Les propriétaires qui installent des systèmes photovoltaïques bénéficient de nombreux avantages: des factures d'électricité plus faibles, des empreintes carbone plus faibles et des valeurs 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 faire les calculs financiers nécessaires pour déterminer la viabilité de l'énergie solaire dans leurs maisons. (Pour une lecture similaire, voir Bâtiment vert pour votre maison et votre portefeuille .)

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'a été considérée comme une technologie financièrement viable le tournant du millénaire.

La taille du panneau solaire est exprimée en fonction du potentiel de puissance électrique théorique en watts. Cependant, la production typique réalisée pour les systèmes photovoltaïques installés - connue sous le nom de «facteur de capacité» - est comprise entre 10% et 20% de la production théorique. Un système domestique de 3 kilowattheures (kWh) fonctionnant à 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 un ménage américain. Mais ce calcul peut être trompeur, car il y a peu de raison de parler de résultats «typiques»; en fait, l'énergie solaire peut avoir du sens pour un ménage, mais pas pour la maison d'à côté. Cet écart peut être attribué aux considérations financières et pratiques prises en compte pour déterminer la viabilité.

Coûts

L'énergie solaire est une industrie à forte intensité de capital, et le coût principal de possession d'un système est initial lors de l'achat de l'équipement. Le module solaire représentera presque certainement la plus grande composante 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 ménagers), un équipement de mesure (s'il est nécessaire de connaître la puissance produite) et divers composants du boîtier. câbles et matériel de câblage. Certains propriétaires considèrent également le stockage de la batterie. Historiquement, les batteries ont été prohibitivement coûteuses et inutiles si l'utilité paie pour l'excès d'électricité qui alimente 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 des coûts supplémentaires associés à l'exploitation et à la maintenance d'un générateur solaire photovoltaïque. Mis à part le nettoyage régulier des panneaux, les onduleurs et les batteries (si installés) 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 à 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 des États-Unis a accordé un crédit d'impôt allant jusqu'à 30% du coût du système. Plus de détails sur les programmes d'encouragement aux États-Unis, y compris les programmes dans chaque État, peuvent être consultés sur le site Web de la base de données sur les incitatifs 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 de plaidoyer solaire. Les propriétaires devraient également vérifier auprès de leur compagnie de services publics locale si elle offre des incitatifs financiers pour l'installation solaire, et pour déterminer quelle est sa politique pour l'interconnexion du réseau et pour vendre l'électricité excédentaire dans le réseau. (En savoir plus dans Crédits d'impôt à ne pas manquer .)

Avantages

Un avantage important pour l'installation photovoltaïque est une facture énergétique plus faible, mais l'ampleur de cet avantage dépend de la quantité de l'énergie qui peut être produite compte tenu des conditions disponibles et de la façon dont les services publics facturent l'électricité.

La première considération concerne les niveaux d'irradiation solaire disponibles dans l'emplacement géographique de la maison. Quand il s'agit d'utiliser des panneaux solaires, se rapprocher de l'équateur est généralement meilleur, mais d'autres facteurs doivent être pris en compte. Le Laboratoire national des énergies renouvelables (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 le solaire pour des endroits spécifiques aux États-Unis. Des cartes et des données similaires sont également disponibles dans d'autres pays, souvent auprès d'agences environnementales gouvernementales ou d'organisations d'énergie renouvelable. Tout aussi important est l'orientation de la maison; pour les réseaux de toit, un toit exposé 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 à l'extérieur de la maison, ce qui entraîne des coûts supplémentaires pour le matériel et les câbles supplémentaires.

