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Photovoltaïque
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L'éolien et le photovoltaïque peuvent-ils subvenir à nos besoins en électricité ?
Le photovoltaïque est-il rentable en comptant l'énergie qu'il faut pour le fabriquer ?
Le photovoltaïque est-il cher ?
Que signifie l'option 'vente du surplus' en injection réseau ?
Que signifie l'option 'vente de la totalité' en injection réseau ?
Injection réseau ou installation autonome ?
Quelles sont les aides, les subventions ?
En site isolé, photovoltaïque ou petit éolien ?
Qu'est-ce que le Watt-crête (Wc) ?
Avec 1000Wc, est-ce que l'on peut alimentre son habitation ?
La climatisation solaire ?
Le cumulus solaire ?
La TVA à 5,5% ?
Le crédit d'impôts ?
Déterminer sa consommation d'électricité
Hausse des prix des modules octobre 2005, explications.
Hausse du tarif d'achat du photovoltaïque connecté réseau. 14 novembre 2005
Quel est le rendement du photovoltaïque ?
Y a-t-il un plafond de puissance ?
Qu'est-ce que le tarif d'achat ?
Combien de CO2 ?



L'éolien et le photovoltaïque peuvent-ils subvenir à nos besoins en électricité ? décembre 2007

Il y a plusieurs facteurs limitant :

  • les puissances appelées sont très grandes : du fait que particulièrement en France, on utilise l'électricité pour faire de la chaleur. Par exemple les cafetières électriques nécessitent au moins la puissance de 2 réacteurs nucléaires de 1300 MW à elles seules c-a-d la centrale de Golfech. Il faut savoir qu'au Danemark, le chauffage électrique est interdit dans le bâtiment neuf,
  • l'éolien et le photovoltaïques sont des sources intermittantes, certes prévisibles, mais elles ne peuvent pas assurer la disponibilité du réseau 24h/24h, 365 jours par an.
Cependant,
  • en couvrant la moitié des toits de France en photovoltaïque, ce que l'on ne fera jamais car ce serait stupide : les énergies renouvelables ne valent que si elles sont développées massivement ensemble car elles sont complémentaires, on obtient la puissance électrique actuelle du parc nucléaire/thermique/hydraulique,
  • en 2006, dans le monde, il s'est installé 1000 fois plus de puissance éolienne que de puissance électro-nucléaire,
  • il existe de nombreuses possibilités de stockage de l'électricité avec les renouvelables : stockage très court (quelques secondes) avec les volants d'inertie, stockage moyen (quelques minutes à quelques heures) avec les réservoirs de pression, la biomasse, stockage long avec l'hydraulique
  • tout ceci bien sûr à condition de vouloir économiser l'électricité, ce qui n'est pas encore le cas en France.

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Le photovoltaïque est-il rentable en compant l'énergie qu'il faut pour le fabriquer ? (dec 2006)

Une récente étude financée par l'ADEME et réalisée par Hespul (http://www.hespul.org/breve.php3#(26)) montre qu'un module photovoltaïque a produit l'énergie qu'il a fallu dépenser pour le fabriquer :

  • en 4 ans si le module est en façade à Paris
  • en 1,6 ans si le module est intégré en toiture à Marseillle.

Auparavant, C'est au bout de 3-4 ans qu'un module photovoltaïque a produit autant d'énergie qu'il en a fallu pour le fabriquer. Pour de plus amples informations, voir cette page sur ww.outilssolaires.com, et aussi l'excellent résumé de M. Jourde, du CEA.

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Le photovoltaïque est-il cher ?

La technique photovoltaïque convertit la lumière en électricité. Si le soleil est "gratuit", la conversion en électricité ne l'est pas. Pour comprendre le prix de la technologie, il faut surtout comprendre le jeu des industriels et des nations-moteur, et comprendre que la France n'étant pas une Nation-moteur, enfin ce n'est disons pas comme l'Allemagne.

La filière photovoltaïque utilise les rebus de silicium bon marché de l'industrie des composants électroniques. Mais depuis 2005, ce filon arrive à saturation étant donné la forte demande mondiale en modules photovoltaïques.

