Solaire Diffusion

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Dimensionnement d'un système photovoltaïque en site isolé. Version Octobre 2012...( pour la version 2013, plus complète : cliquer ici)

Il faut tout d'abord analyser ses besoins, en considérant le cas le plus défavorable : par exemple, si l'on doit utiliser le système en continu et en hiver, prévoir 9 heures de fonctionnement par jour pour les ampoules des pièces principales, 4 heures par jour pour un film et les infos télévisées. En été, la situation est moins critique : on éclairera plutôt 4 heures par jour. Une utilisation seulement le weekend permettra d'utiliser moins de panneaux car on recharge les batteries durant toute la semaine.

Ce besoin se traduit par un chiffre :  le nombre de watt x heures consommés par jour. Par exemple une ampoule de 11 watts qui reste allumée pendant 4 heures utilisera 44 Wh (watt x heure). Un moteur en 12V qui consomme 1,5 ampère a une puissance de 12x1.5=18 Watts. S'il fonctionne pendant 2 heures, il aura consommé 18x2=36 Wh. Un réfrigérateur 12 Volts  A+++ consomme environ 700 Wh par jour.

Mais c'est surtout pour 'ajuster' les besoins au budget qu'il faut être performant ! En site isolé, on n'a plus de centrale nucléaire ou thermique en ligne ! Il faut donc se pencher un peu sur les étiquettes des produits que l'on veut utiliser et privilégier les classes A+, A++, A+++ ... On s'y retrouve au final, car on n'a pas besoin de mettre dans les batteries et les panneaux photovoltaïque l'argent qu'on a cru économiser dans l'équipement. Sauf à disposer d'un budget conséquent, finis le frigo américain, les ampoules à filament ou halogène pseudo 'économiques'.

Mais il ne faut pas pour autant tout supprimer : les gros consommateurs qui ne fonctionnent pas longtemps pourront le cas échéant être alimentés par une autre source d'énergie : si l'on ne veut/peut pas ajuster les besoins, par exemple, par exemple dans une résidence principale, un groupe électrogène pourra alimenter une machine à laver et un chauffe-eau (solaire thermique, en cas de mauvais temps) et compléter la charge de vos batteries. C'est une des formes d'appoint possible, tout comme on peut aussi compléter le système par une éolienne, les périodes de fonctionnement sont complètement décorrelées.

Ce chiffre permet de dimensionner le champ de panneaux solaire, c'est aussi un élément du dimensionnement des batteries (voir autonomie).

A titre d'exemple, voici un .pdf qui vous montre un calcul de dimensionnement ' à la main'; si vous aimez les formules, allez-y !

La puissance d'un panneau solaire photovoltaïque est donnée en watts crête : c'est la puissance qu'il fournit sous un ensoleillement 'nominal' de 1000 w/m. En fonction de l'implantation il fournira plus ou moins d'énergie au cours de l'année. Le site de l'Ines vous permet de faire les simulations de production en France métropolitaine, et par extension à proximité. Le site de TECSOL vous permet d'aller un peu plus loin dans la description, voir plus bas. D'autres simulateurs en ligne existent, anglophones et avec une couverture internationale, mais j'ai perdu leur trace. Dès que je la retrouve, je vous remets les liens.

Ensuite on décide de son besoin en autonomie (nombre de jours sans soleil durant lesquels on exige un fonctionnement 'sur batteries' du système). Ce besoin détermine la taille des batteries, mais on peut aussi ajuster sa consommation en cas de mauvais temps. En moyenne, on conseille 5 à 6 jours d'autonomie. Cela correspond, en pratique, à 10 à 12 jours de mauvais temps consécutifs. Définir une autonomie plus faible revient à dire que l'on est capable d'ajuster sa demande (dans l'exemple précédent, en cas de mauvais temps, on diminuera la télé), ou à raccourcir la durée de vie des batteries ( leur durée de vie se compte en cycles, c'est à dire en nombre de décharges).

Il faut savoir qu'une batterie solaire a une durée de vie calculée en cycles. Tant que vous ne la déchargez pas de plus de 10% de sa capacité, on peut considérer qu'elle n'est presque pas cyclée... donc ne vieillit pas. Un peu comme la pub des piles Varta dans le temps...

