Des chercheurs espagnols ont calculé le potentiel d'autosuffisance des toits solaires dans huit quartiers de Madrid. Ils ont constaté que les maisons individuelles peuvent atteindre des taux d'autosuffisance de plus de 70 %, tandis que les zones urbaines avec des immeubles de grande hauteur atteignent 30 %.
Image : Florian Wehde/Unsplash
Du magazine PV Espagne
Un groupe de chercheurs de l'Université Polytechnique de Madrid et du Centre de Recherche Énergétique, Environnementale et Technologique (CIEMAT) ont analysé l'autosuffisance potentielle du photovoltaïque sur les bâtiments résidentiels de huit quartiers de Madrid.
Les quartiers ont été choisis pour déterminer l'impact des caractéristiques urbaines et des bâtiments sur la satisfaction de la consommation d'électricité par des systèmes photovoltaïques sur les toits. Les résultats de la recherche sont inclus dans l'article Potentiel d'autosuffisance photovoltaïque à l'échelle des districts de Madrid. Une méthodologie évolutive, publié dans Énergie et bâtiments.
Pour calculer le potentiel d'autosuffisance, défini comme le rapport entre l'électricité photovoltaïque produite et l'électricité totale consommée, la production et la consommation annuelles d'électricité ont été évaluées pour chaque bâtiment résidentiel. L'évaluation de la production d'électricité a été réalisée à l'aide de cadastres solaires générés par le modèle Solar Energy on Building Envelopes dans QGIS (Quantum Geographic Information System), de données LiDAR (détection et localisation de la lumière) et de données TMY (année météorologique typique) pour chaque quartier.
En outre, des hypothèses ont été formulées sur les principales caractéristiques des systèmes solaires afin de garantir la représentativité du secteur photovoltaïque. La consommation d'électricité a été estimée en analysant les valeurs de consommation définies par l'Institut pour la diversification et l'économie d'énergie (IDAE), ainsi que celles figurant dans un rapport d'Eurostat intitulé Consommations du secteur résidentiel en Espagne, et certaines des formules utilisées dans l'article de recherche Comment réaliser des districts à énergie positive pour des villes durables : une méthodologie de calcul proposée, publié en 2021 dans Durabilité.
Les chiffres de consommation ont été obtenus en calculant la consommation d'électricité pour l'éclairage et les appareils électroménagers dans un logement type de 100 m2, hors consommation de chauffage, de climatisation et d'eau chaude. Les besoins spécifiques en éclairage d'un logement type sont indiqués à 5 kWh/m2, tandis que l'équipement moyen d'un logement est détaillé comme un réfrigérateur, deux téléviseurs, un lave-linge, un lave-vaisselle et un ordinateur.
Ensemble, ces appareils représentent une consommation de 2,137 100 kWh par 2 m21.40 d'un logement, soit 2 kWh/m26.40. La somme de ces deux chiffres et de la consommation moyenne par mètre carré donne une valeur de 2 kWh/mXNUMX. Cependant, l'étude ne prend pas en compte la consommation d'électricité pour le refroidissement, le chauffage ou la mobilité. L'utilisation croissante des pompes à chaleur et de la climatisation électrique, ainsi que l'électrification des transports, entraîneront une augmentation de la consommation d'électricité dans les ménages, ce qui réduira le potentiel d'autosuffisance, ont indiqué les chercheurs.
Les résultats de l'analyse indiquent que dans les zones composées de maisons individuelles ou de bâtiments de faible hauteur, le potentiel d'autosuffisance dépasse 70 %. En revanche, les zones urbaines avec des bâtiments de grande hauteur ont une valeur d'autosuffisance d'environ 30 %. Cette valeur inférieure peut être attribuée à la hauteur considérable des bâtiments, qui se traduit par une plus grande consommation d'énergie au sein des maisons et une surface disponible pour l'installation photovoltaïque insuffisante pour couvrir les besoins énergétiques de tous les habitants.
Dans les centres historiques, on observe une plus grande dispersion du potentiel d’autosuffisance, avec des valeurs allant de 10% à 90%. Cette variabilité est attribuée à la moindre uniformité du tissu urbain, qui nécessite une analyse plus détaillée à l’échelle du bâtiment. « Dans les centres urbains, qui sont souvent protégés par une législation protectrice en raison de leur importance historique, les systèmes BIPV sont un outil crucial pour harmoniser la production photovoltaïque décentralisée avec la conservation de l’essence architecturale et historique de l’environnement bâti », ajoutent les auteurs.
Ils ont également souligné que les analyses ont été réalisées en comparant la production et la consommation annuelles. Bien que cette approche soit utile pour estimer le potentiel global de production d'énergie photovoltaïque, elle ne peut pas reproduire le comportement en temps réel des systèmes photovoltaïques connectés au réseau, où l'équilibre entre production et consommation est instantané. En effet, les profils de consommation énergétique typiques des bâtiments résidentiels se traduisent par des taux d'autoconsommation de 20 à 40 % dans les systèmes photovoltaïques sans stockage.
Pour réaliser une analyse plus complète, il serait nécessaire d'avoir accès aux courbes quotidiennes de production et de consommation de chaque bâtiment avec une résolution horaire, ou mieux encore, une résolution de quelques secondes, ce qui permettrait d'optimiser le dimensionnement des installations pour stimuler l'autoconsommation, conclut le groupe de recherche.
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Source à partir de magazine pv
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