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____________________________________________________________ . 16 janvier 2011 L'écolieu « AU PETIT COLIBRI » - Charente - Une ferme
expérimentale « Au Petit Colibri » et une
association pédagogique « Imagine Un Colibri ». Mise au point d'un
micro système d'autonomie photovoltaïque plus efficace donc à moindre coût
Grâce à l'aide financière notamment d'Elisabeth et Patrick, de Hervé et Murielle, … (mais c'est bien sûr grâce à tous ceux qui m'ont aidé, que ce soit directement sur ce thème ou un autre), plusieurs équipements ont pu être achetés et testés en condition réelle pour parvenir à une autonomie électrique.
En voici quelques points clefs que je détaille un peu plus loin :
Evolution à venir : Le couplage avec une éolienne « faible vent » serait idéal d'un point de vue production (vent et soleil se complètent assez bien) mais cela demanderait un coût supplémentaire, un appareillage supplémentaire à surveiller et surtout l'obtention d'un permis de construire du fait que le pilonne doive dépasser les 12 m de hauteurs. Une pré-étude réalisée par une entreprise indique une hauteur de 25 m pour être au-dessus des futurs arbres (20 m) et du fait d'une situation en fond de vallée qui demande à aller chercher les vents un peu plus haut. Autant dire que c'est pas gagné... Pour plus tard peut-être ? Toutefois nous avons la chance en Charente d'avoir un petit constructeur d'éolienne faible-vent qui réalise un travail artisanal pour un rapport qualité/prix exceptionnel.
Le coût écologique du système : Tout cela représente aussi un investissement mais ce n'est rien en comparaison du coût de la gestion des déchets radioactifs de la bombe nucléaire sur laquelle nous sommes tous assis... Certains ne le savent peut-être pas : les déchets et le démantèlement des centrales nucléaires ne sont pas inclus dans le prix facturé directement au consommateur, ce qui permet de faire croire que c'est une énergie économique... Certains n'hésitant pas à dire qu'elle est même propre ! Peut-être qu'un tonneau de déchets radioactifs dans leur jardin les ferait changer d'avis, non ? Globalement aucune énergie n'est propre, que ce soit l'éolien, le photovoltaïque, l'hydraulique, … tout cela génère des déchets plus ou moins recyclables soit à la construction du dispositif soit au recyclage de celui-ci. Les centrales nucléaires en produisent lors de leur construction, de leur fonctionnement et de leur démantèlement ... et je n'en voudrais pas dans mon jardin !!! Le coût monétaire Pour une installation photovoltaïque permettant l'autonomie « relative » (réduite en hiver de nov à février, maximum en été) d'une personne travaillant quotidiennement sur ordinateur avec internet :
Quelques explications techniques : - Les ampoules LED 3Wsont 10 fois moins gourmandes que les anciennes ampoules à filament. Elles éclairent avec un angle de 140 degrés, ce qui leur permet leur efficacité pour un éclairage équivalent à seulement 30W. Mais c'est réellement suffisant pour éclairer correctement l'emplacement où l'on travaille, écrit, mange, ... : bureau, gazinière, lampe au-dessus du lit, petite salle de bain, … Le couplage de plusieurs ampoules réparties dans une même pièce offre un bon éclairage et une solution d'économie d'énergie puisqu'on peut en éteindre certaines inutiles par moment. C'est aussi tout au long de l'année une solution pour sécuriser un éclairage minimum notamment en cas de niveau d'énergie critique de la batterie. Les ampoules 360 degrés à LED ne dépassent pas encore l'équivalent des 55W en filament, les ampoules fluocompactes (2 fois plus gourmande que les LED) sont encore nécessaires pour les puissances d'éclairage importantes ou sinon il faut installer deux ampoules LED 55W dans la pièce. Attention : il existe des mauvaises fabrications de LED - le mini-ordinateur portable (un Samsung Notebook N150PLUS) permet tout autant une gestion à deux niveaux. J'utilise mon ordinateur portable classique, plus puissant et avec un grand écran, lorsque j'ai suffisamment d'énergie ou ponctuellement pour un logiciel qui demande trop de puissance pour être installé sur le mini-ordinateur. Le mini-ordinateur peut être configuré pour une consommation minimale de 10W en moyenne (extinction écran et disque dur si inactivité de l'utilisateur). Même au plus bas de son régime il permet une large utilisation : internet, traitement de texte, visionnage d'un film, … seul les gros logiciels pour le traitement d'image, la numérisation de flux vidéo, les jeux, … ne sont pas possibles. Intégrant une souris (touch-pad) permettant facilement de zoomer l'affichage à la demande, on peut travailler sans se faire mal aux yeux alors que l'écran est petit. Seul
bémol, il nécessite un lecteur DVD externe, qui ne coûte pas bien