En août 2005, au Japon, une centrale de 3kWc raccordée au réseau coûte 1,5 fois moins cher qu'en France : 14000€ TTC contre 21000 € TTC en France (le prix de 21000 est à considérer avec la TVA à 19,6%, sans crédit d'impôts).

Côté fabricants et distributeurs, les prix ont baissés sur les 15 dernières années mais ajourd'hui, ils ont tendance à augmenter car dans le monde, la demande est maintenant supérieure à l'offre, notamment à cause du marché allemand.

Un chiffre simple à retenir : 1000 € le m². C'est une approximation permettant de se faire une idée du prix du photovoltaïque.

On trouvera une enquête des prix datant d'octobre 2006 ici http://www.outilssolaires.com/pv/index-couts.htm.


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Que signifie l'option 'vente du surplus' en injection réseau ?

L'énergie produite par le champ photovoltaïque est utilisée par les appareils de l'habitation. Si ces appareils n'utilisent pas toute la production, le surplus est injecté sur le réseau en faisant tourner un compteur de production qui servira pour facturer l'énergie produite à EdF branche énergies.
Avec cette option, lorsqu'il fait soleil, votre compteur d'électricité EdF ne tourne pas, tant que la production photovoltaïque est supérieure à votre consommation.


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Que signifie l'option 'vente de la totalité' en injection réseau ?

L'énergie produite par le champ photovoltaïque est directement injectée dans le réseau via un compteur permettant de facturer tous les ans l'énergie produite. Les appareils électrique de l'habitation utilisent l'énergie du réseau via le compteur d'entrée habituel.


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Injection réseau ou installation autonome ?

autonome ou raccordé


Autonome Raccordé
+ Indépendance vis à vis du réseau Valorisation de l'excédent non consommé
Possibilité de réseau en très basse tension Prix et rentabilité
- Perte de l'éxcédent non consommé Paperasse administrative
Renouvellement de la batterie Dépendance vis à vis du réseau
Prix et rentabilité

Il est tout à fait envisageable de se doter d'une petite centrale photovoltaïque pour disposer d'un nombre de charges autonomes.
Pour donner un ordre d'idée cependant, une centrale autonome nécessite une batterie, laquelle par exemple pour 3000 Wh/jour et 4 jours d'autonomie, mesure 0,5 m3 et pèse 600kg, et qui doît être installée dans un local dédié.

Téléchargez la fiche au format PDF ; autonome_ou_raccorde.pdf

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Quelles sont les aides, les subventions ?  avril 2007

Dernière nouvelle d'avril 2007 : le Conseil Régional de Midi-Pyrénées ne donnera aucune subvention aux particuliers pour des installations photovoltaïques, même ceux dont l'habitation a moins de deux ans et doivent donc payer une TVA à 19,6%. Ceci est une décision engageant sur la période 2007-2011. Franchissez les frontières régionales et pourtant, des subventions régionales aux particuliers existent - 2 €/Wc en Languedoc-Roussillon par exemple. Le Conseil Régional de Midi-Pyrénées argumente que la priorité se situe au niveau de la chaleur renouvelable : solaire et bois. Malheureusement, nous à Energies Diffusions, sommes bien seuls à tenter d'équilibrer les choses, à savoir au minimum obtenir un encouragement pour les constructions neuves à 19,6% de TVA.

Le Conseil Régional Languedoc-Roussillon octroie une aide de 2 euros / Wc plafonné à 3kWc installés, soit un plafond de 6000 euros.

Au niveau national, le crédit d'impôt permet de récupérer 50% du prix du matériel TTC d'une installation photovoltaïque. Voir la rubrique sur le crédit d'impôts.

Au niveau du tarif d'achat, le nouveau décrêt du 10 juillet 2006 fixe les conditions suivantes :

    • 30 cts d'euro / kWh
    • 55 cts d'euro / kWh si intégré au bâti.
Energies Diffusions publie son point de vue sur ce nouveau tarif d'achat et sur l'avis qu'a émis la Commission de Régulation de l'Energie à son propos : Points de vue sur le photovoltaïque et son tarif d'achat.

Voir le texte de loi complet concernant le tarif d'achat : le décret du 10 juillet 2006.
Voir le guide publié le 17 avril 2007 par le Ministère de l'Industrie concernant les installations intégrées au bâti.
Le fabricant du système d'intégration Intersole, Ubbink Solar Gmbh, atteste du caractère intégré. Voir le communiqué (avril 2007).


