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Installation photovoltaïque autonome

 1- Production d’électricité solaire à usage domestique

Aujourd’hui la production mondiale électricité est à 70% issue de combustibles fossiles (charbon, gaz, pétrole).  En France la part de l’électricité nucléaire est de 77%. Ces sources d’énergie sont polluantes et leurs prix vont monter dans les décennies à venir car les ressources s’épuisent. Les combustibles fossiles produisent du CO2 qui génère un réchauffement climatique niveau de la planète. Ils produisent aussi, principalement en milieu urbain, des gaz nocifs pour la santé (Nox, CO, particules fines). L’électricité nucléaire est dangereuse à produire (Tchernobyl, Fukushima….) et on ne sait pas quoi faire des déchets radioactifs. Le coût de l’électricité nucléaire va augmenter pour plusieurs raisons: entretien des centrales vieillissantes, amélioration de la sécurité, démantèlement des réacteurs, stockage des déchets et augmentation du coût du combustible nucléaire.

Il existe d’autres sources d’énergie qui sont propres, renouvelables ou inépuisables. Voici une liste non exhaustive: hydroélectrique, géothermique, éolienne, solaire, biomasse,  marémotrice, hydraulicienne.

2- Pourquoi l’électricité solaire à un “brillant” avenir.

L’énergie solaire est disponible partout sur Terre et représente, théoriquement, 900 fois la demande mondiale en énergie. Elle est inépuisable et sera présente jusqu’à la fin de vie de notre petite planète.

La densité d’énergie solaire est de 1000W/m². Chaque m² reçoit de 2 à 6kwh par jour en moyenne en Europe. Cette énergie est gratuite et son coût de récupération et de stockage est appelé à baisser contrairement aux sources fossiles et nucléaires.

Pour  fixer les idées, je vais donner quelques chiffres sur la consommation moyenne d’électricité d’un ménage de 4 personnes (hors chauffage et eau chaude sanitaire) et la comparer à la production électrique de 20 et 40m² de panneaux photovoltaïques en Midi-Pyrénées.

Surface panneaux: 20m²        Puissance: 3000Wc            Production annuelle: 3450kwh

Consommation d’un ménage (économe) de 4 personnes:………………………………: 2750kwh

En considérant les chiffres bruts pour une surface de panneaux de 20m², il semblerait à première vue que la production soit suffisante pour couvrir la consommation. En pratique l’énergie solaire est très intermittente dans une journée et suivant les saisons.

 

production annuelleproduction journalière

2- Termes, abréviations, acronymes utilisés

Panneaux photovoltaïques:PPV

Onduleur injection réseau : Onduleur

Convertisseur/chargeur Victron: Multiplus

Energie: Kwh

Puissance active: Watt

Puissance apparente: VA

 

3- Schéma de mon système

 

4- Matériel

– Panneaux photovoltaïques de puissance crête de 3000 watts

–  Un onduleur de 3000 Watts

– Un convertisseur/chargeur Victron modèle Multiplus 3000va/48V35A

– un pack de batteries de 13.7kwh 48V

 

5- Fonctions du système

– Le Multiplus est le cœur du système. Il convertit le 48Vdc de la batterie en 230V pour alimenter les appareils domestiques. Il crée un réseau 230V virtuel en sortie pour que l’onduleur solaire puisse fonctionner. Il gère la charge/décharge de la batterie.

– L’énergie des panneaux photovoltaïques est convertie en 230V/50Hz par l’onduleur solaire. Cette énergie peut soit alimenter les appareils domestiques branchés sur le réseaux virtuels ou charger les batteries à travers le Multiplus ou remplir ces deux fonctions à la fois.

– Si l’énergie produite par les panneaux est supérieure à celle consommée par les appareils domestiques l’excès charge les batteries. Si elle est inférieure à la consommation, le solde est fournie par les batterie à partir du multiplus.

– Si le puissance demandée par les Appareils domestiques est supérieure à la puissance du Multiplus l’énergie est fournie par le réseau EDF qui est connecté à l’entrée du Multiplus.

– Si la tension de la batterie passe en dessous d’un niveau préréglé l’énergie est aussi fournie par le réseau EDF.

– La batterie se rechargera dans le journée si les panneaux produisent plus que la consommation.

 

 

Il y a longtemps que l’idée d’être autonome en énergie me trotte dans la tête. Être Autonome avec une production locale et propre. Lorsque l’on commence à aborder la problématique de l’autonomie en énergie électrique on arrive rapidement à la conclusion que la première étape à franchir est de réduire sa consommation. Tout d’abord quelques chiffres pour avoir les idées plus claires.

Un ménage de 4 personnes (hors chauffage, eau sanitaire et cuisson) consomme 4500kwh/an.

20 m2 de panneaux photovoltaïques produisent environ 3800 kwh/an.

Il apparait clairement que sur l’année la production des panneaux est du même ordre de grandeur que la consommation. Malheureusement la production photovoltaïque  est une énergie intermittente, dépendante de la saison et de la présence du soleil. Cette production pourra être entièrement utilisée pendant les périodes ensoleillées (printemps, été, automne) si l’on est capable de stocker l’énergie pour la restituer quand on en a besoin (le nuit par exemple). Avant un stockage adéquat il sera possible d’utiliser une grande partie de l’énergie produite par les panneaux.

La disparité de consommation entre les ménages est très importante (de 1 à 10 fois). En dehors de la taille du ménage les facteurs principaux de consommation sont les suivants:

– chauffage électrique: promu par EDF dans les années 1980 pour vendre son électricité nucléaire

– eau chaude sanitaire, cuisson

– L’efficacité énergétique des équipements

– sensibilité aux économies d’énergie (sobriété).