La deuxième considération concerne le moment de la 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 pendant l'été, correspondant ainsi relativement bien à la demande globale d'électricité dans les climats chauds parce que c'est à ce moment-là que les climatiseurs consomment le plus d'énergie. Par conséquent, l'énergie solaire est précieuse parce que les méthodes alternatives de production d'énergie (souvent les centrales à gaz naturel) utilisées pour répondre à la demande d'énergie maximale ont tendance à être coûteuses. Mais les services publics facturent souvent aux consommateurs résidentiels un tarif fixe 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 est beaucoup plus proche du coût de production de l'énergie . Toutefois, de nombreuses entreprises de services publics des États-Unis ont mis en place des systèmes de tarification qui permettent aux propriétaires d'être facturés à des taux différents tout au long de la journée afin de refléter le coût réel de la production d'électricité à différents moments. cela signifie des taux plus élevés dans l'après-midi et des taux plus bas la nuit.Une installation photovoltaïque peut être très bénéfique dans les régions où ce type de taux variant avec le temps est utilisé puisque l'énergie solaire produite compenserait l'électricité la plus coûteuse. Exactement comment bénéfique pour un propriétaire donné dépend du moment exact et l'ampleur des changements de taux dans le cadre d'un tel plan. De même, dans certains endroits, les services publics ont des systèmes de tarification qui varient à différents moments de l'année en raison des fluctuations saisonnières régulières de la demande. Ceux avec des taux plus élevés pendant l'été rendent l'énergie solaire plus valable. (Pour des conseils sur l'économie d'argent, voir

6 façons d'économiser sur votre facture d'électricité .) Certains services publics prévoient des tarifs différenciés dans lesquels le prix marginal de l'électricité varie en fonction de la consommation. Dans le cadre de ce type de plan, les avantages d'un système solaire peuvent dépendre de l'utilisation de l'électricité dans la maison; dans certaines régions soumises à des taux qui augmentent de façon spectaculaire à mesure que la consommation augmente, les grandes maisons (avec des besoins énergétiques importants) peuvent bénéficier le plus des panneaux solaires qui compensent la consommation marginale à coût élevé.

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 au moyen de plans de «facturation nette», dans lesquels les consommateurs résidentiels utilisent la puissance qu'ils injectent dans le réseau (lorsque le taux de production d'électricité du réseau solaire est supérieur au taux de consommation domestique). la puissance consommée à d'autres moments; la facture d'électricité mensuelle reflète la consommation d'énergie nette. Les règlements et politiques spécifiques de facturation nette varient selon les régions. Les propriétaires peuvent se référer à la base de données DSIRE et devraient également contacter leurs services publics locaux pour trouver des informations plus spécifiques.

Le dernier avantage est l'effet potentiel sur la valeur d'une maison en raison de l'ajout d'un réseau solaire. En général, il est raisonnable de supposer que les panneaux solaires augmenteraient la valeur de la plupart des maisons. Tout d'abord, il y a un avantage financier indéniable à avoir des factures d'électricité plus faibles à la suite d'un réseau solaire. Deuxièmement, la tendance vers une vie «verte» signifie qu'il y a une demande croissante pour les maisons qui ont une empreinte carbone plus faible et qui sont alimentées par des sources renouvelables. Enfin, l'achat d'une maison déjà installée signifie que l'investissement est financé (pour l'acheteur) par l'intermédiaire de l'hypothèque. Cette facilité de financement rend potentiellement l'énergie solaire plus abordable pour un acheteur que d'acheter une maison sans installer d'énergie solaire et, par la suite, d'ajouter un système solaire. (Pour en savoir plus, consultez notre

Dossier spécial Investopedia: Investir vert .) Calcul de la viabilité financière et du coût «actualisé» de l'électricité

Une fois les coûts et bénéfices déterminés, un système solaire peut théoriquement être évalué en utilisant la méthode des flux de trésorerie actualisés (DCF). Les sorties au début du projet consisteraient en coûts d'installation (nets de subventions), et les entrées arriveraient plus tard sous la forme de coûts d'électricité compensés (à la fois directement et par le biais du comptage net).

Plutôt que d'utiliser le DCF, la viabilité de l'énergie solaire est généralement évaluée en calculant le coût actualisé de l'électricité (LCOE), puis en le comparant au coût de l'électricité facturée 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 inclut les coûts 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 pointe ou à proximité de la production solaire PV de pointe. (Consultez la

Calculatrice de la valeur actuelle nette d'Investopedia pour essayer ces calculs par vous-même.) Conclusion

La décision d'installer ou non un système solaire photovoltaïque peut sembler décourageante, mais 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 est marginalement plus élevé que l'électricité achetée auprès d'un service public, les propriétaires peuvent souhaiter installer de l'énergie solaire pour éviter de futures fluctuations potentielles des coûts énergétiques ou simplement chercher à dépasser leurs motivations financières personnelles. solaire pour la vie "verte". (Pour en savoir plus, voir

Top 10 des industries vertes .)