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En site isolé, photovoltaïque ou petit éolien ?

La pratique montre que statistiquement, le photovoltaïque est le plus souvent le mieux adapté car les conditions adéquates pour une éolienne sont plus rares : potentiel éolien, terrain dégagé, environnement général. Mais sur un site venté, la question se pose sérieusement. Pour plus d'informations, ne pas hésiter à poser des questions sur le forum du petit éolien : http://fr.groups.yahoo.com/group/petit-eolien.


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Qu'est-ce que le Watt-crête (Wc) ?

Concrètement, ce n'est rien d'autre que l'unité de puissance, le Watt. On rajoute l'adjectif crête pour dire que la procédure permettant de mesurer la puissance électrique d'un module photovoltaïque est normalisée et que cette norme est internationale. Partout dans le monde, un fabricant mesure la puissance d'un module en utilisant la même procédure, qui revient à dire que la puissance crête, c'est la puissance maximale d'un champ, c'est-à-dire celle que le champ procure si le rayonnement solaire est de 1000W/m² dans des conditions optimales de traversée des rayons solaires dans l'atmosphère. Un module photovoltaïque donné à 125Wc peut très bien fournir 120W comme 130W. Les constructeurs font une moyenne en sortie d'usine.


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Avec 1000Wc, est-ce que l'on peut alimenter son habitation ?

Avec nos niveaux de consommation d'aujourd'hui, non. Un confort minimal peut être déclaré à 3 kWc, même si le "confort" est quelque chose de subjectif.

Car même si l'électricité est utilisée pour ce qu'elle sait faire de manière spécifique - froid, éclairage, moteurs, électronique -, un simple moteur d'aspirateur va appeler à lui seul 1kW.

Une question à se poser : suis-je déjà capable de demander à EdF de passer à l'abonnement de puissance minimale 3kW et ne jamais faire sauter le disjoncteur général pour cause de dépassement de cette puissance ?


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La climatisation solaire ?

Avant tout, à propos de climatisation, il faut bien étudier si l'installation d'un climatiseur est nécessaire car il y a de nombreuses façons de rafraîchir sans cet appareil contraignant, parfois bruyant. Voir notamment les conseils du Ministère de la santé. Voir aussi  le livre "fraîcheur sans clim".
Sinon, on a besoin de climatisation quand il fait soleil et c'est là que la production d'électricité solaire est la plus forte. Comme une climatisation utilise de l'électricité, c'est une bonne idée de l'alimenter au photovoltaïque. Ca peut soulager le réseau de distribution lors de canicules ou fortes chaleur.
Pour un climatiseur absorbant 1000W électrique, il faut un champ photovoltaïque d'au moins 2000Wc.

clim 1KW
Couverture d'une clim 1kW par un champ 2kWc ; Ensoleillement moyen du Lauragais sur 15 ans.

Mais une centrale photovoltaïque ne va pas servir seulement à alimenter une climatisation. Par exemple, dans le cas de cette clim 1kW alimentée par 2kWc, il y a un surplus de production d'électricité solaire de 2250kWh/an. Il faut utiliser cette électricité solaire au maximum. En fait, on retombe sur un projet classique d'installation raccordé réseau.

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Le cumulus solaire ?

Encore une fois, l'électricité solaire a des vertues pédagogiques extraordinaires ! Cette idée est intéressante à creuser, mais inintéressante à réaliser.

Le dispositif est simple : un programmateur va allumer le chauffe-eau électrique entre 11h du matin et 3h de l'après-midi car c'est à ces heures qu'il y a le plus de luminosité. C'est à ces heures qu'il y aura le plus d'électricité solaire.

Pour notre exemple, nous avons :

  • un cumulus 200 litres de puissance max 2kW,
  • l'ensoleillement moyen sur 15 ans  du Lauragais (c'est disons, à l'est de Toulouse).
Le graphique ci-dessous constitue le résultat de la simulation. Il donne le taux de couverture, mois par mois, des besoins du cumulus par l'électricité solaire.
cumulus 2kW

La moyenne annuelle des taux de couverture est de 76%, ce qui est un excellent résultat finalement. Ajouté à cela, il y a un excédent d'électricité solaire de 2244 kWh sur l'année, excédent disponible et qui ne sert donc pas au cumulus.

