deuxième considération est le calendrier de production d'énergie solaire et la façon dont les services publics facturent l'électricité. La production d'énergie solaire se produit principalement pendant l'après-midi et est plus élevée en été, correspondant ainsi relativement bien à la demande globale d'électricité dans les climats chauds car c'est à ces moments que les climatiseurs consomment le plus d'énergie. Par conséquent, l'énergie solaire est précieuse car les méthodes alternatives de production d'énergie (souvent les centrales électriques au gaz naturel) utilisées pour répondre à la demande énergétique de pointe ont tendance à être coûteuses. Mais les services publics facturent souvent aux consommateurs résidentiels un tarif forfaitaire pour l'électricité, quel que soit le moment de la consommation. Cela signifie qu'au lieu de compenser le coût élevé de la production d'électricité de pointe, les systèmes d'énergie solaire des propriétaires compensent simplement le prix de l'électricité qui leur est facturé, ce qui est beaucoup plus proche du coût moyen de la production d'électricité.
Cependant, de nombreuses sociétés de services publics aux États-Unis ont mis en place des systèmes de tarification qui permettent aux propriétaires d'être facturés à des tarifs différents tout au long de la journée afin de refléter le coût réel de la production d'électricité à différents moments; cela signifie des tarifs plus élevés l'après-midi et des tarifs plus bas la nuit. Un panneau solaire PV peut être très bénéfique dans les régions où ce type de taux variant dans le temps est utilisé, car l'énergie solaire produite compenserait l'électricité la plus coûteuse. La façon exacte dont cela est avantageux pour un propriétaire donné dépend du moment exact et de l'ampleur des changements de taux dans le cadre d'un tel plan. De même, les services publics de certains endroits ont des systèmes de tarification qui varient selon les périodes de l'année en raison des fluctuations saisonnières régulières de la demande. Ceux qui ont des taux plus élevés pendant l'été rendent l'énergie solaire plus précieuse.
Certains services publics ont des plans tarifaires échelonnés dans lesquels le prix marginal de l'électricité change à mesure que la consommation augmente. Dans ce type de plan, les avantages d'un système solaire peuvent dépendre de la consommation électrique de la maison; dans certaines zones soumises à des tarifs qui augmentent considérablement à mesure que la consommation augmente, les grandes maisons (avec de grands besoins énergétiques) peuvent bénéficier le plus des panneaux solaires qui compensent la consommation marginale coûteuse.
Le troisième avantage d'un système solaire est que les propriétaires peuvent vendre de l'électricité d'origine solaire aux services publics. Aux États-Unis, cela se fait par le biais de plans de "facturation nette", dans lesquels les consommateurs résidentiels utilisent l'énergie qu'ils injectent dans le réseau (lorsque le taux de production d'électricité à partir du générateur solaire est supérieur au taux de consommation électrique des ménages) pour compenser la puissance consommée à d'autres moments; la facture d'électricité mensuelle reflète la consommation nette d'énergie. Les réglementations et politiques spécifiques de facturation nette varient d'une région à l'autre. Les propriétaires peuvent consulter la base de données DSIRE et doivent également contacter leurs services publics locaux pour trouver des informations plus spécifiques.
L'avantage final est l'effet potentiel sur la valeur d'une maison en raison de l'ajout d'un panneau solaire. En général, il est raisonnable de supposer que les panneaux solaires augmenteraient la valeur de la plupart des maisons. Premièrement, il y a un avantage financier indéniable à avoir des factures d'électricité plus faibles grâce à un générateur solaire. Deuxièmement, la tendance à la vie «verte» signifie qu'il y a une demande croissante de maisons qui ont une empreinte carbone plus petite et qui sont alimentées par des sources renouvelables. Enfin, l'achat d'une maison avec l'énergie solaire déjà installée signifie que l'investissement est financé (pour l'acheteur) par le biais de l'hypothèque. Cette facilité de financement rend potentiellement l'énergie solaire plus abordable pour un acheteur d'une maison que l'achat d'une maison sans énergie solaire et l'ajout ultérieur d'un générateur solaire.
Calcul de la viabilité financière et du coût "nivelé" de l'électricité
Une fois les coûts et avantages ci-dessus déterminés, un système solaire peut théoriquement être évalué en utilisant la méthode des flux de trésorerie actualisés (DCF). Les sorties au début du projet se composeraient des coûts d'installation (nets des subventions), et les entrées arriveraient plus tard sous la forme de coûts d'électricité compensés (directement et par le biais de la facturation nette).
Plutôt que d'utiliser le DCF, la viabilité de l'énergie solaire est généralement évaluée en calculant le coût nivelé de l'électricité (LCOE), puis en le comparant au coût de l'électricité facturé par le service public local. Le LCOE pour l'énergie solaire domestique sera généralement calculé en coût / kilowattheure ($ / kWh ou ¢ / kWh) - le même format couramment utilisé sur les factures d'électricité. Pour approximer le LCOE, on peut utiliser l'équation suivante:
LCOE ($ / kWh) = Valeur actuelle nette (VAN) du coût de possession à vie ($) / Production d'énergie à vie (kWh)
La durée de vie utile d'un module solaire PV est généralement supposée être de 25 à 40 ans. Le coût de possession comprend les frais d'entretien, qui doivent être actualisés pour trouver la VAN. Le LCOE peut alors être comparé au coût de l'électricité d'un service public; rappelez-vous, le prix pertinent est celui qui se produit pendant les périodes de production solaire photovoltaïque de pointe ou presque. (Consultez le calculateur de valeur actuelle nette d'Investopedia pour essayer ces calculs par vous-même.)
The Bottom Line
Déterminer s'il faut installer un système solaire photovoltaïque peut sembler une tâche intimidante, mais il est important de se rappeler qu'un tel système est un investissement à long terme. Dans de nombreux endroits, l'énergie solaire est un bon choix d'un point de vue financier. Même si le coût de l'énergie solaire s'avère légèrement supérieur à celui de l'électricité achetée auprès d'un service public, les propriétaires peuvent souhaiter installer l'énergie solaire pour éviter de futures fluctuations potentielles des coûts énergétiques, ou peuvent simplement souhaiter aller au-delà de leurs motivations financières personnelles et de leur utilisation. solaire pour vivre "vert".
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