Solaire Diffusion

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Dimensionnement d'un système.

Voici comment on dimensionne un kit site isolé :

1 - Déterminer les besoins, les apports, et les transformer en une solution.

La première présentation de la détermination des besoins se trouve à l'onglet précédent, si vous ne l'avez pas fait, prenez le temps de le lire, il est important.

Il faut tout d'abord analyser ses besoins en énergie, en considérant le cas le plus défavorable : 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 week-end permettra d'utiliser moins de panneaux photovoltaïques car on recharge les batteries solaires durant toute la semaine. Un outil très pratique pour ne rien oublié est disponible sur le site en ligne de TECSOL (un des tous premiers Bureau d'Etude français en photovoltaïque). Pour des raisons pratiques, on vous le mets à disposition en téléchargement ici.  Ce besoin permet de déterminer dans un premier temps la puissance crête des panneaux photovoltaïque de l'installation (la puissance que le panneau est capable de fournir sous ensoleillement nominal, en watt crête, est couramment appelée puissance en watts, par abus de langage ou ... manque de compréhension).

Ensuite on décide de son besoin en autonomie (nombre de jours sans soleil durant lesquels on exige un fonctionnement 'sur batteries' du système, pour couvrir les périodes de mauvais temps). Un jour d'autonomie correspond en première approche à 2 jours de mauvais temps. Ce besoin est un des facteurs de détermination de la taille des batteries, mais on peut aussi ajuster sa consommation en cas de mauvais temps, ce qui permet de diminuer la capacité des batteries à installer, ou d'augmenter l'autonomie des batteries en place ; la question est : ' Aura-t-on vraiment envie de réduire sa consommation, pendant des années, lorsqu'il fait mauvais ? '. Par défaut, le logiciel de TECSOL propose 6 jours d'autonomie.

La possibilité d'appoint : il est important, surtout pour les sites utilisés été comme hiver. On fournit un % en moyenne annuelle. Bien sûr, l'utilisation se fera en très grande partie l'hiver. Faites plusieurs simulation pour voir l'impact de ce paramètre : 10% d'appoint correspond sans doute à fournir 50% de l'énergie requise le mois le plus défavorable et 25% de l'énergie requise pendant les 2 autres mois les plus défavorables... Je n'ai pas vérifié dans toutes les configurations, faites l'essai, vous verrez !

Les logiciels en ligne vous permettront une première approche de ce dimensionnement : nous vous proposons un lien vers celui de TECSOL. Ce logiciel a été défini à l'origine pour pré-évaluer la rentabilité d'une alimentation autonome comparée à l'investissement dans un raccordement au réseau lorsqu'on se situe en site isolé. 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 : envoyez-nous votre simulation par email, nous vous ferons une offre.

Visitez aussi les logiciels de l'INES, plus théoriques, mais plus simples d'utilisation.

Et si vous aimez les calculs et les formules, je vous propose le dossier de l'association 'EnergieSolidaires' , scolaire mais précis !

2 - Quelques exemples de dimensionnement :

Il est difficile de savoir à l'avance comment va évoluer le besoin dès qu'on va disposer d'électricité , il est donc conseillé de faire 3 hypothèses en se basant par exemple sur les fiches Tecsol, matrice vierge à télécharger ici . La première hypothèse est l'hypothèse minimale : dites ce qui vous manque cruellement aujourd'hui. La seconde est l'hypothèse moyenne : ce qu'il serait pratique d'avoir à disposition. La troisième est l'hypothèse maximale :  je veux tout, et je suis prêt à payer pour ... ou pas .

Par exemple :

Hypothèse 1 : j'ai besoin d'éclairage, le réfrigérateur est au gaz, je recharge mon portable au travail ou j'ai un adaptateur 12V. Une idée : un panneau de 50wc, un régulateur de charge pas cher, une batterie 100 Ah.