Ceci nous amène à faire une comparaison avec une installation de solaire thermique. Mais comme ce domaine n'est pas notre spécialité, nous ne rentrerons pas dans les détails. Nous nous contentons de faire quelques remarques globales :

  • Le solaire thermique a un faible rendement si le rayonnement n'est pas direct.
  • La centrale photovoltaïque de 3kWc satisfait 76% des besoins en eau chaude sanitaire mais aussi produit 2244 kWh par an d'électricité, disponible pour satisfaire d'autres besoins.
  • L'alimentation d'un cumulus existant par électricité solaire ne nécessite aucun autre travaux que de raccorder la centrale PV à l'installation électrique et au réseau de distribution.
  • Une centrale photovoltaïque ne nécessite aucune maintenance.

Cependant, l'expérience de faire de l'eau chaude avec du photovoltaïque n'est pas conseillée en tant que telle car le solaire thermique, pour couvrir 70% des besoins en eau chaude, est nettement moins cher, et surtout il est fait pour cela.

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La TVA à 5,5% ?

La TVA à 5,5% s'applique à la rénovation de maisons de plus de deux ans. La réduction s'applique sur le matériel mais aussi sur la main d'oeuvre. C'est applicable aux travaux de rénovation de l'électricité grâce au photovoltaïque.

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Le crédit d'impôts ? avril 2007

Le crédit d'impôts n'est pas une réduction d'impôts, c'est un chèque, même si l'on n'est pas imposable.
La mesure s'adresse à de nombreux systèmes de production d'énergie à base de renouvelables mais aussi à des travaux améliorant la performance énergétique de l'habitat.
Dans le cas du photovoltaïque en Midi-Pyrénées, c'est simple puisqu'il n'y a pas de subventions aux particuliers :

Crédit d'impôts = Min (Plafond ; Montant TTC du matériel ) * 0,5
  1. Plafond = 8000€ pour une personne seule
  2. Plafond = 16000€ pour un couple
  3. Plafond = 16000€ + bonus, pour un couple et des personnes ou enfants à charge
    1. Bonus = 400 € pour 1 personne à charge
    2. Bonus = 900 € pour 2 personnes à charge
    3. Bonus = + 600 € / personne à charge supplémentaire au-delà de 2 personnes à charge.
Concrètement, on paye le TTC à l'artisan puis l'année suivante, on joint une copie de la facture à la déclaration d'impôts ; quelques mois plus tard, on reçoit le chèque.

Le texte officiel daté du 1er septembre 2005 sur le credit d'impots :
http://alize.finances.gouv.fr/dgiboi/boi2005/5FPPUB/textes/5b2605/5b2605.htm

Mars 2007 : la Direction Générale des Impôts décide d'interpréter la loi de la manière suivante : les installations qui produiront au maximum le double de la consommation du foyer sont éligibles au crédit d’impôt en option vente de la totalité. Toute installation d’une puissance inférieur à 3kWc est réputée conforme à ce critère.
Voir la note de la DLF - Direction  de la Législation Fiscale - publiée le 13 mars 2007 à ce sujet.

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Déterminer sa consommation d'électricité

Voici un exemple de tableau permettant de déterminer sa consommation d'électricité. Ce tableau pourrait être typique d'une famille de quatre personnes - deux adultes, deux enfants.
En site isolé, il faut absolument enlever la consommation du chauffe-eau électrique lorsque l'on veut déterminer la puissance et l'énergie dont on a besoin.
Appareil Pmax [W] Durée Moy [h/j] Durée Moy [h/sem] Durée Moy [h/mois] Conso [Wh/j]
Frigo 200