cher cependant. - les batteries longue durée (GEL) sont adaptéea au cycle fréquent de charge/décharge. Les batteries classique au plomb de nos voitures ne tiennent pas longtemps. Les batteries AGM sont une amélioration des batteries de voiture mais ne fonctionnent pas aussi bien que les batteries GEL dans le cadre spécifique de l'électrification d'une maison. Il existe plusieurs niveaux de technologie en batterie GEL. Un compromis doit être trouvé entre coût, durée de vie, quantité d'énergie stockée et consommation. De façon générale, la technologie GEL donnent aux batteries le grand avantage de moins souffrir de rester déchargées pendant plusieurs jours et d'accepter un plus grand nombre de cycles de charge/décharge, cause première du vieillissement de la batterie. Toutefois comme pour les batteries au plomb, il est conseillé en utilisation quotidienne de ne pas consommer plus de 15% de la batterie afin d'augmenter sa durée de vie. Mais les batteries GEL acceptent des déchargent de 50% et même de 100% sans les graves dommages que subissent habituellement les batteries au plomb. On ne peut toutefois en abuser au risque d'écourter la durée de vie des batteries GEL. La durée de vie peut être de 3 à 5 ans, voir 10 ans pour les batteries GEL tubulaires bien utilisées. Une batterie GEL de 210 AH comme celle que j'ai choisi est une très faible valeur mais permet déjà d'expérimenter un minimum d'autonomie en hiver grâce aux différents autres dispositifs du système. Repères de consommation : > 15% d'une batterie de 210AH = 31,50 AH soit environ 380Wh d'énergie à 12Volts. > 380Wh d'énergie permettent : une ampoule LED (3W) + un mini-portable (10W en mode eco) + le convertisseur 12V/220V (4W grand maximum) pendant 21 heures : à raison de 4h d'utilisation par jour, cela donne 5 jours par emaine d'autonomie par temps très gris où les panneaux ne produiraient pas en journée. > or même par temps gris, un panneau orienté face au ciel produit un peu (mais rien si c'est des nuages bien noirs...) D'où l'intérêt de pouvoir l'orienter facilement pour le passer d'une position proche de la verticale - soleil d'hiver bas - à une position proche de l'horizontale - lumière diffuse venant du ciel par temps nuageux. Le panneau de 200W va produire peu et pendant peu de temps puisque le jour est court en hiver. Prenons 5% de sa puissance, 10W, pendant 3h : on obtient 30Wh d'énergie par jour. C'est l'équivalent de 10h d'ampoule LED 3W par jour ou 1h40 de mini-portable+LED+convertisseur. > par conséquent, moyennant de descendre à ce niveau d'énergie, il est possible de faire face aux périodes les plus critiques de l'hiver c'est à dire par exemple 3 SEMAINES DE PLUIES... Note : les calculs d'énergie avec ce type d'énergie très fluctuantes (soleil, vent, ...) ne peuvent pas être fait avec précision, ce sont nécessairement des approximations. C'est aussi pour cette raison qu'il est bien utile d'avoir un contrôleur de batterie performant qui donne en direct les productions et consommations réelles de l'installation. - contrôleur de batterie BMV 600 : une meilleure compréhension des cycles de charges/décharges des batteries m'a conforté dans l'idée que pour pouvoir être autonome en hiver sans une installation coûteuse, il faut pouvoir connaître avec précision le niveau d'énergie de ses batteries. C'est également important pour s'assurer une longue durée de vie aux batteries qui ne doivent pas être déchargée à plus de 15%, sauf exceptionnellement. Ainsi même en hiver, période d'ensoleillement faible et très aléatoire, on peut adapter sa consommation et alors conserver une autonomie. Il existe des contrôleur de batterie réellement efficace pour cela, tel le BMV 600. Je l'installerai en 2011. Ce contrôleur possède de nombreuses fonctions comme l'avertissement sonore lorsqu'on atteint le niveau de décharge de la batterie que l'on s'est fixé. Il donne aussi la production instantané d'énergie produite par les panneaux (on le branche entre le régulateur MPPT et la batterie), du coup il peut nous apprendre comment orienter à l'optimum nos panneaux par temps nuageux. Par un ciel clair il suffit évidemment de mettre le panneau face au soleil... - Mes panneaux photovoltaïque totalisent 200 Watts, c'est peu par rapport aux installations classiques (1000 Watts et 20 000 euros pour une installation complète) mais suffisant dans le cadre de mon installation avec suivi du soleil, équipements économes et contrôle de l'énergie disponible. Bien sûr en hiver les belles journées ensoleillées sont particulièrement attendues... pour recharger les batteries, qui je le rappelle ne doivent pas être déchargées à plus de 15% de leur capacité. L'efficacité d'un panneau diminue avec les poussières qui se déposent à sa surface, il est donc judicieux de l'avoir à porter de main plutôt que d'avoir à grimper sur le toit pour le nettoyer. L'efficacité diminue aussi avec les années mais lentement : au bout de 20 ans, un panneau a perdu 20% de son efficacité. Le dispositif de suivi du soleil doit être actionné manuellement. Vu que le soleil bouge, je dois aller ré-orienter les panneaux 2 à 3 fois dans la journée, suivant ma présence et mon besoin d'énergie. Par conséquent, il faut veiller à installer les panneaux le plus proche de l'entrée de la maison et idéalement visibles de l'intérieur de la maison afin d'y penser en le voyant.
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