Hypothèse 21 : j'ai besoin d'éclairage, une télé ou un ordinateur 2 h par jour, je veux aussi recharger mon portable, et utiliser un petit sèche cheveux et un petit mixeur. Réfrigérateur gaz. On sait lever le pied quand il fait gris, du coup, pas de groupe électrogène. Une idée : un panneau 90 wc, un régulateur de charge, 2 batteries de 100 à 130 Ah, un onduleur pur sinus 500 w. Pour les réfrigérateurs gaz, consultez-nous, ça sera bientôt en ligne, mais pour le moment, on le fait au coup par coup. Avantage : avec un onduleur de qualité, on peut passer aussi l'éclairage en 230v : ampoules économie d'énergie ou LEDs plus faciles à trouver à proximité, quoique maintenant, avec notre boutique en ligne, c'est devenu beaucoup plus simple.

Hypothèse 22 : idem, mais réfrigérateur 230V classe A+++. Une idée : 700 Wc de panneaux, un bon régulateur de charge, 400 Ah de batteries, un onduleur pur sinus de 500 ou 1000 w. Le réfrigérateur doit tourner tout le temps, du coup, on va prévoir un petit groupe électrogène. Le réfrigérateur plombe le système, mais vous économisez une bouteille de gaz toutes les 3 semaines, et son changement, et l'achat du réfrigérateur gaz... Variante : le réfrigérateur 12 V de Steca, dans ce cas on reste avec un petit onduleur, mais 2 réseaux dans la maison : un 12 VCC et un 230VAC.

Hypothèse 3 : je veux la même chose qu'en raccordé réseau, mais sans centrale nucléaire (généralement, il n'y a pas la place dans le jardin). Prenez le formulaire et cochez. Vous allez passer à 1000 ou 2000 Wc de panneaux, voire plus; un onduleur chargeur de 1 à 3 kwc, un ou plusieurs régulateurs de charge haut de gamme, de type TAROM chez Steca par exemple , avec les équipements d'optimisation de la charge (shunt)  l'ordre de grandeur de la capacité batterie sera de 500 à 1000 Ah en 12V en 24 V, voire en 48 V. Il sera recommandé de passer en blocs de 2V, plus robustes, et un groupe électrogène sera obligatoire, sauf si vous savez lever le pied drastiquement en cas de période de mauvais temps persistant , pour ne garder que la base : éclairage et réfrigération, voire circulateur du chauffage et alimentation du poêle ou de la chaudière.

3 - Une possibilité à prendre en compte si vous voulez partir sur un 'gros' système :

Avant de vous lancer dans un achat de type 3, dites vous bien qu'il vous faudra y réfléchir à 2 fois : vous partez pour 10 ans et plus. Et il est difficile de modifier une installation 3 ans après :

- côté panneaux, vous n'êtes pas sûr de retrouver les mêmes panneaux, il faut donc reprendre aussi un régulateur supplémentaire et un shunt qui n'auraient peut-être pas été nécessaires en anticipant.

- côté batteries : si vous changez, c'est parce que vous voyez que les batteries se déchargent un peu trop rapidement, vous les avez déjà cyclées, en d'autre termes elles on vieilli. Et il n'est pas top de brancher des batteries neuves sur un parc de vieilles batteries : les neuves prennent l'âge des vieilles très rapidement.

En conclusion : la définition des besoins est très importantes quand on part sur un gros système, il faut se demander comment pourraient évoluer les besoins dans 1, 5 , 10 ans. Ça vaut la peine d'y réfléchir en famille une demi journée, ou plus, de laisser quelques nuits passer. Une alternative est de prendre un système du type 'hypothèse 2' où les batteries dureront 3 à 7 ans selon votre usage, et de faire à nouveau le point au bout de 3 à 7 ans plus tard, ça procure un certain recul et une bonne expérience. Et si vos batteries ont tenu 7 ans, c'est que le dimensionnement initial n'était pas trop mauvais !