750
Four 1500
0,5
107,14
Cafetière 937 0,15

140,55
Aspirateur 1012
0,5
72,29
Lave-linge 1500


200
Sèche-linge 1500


50
Chauffe-eau mini 1330
0,16
30,4
Chauffe-eau 2000 3

7671,23
Robot mixeur long 200 0,05

10
Micro-ondes 1280 0,05

64
Grille-pain 924 0,15

138,6
Téléphone 2,6 24

62,4
Ordinateur portable 13,6 3

40,8
CDROM 2,4
1
0,34
PC + Moniteur + baffles 110 2

220
Imprimante HP 20 0,1

2
Imprimante HP Veille 4,6 23,9

109,94
Imprimante Canon 20 0,1

2
Imprimante Canon Veille 2 23,9

47,8
Mac + moniteur 111 2

222
Mac + moniteur Veille 1,8 22

39,6
Routeur + modem 10,5 24

252
VMC SdB 80 12

960
Poste Radio Sony 0,7 0,2

0,14
Radio-réveil 2 24

48
TV+Magnétoscope 70 1

70
Poste HIFI 7 3

21
Poste HIFI veille 1,4 21

29,4
Globe 14,9

0,5 0,25
Tourne disque 3,1

1 0,1
Poste HIFI 10 1,5

15
Poste HIFI 10 1,5

15
Eclairage entrée 120 1,5

180
Eclairage Salon 120 2

240
Eclairage Salle à Manger




Eclairage cuisine 40 1,5

60
Eclairage WC 70 0,25

17,5
Lampe rouge mariage 20 0,5

10
Lampe jaune soleil 60 0,2

12
Lampe Salle à manger 120 2

240
Perceuse 700

1 23,33
Scie sauteuse 700

1 23,33
Défonceuse 1700

1 56,67
Ponceuse 200

1 6,67
Chargeur Visseuse 30

10 10
Chargeur de piles 9

12 3,6
Eclairage couloir 120 2

240
Eclairage SdB 60 0,75

45
Eclairage Ch enfant 60 3

180
Eclairage Ch enfant 60 3

180
Eclairage Bureau 100 2

200
Eclairage Ch parents 60 0,5

30
Lampe chevet 40 0,25

10
Lampe cobra 11 1,5

16,5
Lampe Mac 27 1

27
Lampe chevet 15 10

150
Chargeur tel portable 7

10 2,33
Puissance Max [kW] 17,33

Total [kWh/jour] 13,36

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Hausse des prix des modules octobre 2005, explications.

Tout le monde le prévoyait mais personne ne savait exactement quand cela allait arriver : le prix des modules photovoltaïques augmente.

Tout le monde chez les professionnels le prévoyait parce que la matière première, le silicium, était jusqu'à présent achetée bon marché parmi les rebus de l'industrie des composants électroniques. Et si la demande mondiale en modules augmentait, le volume de cette source de silicium allait mécaniquement être dépassé. C'est fait. Maintenant, les industriels font face à une demande plus forte que l'offre qu'ils peuvent fournir et donc les prix augmentent. En moyenne +5% en 2005 chez Energies Diffusions.

Pour aller plus loin, il faut qu'une filière d'extraction du silicium à partir de produits naturels puisse se mettre en place. Du silicium, il y en a en abondance sur terre : le sable, c'est du silicium. Mais le temps que cette machinerie soit étudiée et mise en place, rationalisée avec les besoins de l'industrie de l'électronique, il va falloir du temps.

Ce qui est en jeu :
- l'énergie grise d'un module risque d'augmenter. L'énergie grise, c'est l'énergie qu'il faut dépenser pour le fabriquer. Avec les nouvelles sources d'approvisionnement, cette énergie grise sera forcément augmentée. Aujourd'hui, un module produit l'énergie qu'il a fallu dépenser pour le fabriquer en 3-4 ans, sur 20-25 de durée de vie. Il ne faudrait pas que cet excellent paramètre en devienne un mauvais ! Ceci dit, tout est relatif car il faut savoir que pour amener 1 litre d'essence dans une station service, il a fallu dépenser 1,1 litre d'essence !
- la demande mondiale est en constante augmentation ; les industriels doivent répondre à cette demande assez rapidement sous peine d'être marginalisés.

Pour bien comprendre pourquoi nous avons franchi la limite des réserves de silicum issus de l'industrie des composants électroniques, il faut savoir que l'Allemagne à elle seule, a installé entre 360 MWc (officiellement) et 500 MWc (selon le magasine Photon International) en 2004.

Le parc photovoltaïque allemand en 2005 (700 MWc) aura produit 0,68 TWh d'électricité, soit 75% de la production du parc éolien français (406 MW installés).

