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L'étude de l'ULB sur l'utilisation de batteries au lithium combinées avec les panneaux photovoltaïques

  • Session : 2016-2017
  • Année : 2017
  • N° : 384 (2016-2017) 1

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  • Question écrite du 11/07/2017
    • de LECERF Patrick
    • à LACROIX Christophe, Ministre du Budget, de la Fonction publique, de la Simplification administrative et de l'Energie

    Une étude menée par l’ULB pour examiner les solutions pertinentes – ou non – pour améliorer l’autonomie des ménages équipés en photovoltaïque, révèle qu’un ménage type (avec un profil de consommation en électricité standard) qui dispose d’un tel équipement peut couvrir au maximum 40 % de ses besoins annuels en électricité.

    Cette limite s’explique par le décalage saisonnier. Puisqu’un ménage type équipé de photovoltaïque produit plus d’électricité en été qu’il n’en consomme et c’est totalement l’inverse qui se passe en hiver (production d’électricité moindre et consommation plus importante).

    Conscients que ce décalage existe, certains ménages envisagent de s’équiper d’une batterie pour stocker le surplus d’électricité solaire et le consommer aux moments souhaités. Mais il semble que ce ne soit financièrement pas accessible pour tout le monde (une installation photovoltaïque équipée d’une batterie, capable de couvrir 70 % des besoins en électricité d’un ménage moyen (3.500 kWh), coûterait actuellement jusqu’à 15.000 euros, soit le double du coût d’utilisation classique du réseau électrique).

    Par ailleurs, l’étude met en avant une autre alternative financièrement plus abordable pour les ménages : le contrôleur de puissance sur la production d’eau chaude (PV heater).
    Ce dispositif permet de détecter les surplus de production photovoltaïque et, au lieu de les injecter sur le réseau, il déclenche une résistance électrique qui va chauffer une réserve d’eau.

    L’étude conclut qu’effectivement, au lieu d’injecter de l’électricité solaire sur le réseau, mieux vaut l’utiliser localement pour produire l’eau chaude  sanitaire dont le ménage a besoin : ce système semble être le plus intéressant aux niveaux financier et environnemental. Surtout à l’heure où l’on mise sur l’énergie solaire (source d’énergie inépuisable et gratuite) pour remplacer l’énergie fossile – gaz, mazout – plus coûteuse et polluante.

    Je ne suis pas sans savoir qu’il existe plusieurs sortes de primes pour le placement de panneaux photovoltaïques destinés soit à alimenter nos besoins en électricité soit à chauffer l’eau.

    Cependant j’aimerais savoir si Monsieur le Ministre a pris connaissance de cette étude  ? Quelles conclusions en tire-t-il ? Soutient-il cette idée  ? Compte-t-il faciliter l’accès au contrôleur de puissance sur la production d’eau chaude pour le grand public ?

    Quid des batteries ?
  • Réponse du 24/07/2017
    • de LACROIX Christophe

    Le Professeur HENDRICK de l’Université libre de Bruxelles dispose d’une expertise sur l’intégration du stockage à tous les niveaux du système énergétique qui est très pertinent. À ce titre, plusieurs études qu’il a déjà réalisées sur les possibilités liées au pompage-turbinage ont déjà été très éclairantes. Celle sur les solutions de stockage domiciliaire offre également de bonnes perspectives et plus spécifiquement dans le cadre règlementaire que l’Europe est en passe d’aborder tant sur les sources d’énergie renouvelables que sur les règles des marchés de l’énergie.

    Actuellement, la question de l’intermittence de l’énergie solaire et de la flexibilité de son usage au niveau domiciliaire offre un cas d’étude technico-économique assez complexe. En effet, les solutions technologiques afin d’assurer une flexibilité optimale sont relativement peu nombreuses et onéreuses. Plusieurs acteurs se sont déjà positionnés au niveau du « demand side » en offrant des solutions techniques de gestion intelligente des besoins afin de les faire coïncider au mieux avec les périodes de production (usage différé de la machine à lessiver par exemple). Cependant, ce modèle montre des limites en soirée ou le matin. Il est dès lors impératif que des solutions de stockage intra-journalières puissent être développées afin de garantir aux citoyens une capacité de flexibilité propre.

    Comme le mentionne l’honorable membre, le stockage par batterie au niveau résidentiel est une solution très intéressante et qui se développera probablement de manière croissante à l’avenir. Cependant, comme il le rappelle également, cette technologie reste particulièrement onéreuse. Actuellement, la société TESLA est la seule à commercialiser à une échelle critique suffisante des solutions dimensionnées pour les maisons d’habitation. Ainsi, la Powerwall se décline à partir de 7 kWh, ce qui permet d’assurer une utilisation en intra-journalier des panneaux photovoltaïques. La contrainte la plus importante vient du coût de ce système qui, même s’il tend à diminuer, reste à environs 1.000 euros le kWh hors frais d’installation. En l’état, comme le souligne l’étude, le système n’est que difficilement rentable. À ce niveau, nous finançons actuellement une recherche visant à intégrer au mieux les solutions de rénovation énergétique lourde dans le secteur résidentiel en tenant compte de l’intégration de solutions de type « BIPV » et de solutions de stockage par batterie. Cette recherche nommée « REINTEREST » est, en partie, pilotée par le Professeur HENDRICK.

    Autre solution évoquée par l’étude, le système dit de « PV heater » qui consiste simplement à chauffer de l’eau sanitaire, donc non destinée au chauffage, au moyen de la production photovoltaïque. Même si la solution s’avère extrêmement simple à mettre en œuvre et peut proposer un cas économiquement intéressant du fait qu’elle est moins onéreuse qu’un système de batterie, elle se heurte au fait que l’électricité est dégradée en chaleur et que son usage reste restrictif dans le temps dans la mesure où les besoins en chaleur, même s’ils sont constants dans le temps, ne peuvent pas cadrer avec les grandes périodes de production solaire (été). En l’état, le système de « PV heater » reste potentiellement intéressant dans certains cas, comme le gros besoin d’eau chaude dans les familles nombreuses par exemple, mais pas suffisant pour assurer une gestion optimale de l’énergie photovoltaïque qui nécessitera, immanquablement, des solutions de stockage différées dans le temps pour le surplus de production en été ?

    En l’état, la question reste donc ouverte et toutes les pistes de solution devront être évaluées lorsqu’elles apparaîtront dans le temps. Nous le rappelons, le stockage, et principalement celui d’électricité, souffre de technologies encore trop onéreuses ou inadaptées au niveau domiciliaire pour qu’elles soient économiquement rentables.

    Nous savons cependant déjà que l’Europe tendra à nous demander de trouver des mécanismes de soutien mieux adaptés à une gestion intelligente de l’énergie à tous les niveaux de production, en ce compris, au niveau domiciliaire.