Selon les fabricants et les modèles de batterie, on considère que la batterie a commencé à cycler de manière raisonnable si elle a été déchargée de 20% ou plus généralement 30%. Et si vous la déchargez à 70%, là, vous y êtes allés franchement, c'est un bon cycle, à éviter.

Une batterie au plomb ouvert est donnée pour 250 à 400 cycles, une batterie gel pour 350 à 3000 cycles selon le fabricant et le type de technologies et aussi l'utilisation. Par exemple, les batteries Sonnenshein que nous distribuons sont des batteries Plomb Gel Etanche, la batterie 12V 14 Ah est donnée pour 2500 cycles à 30% de décharge et 1000 cycles à 80% de décharge. Et si vous considérez par exemple les batteries bloc plomb gel étanche de notre gamme Les blocs 2 Volts Sonnenshein de la gamme A600, eus sont donnés pour 3000 cycles à 60% de décharge en C10 : 3000 cycle d'une décharge assez profonde et de manière sévère (C10 : décharge en 10 heures , ce qui pour une batterie solaire est très rapide , on parle souvent de C100, ou C120 décharge en 100 ou 120 heures, ce qui correspond à une utilisation recommandée pour de la batterie plomb).

Il apparait donc en première approche que le paramètre important est ... le prix au cycle par Ah. Je vous laisse le soin de faire le calcul dans l'autre sens pour savoir ce qui est le plus économique... :-) et plus sérieusement j'y reviens quand j'aurai un peu plus développé le sujet pour vous le mettre en ligne....

 

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Vous revenez donc ici au texte de la précédente mouture, avant de passer à la deuxième étape, il me restera à vous parler des régulateurs de charge , en cas de question urgente, visitez le site www.steca.fr pour voir nos modèles ou contactez-moi.

Pour dimensionner un système dans une habitation, la première étape consiste à identifier les consommations ponctuelles importantes et les consommation 'de fond', celles qui durent. Une machine à laver, un aspirateur, un fer à repasser peuvent se brancher sur un groupe électrogène. Ce faisant on réduit de manière tout à fait significative le système photovoltaïque et donc l'investissement. Les consommation 'de fond', celles qui se prolongent ou ne sont pas importantes sont à cumuler pour obtenir un besoin en wattxheure/jour : éclairage, réfrigérateur, TV, ordinateur, équipement audio, radio réveil, chargeur de téléphone, ... Je n'ai pas parlé du lave vaisselle ... car je vous laisse le soin d'y penser.

Pour la deuxième étape, il y a deux stratégies :

- la première, quand on n'a pas beaucoup d'expérience de vie en 'indépendance énergétique', ou qu'il s'agit d'une résidence temporaire où l'on est prêt à ajuster sa consommation, c'est d'évaluer au mieux son besoin, et de prendre des batteries solaires plomb ouvert, les plus économiques. Ainsi, on limite son investissement, tout en prenant le risque de solliciter les batteries, et d'être amené à les remplacer au bout de 2 à 3 ans. Mais alors, on a alors le recul et on est prêt à appliquer la deuxième stratégie :

- évaluer précisément ses besoins présents et à 5 ans , cela permet de déterminer en priorité les batteries. Les batteries sont le coeur du système : si l'on veut ajouter des batteries à un parc existant (parce qu'il montre quelques signes de faiblesse), les batteries neuves prennent immédiatement 'l'âge' du parc existant.

La troisième étape est celle du dimensionnement des panneaux : il faut s'assurer que l'on aura de quoi recharger complètement les batteries, faute de quoi, elles s'usent prématurément. En cas de mauvais temps, s'il est prévu de faire tourner un groupe électrogène, mieux vaut donc le faire tourner un peu tous les jours qu'attendre que les batteries soient déchargées...

Ensuite viennent tous les accesssoires.

Des logiciels en ligne vous permettront une première approche de ce dimensionnement: nous vous proposons un lien vers celui de TECSOL ainsi que vers celui de l'INES Ne vous fiez pas forcément aux tarifs indiqués pour les petits et moyens systèmes : ces tarifs, qui peuvent paraître assez dissuasifs, ne tiennent probablement pas compte des baisses de coût récentes et incluent en fait un ensemble de services clés en mains dont on peut dans un certain nombre de cas faire l'économie : comparez avec nos kits pour les petits systèmes.

Pour voir nos produits ou :

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