Hors réseau (site isolé)
La dénomination ‘Site isolé’ traditionnellement utilisée en photovoltaïque signifie que l’installation n’est pas raccordée au réseau public. C’est donc un synonyme de ‘Hors réseau’ : le site est isolé du réseau, généralement isolé aussi géographique, mais il est vrai qu’aujourd’hui nous recevons des demandes de déconnexion réseau. Cela amène généralement à une prise de conscience des consommations électriques inutiles ou inappropriées et à une réduction drastique de la consommation.
Sommaire
Composition d’un système en site isolé :
Il n’est pas traité ici des ‘gros’ systèmes, pour l’alimentation de villages entiers, d’exploitations à caractère industriel ou autres besoins d’énergie importants, pour fermes aquacoles etc. Dans ce cas, la solution que nous préconisons est dite hybride : on couple des systèmes injection réseau à des onduleurs chargeurs et des parcs de batteries. Pour ces applications, consultez-nous. Dans la page qui suit, nous traitons des petites et moyennes installations photovoltaïques, jusqu’à quelques kWc de puissance.
Une installation en site isolé se compose des éléments suivants :
- Les panneaux qui produisent de l’énergie électrique,
- Les batteries qui stockent cette énergie pour la restituer au moment où l’on en a besoin.
- Un régulateur de charge qui permet de contrôler la charge des batteries. Dans les systèmes produisant du courant en 12, 24 ou 48 volts, le régulateur peut aussi contrôler la décharge de la batterie.
- Le câblage et les fusibles ou disjoncteurs assurant la sécurité. Attention, en raison du faible voltage, les courants utilisés sont importants, et les câblages doivent être dimensionnés en conséquence.
- Dans les systèmes d’une certaine taille ou pour des applications spécifiques, on peut choisir de connecter un onduleur aux batteries pour générer du courant alternatif 230 volts.
- Et dans les cas où l’utilisation ne peut être trop réduite en cas de mauvais temps, on y adjoindra un chargeur, qui permettra par exemple de recharger les batteries au moyen d’un groupe électrogène. Le chargeur a pour rôle de contrôler la charge par le groupe, pour éviter une surcharge. Certains équipements remplissent la double fonction ‘onduleur chargeur’.
Première approche du dimensionnement d’un système :
Pour dimensionner un système photovoltaïque en site isolé, il est primordial de bien définir les besoins en énergie électrique et leur répartition dans la journée, la semaine, l’année. On a souvent besoin de plus d’énergie électrique en hiver, lorsque le soleil est le moins généreux (je parle pour nos latitudes et plus au Nord, sous les tropiques ou à l’équateur, la question se pose différemment), pour l’éclairage par exemple.
Cette analyse des besoins est primordiale pour la durabilité de vos batteries : si vous les déchargez trop, vous les ‘cyclez’, ce qui veut dire qu’elle vieillissent. Si vous n’avez pas prévu assez de panneaux, vos batteries ne seront jamais rechargées et vieilliront de manière accélérée.
Les besoins en énergie doivent être étudiés ‘dans la durée’; il est facile de dire : ‘j’ai besoin d’éclairage et d’un peu de télé, 3 heures d’éclairage et 3 heures de télé par jour’ par exemple. Il faut se projeter :
– en hiver, il fait nuit à 5 heures, jour à 9h, est-il irréaliste de compter 9 heures d’éclairage par jour au lieu de 3 ? Ne pas négliger les recouvrements d’éclairage avec la cuisine, la chambre, la salle de bains…
– 3 heures de télé, c’est large, sauf que : avec les infos, les pubs et un film, on a vite fait d’être à 4 heures, sans compter le fan de Rolland Garros ou du tour de France, l’année des JO d’été, des JO d’hiver, … terminer la soirée à la bougie, c’est sympa, mais tout le monde n’appréciera peut-être pas.
– et puis le reste, un peu du confort qu’on a habituellement mais qu’on oublie tellement on y est habitué : radio, mini-chaine, chargeur de téléphone portable, un mixeur, … pour rester dans les petites applications.
– Un réfrigérateur parce que dans une utilisation à l’année, les réfrigérateurs au gaz, c’est bien, mais porter les bouteilles, avec l’âge, ça devient contraignant , et là, il faut y penser avant, c’est un poste important.
Ne croyez pas qu’on n’apprécie pas les réfrigérateurs au gaz : c’est très pratique par exemple pour une habitation temporaire : maison utilisée l’été par exemple. D’ailleurs, je pratique quasiment tous les étés. Du coup, c’est aussi un produit que l’on distribue. Voici une fiche technique décrivant la gamme de SIBIR, fabricant européen.
Réussir son dimensionnement, c’est prendre le temps de bien réfléchir aux besoins. Vous seuls pouvez le définir et décider.
Mon conseil : comme pour les budgets d’entreprises, retenez 3 hypothèses, qui donneront lieu à 3 simulations : économe, moyenne, gaspi (l’effet sur le portefeuille sera en proportion). Ensuite, vous pouvez passer aux simulateurs en ligne ou aux logiciels à télécharger.
Une fois que cela est fait, le reste est facile, vous pouvez passer aux pages suivantes !
Mais juste avant, une petite ouverture, car dans le domaine des énergies renouvelables, il faut éviter les solutions ‘monosources’ :
Un groupe électrogène permet dans un certain nombre de cas de réduire notablement le dimensionnement solaire pour les installations utilisées toute l’année : il jouera son rôle surtout en hiver, rechargeant les batteries quotidiennement pour éviter qu’elles ne se déchargent et limiter leur cyclage. En réduisant le dimensionnement du système, il réduira aussi notablement son coût et évitera un sur-dimensionnement des batteries pour couvrir les besoins de la majorité de l’année. Il est sans doute moins polluant de consommer quelques litres d’essence par an que de devoir changer ses batteries prématurément.
Alternativement, une autre source de courant, comme une éolienne, peut aussi compléter utilement une installation photovoltaïque et limiter l’emploi du groupe électrogène. Attention dans ce cas à choisir une éolienne dotée d’une bonne régulation : une éolienne dotée d’un régulateur bas de gamme a vite fait de générer lors d’une saute de vent une surtension importante qui peut détériorer l’électronique d’un régulateur de charge ou d’un onduleur. L’installation d’une éolienne demande un site ou le vent est stable (les vents changeant lorsque l’éolienne tourne engendre des efforts très importants sur les roulements et les parties tournantes à cause des forces de Coriolis) et il est utile de se renseigner au préalable sur l’entretien que requiert le modèle retenu et le cas échéant la possibilité de le réaliser soi-même. Ou si vous êtes motivé, l’association Tripalium vous propose de la fabriquer vous-même.