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Hausse du tarif d'achat du photovoltaïque connecté réseau. 14 nov. 2005.

«Je souhaite développer massivement l'énergie solaire. Je veux ainsi soutenir l'énergie solaire photovoltaïque, en augmentant de 50% le tarif de rachat de l'électricité aux particuliers, et en le doublant pour les installations collectives, tertiaires et industrielles ». Dominique de Villepin a annoncé ce lundi 14 novembre, lors du Rendez-vous Climat, une mesure attendue par toute la filière photovoltaïque française. Enfin, le tarif d'achat est revu à la hausse. Il passera donc à 22,5 centimes d'euros pour les particuliers et à trente centimes pour les entreprises.

Lire tout le discours du Premier Ministre.

En attendant les décrêts d'application de ces belles paroles sur le photovoltaïque...

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Quel est le rendement du photovoltaïque ?

On parle plutôt de taux de conversion. Car il n'y a pas d'autres transformations. C'est un taux de conversion directement de la lumière vers l'électricité.
Pour le silicium cristallin, celui que la planète aujourd'hui utilise, une limite théorique du taux de conversion a été calculée et démontrée : c'est aux alentours de 23%. Certains ont peut-être calculé autre chose ?
En laboratoire, on est arrivé à fabriquer des cellules qui approchent les 20%. Par contre, ces technologies ne peuvent pas être industrialisées.
Les techniques qui ont été industrialisées produisent des cellules avec un taux de conversion proche des 15% pour le silicium polycristallin et proche de 16% pour le silicium monocristallin.


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Y a-t-il un plafond de puissance ? 23 août 2006

Avant le décret du 10 juillet 2006, il y avait un plafond de puissance dans le décret du 13 mars 2002 (article 4) :

  • 5 kWc our les logements individuels ; 
  • 1 000 kWc pour les bâtiments professionnels et les logements collectifs ; 
  • 150 kWc dans les autres cas.
Mais comme le nouveau décrêt ne mentionne aucun plafond et qu'il abroge le décret du 13 mars 2002 à l'article 10, il n'y a plus de plafond. Voir le texte complet du nouveau décret.

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Qu'est-ce que le tarif d'achat ? 18 janvier 2008

On appelle tarif d'achat, le tarif auquel EdF Production achète l'électricité solaire à un producteur.
Le tarif d'achat est fixé par arrêté ministériel.
Le tarif d'achat en vigueur aujourd'hui est fixé par le décrêt du 10 juillet 2006 (v
oir le texte complet du nouveau décret).

Le tarif s'exprime en euros / kWh : par exemple 0,3 d'euros / kWh. Parfois, on l'écrit en centimes d'euros / kWh, par exemple 30 centimes d'euros / kWh.

Si le producteur a produit 2500 kWh dans une année, et que son tarif d'achat est de 0,30 euros / kWh, alors en multipliant les deux nombres, on obtient la somme du chèque que le producteur va toucher pour la vente de l'électricité solaire : 2500 * 0,30 = 750 euros.

En 2008, les tarifs d'achat sont :

  • Tarif de base : 31,193 c€/kWh
  • Tarif avec prime d’intégration : 57,187 c€/kWh
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Combien de CO2 ? 4 décembre 2006

Sur le site d'EdF, on peut lire les chiffres suivant :
- 1kWh électrique d'origine charbon émet 1100 g équivalent CO2
- 1kWh photovoltaïque émet 100 g équivalent CO2
- 1 kWh nucléaire émet 5 g équivalent CO2
- 1 kWh hydro-électrique émet 0 quasiment.

Si RTE - RTE signifie Réseau de Transport de l'Enérgie, c'est la filiale d'EdF devenue société anonyme ayant pour mission de service public de réaliser l'équilibre entre l'offre et la demande sur le réseau électrique français - si RTE choisit de réduire 1kWh d'origine charbon pour chaque kWh photovoltaïque, alors le bilan est de 1100 - 100 = 1000 g de CO2 évités.
Si au contraire, RTE choisit de réduire l'hydraulique, alors ce sont 100 g de CO2 qui ne sont pas économisés.

Le problème est que RTE ne semble pas avoir pour mission de répartir l'offre et la demande selon des critères de production de CO2.

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