Le blog Au pied du chêne

Tiny house lever de soleil panneaux solaires conduit de cheminée

 

Comment devenir autonome en électricité ?

 

Découvrez à travers cette série d’articles comment je suis devenu autonome en électricité au sein de mon lieu de vie.

 

  1. Une introduction à une série d’articles sur l’autonomie électrique

  2. Pourquoi devenir autonome en électricité ?
  3. Être autonome en énergie, par où débuter son projet ?
  4. Comment étudier sa consommation électrique ?
  5. Quelle source d’énergie choisir pour sa production d’électricité ?
  6. Stocker l’énergie pour la consommer aux heures de non-production
  7. Comment bien dimensionner son outil de production et de stockage d'énergie ?
  8. Un cerveau intelligent pour gérer votre production et votre consommation d’électricité
  9. Devenir autonome en électricité c’est donc plusieurs éléments à prendre en compte

 

Une introduction à une série d’articles sur l’autonomie électrique

 

Au moment de débuter cette série sur l’autonomie en électricité, je me suis demandé comment la rédiger. Comment la structurer ? Jusqu’à quel niveau de détail devais-je aller ? Une infinité de questions émergea dans mon esprit.

 

Des articles sur l'autonomie électrique, il en existe des dizaines, des centaines même. Comment pouvais-je donc apporter une vision différente et intéressante sur un sujet déjà plus que décortiqué ? Pour concevoir mon installation autonome en électricité, je m'étais moi-même aidé et inspiré d’articles, de livres même, alors que pouvais-je dire de plus ?

 

J'ai donc commencé à rédiger ce premier billet, de manière très ordonnée au début, en me fixant une trame précise à respecter. Rapidement, quelque chose n’allait pas, je n’arrivais pas à avancer. Je trouvais mon texte « trop scolaire », « trop générique ».

 

J’ai créé ce blog pour partager mes expériences, mais aussi, car j’aime écrire. Il était donc impensable pour moi de rédiger un billet sur un thème qui me tient à cœur sans que je prenne plaisir à l'écrire.

 

Sur le thème de l’autonomie électrique, on trouve de tout. Cela va du point de vue ultra précis du scientifique à celui du bricoleur partageant ses expérimentations dans le domaine. J’ai donc changé d’avis en abandonnant ma trame. Je répondrai à cette question au fil de ma plume en vous racontant, tout simplement, mon cheminement personnel, avec comme toujours, mes retours d’expériences, mes avis très personnels, ainsi que des informations techniques.

 

Je vous partagerai les difficultés que j’ai rencontrées au début pour comprendre tous les aspects techniques de l’autonomie électrique. Mais aussi, comment petit à petit, j'ai pu concevoir une installation autonome fonctionnelle et dimensionnée selon mes besoins.

 

Finalement, cet article sera l’introduction d'une série de plusieurs billets où j'aborderai dans chacun, des points de détails avec plus de précisions et d'explications.

 

Pourquoi devenir autonome en électricité ?

 

Cette idée de devenir autosuffisant dans ma consommation d’électricité ne m'est pas venue un matin comme l'envie d'un bon petit déjeuner. Nous concevions avec ma femme notre Tiny House et devions réfléchir à notre confort de vie. La question de comment faire fonctionner nos appareils électriques s'est donc rapidement posée.

 

Désireux d'être autonome en électricité, nous devions trouver une solution afin de produire cette source d’énergie. Cela m'amène donc à évoquer les différentes raisons qui peuvent nous pousser à nous lancer dans un projet d’autonomie électrique.

 

Réduire votre facture d’électricité, s’affranchir de la crise énergétique, être plus responsable de sa production et de sa consommation d’électricité...

 

Que ce soit pour une raison financière afin de réduire ses factures énergétiques ou comme dans mon cas, pour répondre à une volonté personnelle, il pourra exister une multitude de raisons vous menant vers un tel projet d’autonomie.

 

Je dirai que pour ma part, ce fut un mélange des deux raisons évoquées plus haut, mais aussi la volonté de me rapprocher de la réalité de la vie et de la nature. Lorsque je consomme de l'énergie, j’aime savoir d’où elle vient, comment est-elle produite, en quelle quantité et pour combien de temps encore pourra-t-elle être exploitée ?

 

En réalité, ce projet faisait finalement écho avec mon désir de me rapprocher de la valeur des choses.

 

Coffret électrique avec un onduleur hybride et un transformateur de courant

Avant d'en arriver à installer ses équipements pour devenir autonome en électricité, il y a eu plusieurs heures de recherches et de questionnements...

 

Être autonome en énergie, par où débuter son projet ?

 

Cette question, je me la suis posée dès mes premières recherches sur le sujet et selon moi, il n’y a pas de méthodes idéales.

 

Certains diront qu'il faut d'abord estimer toutes les consommations de ses équipements électriques. D'autres, que plus nous pourrons produire d’énergie, mieux nous nous porterons. Et certains, comme moi, n’en savaient rien. Finalement, je débutais des trois manières...

 

Comment étudier sa consommation électrique ?

 

À l'époque, nous vivions dans un appartement de 70m2 tout électrique. Chauffe-eau, chauffage, plaque de cuisson à induction, machine à laver, ordinateurs, télévision, téléphone, appareils électroménagers, autant de points de consommations à estimer.

Malheureusement, vos factures d'électricités ne vous révèlent pas la part consommée de chaque appareil... Et mes recherches sur internet m’ont mené dans un méandre d’informations parfois contradictoires et aux unités au sens mystérieux pour certaines. Ce sera donc l’objet d’un article de cette série : comment décortiquer et évaluer sa consommation et surtout la consommation de ses appareils électriques ?

 

Lister ses appareils électriques

 

Pour en revenir à mon projet, nous allions construire une Tiny House et dans ce type de petit habitat léger, vous êtes rapidement obligé de tirer un trait sur beaucoup de vos équipements électriques. Et cela, avant même de vous poser la question de la production ou de la consommation d'électricité.

 

Exit donc la machine à laver et les dizaines d'appareils électroménagers. Je vivrai mon retour aux sources avec un bon fouet manuel pour les gâteaux. Les gâteaux d'ailleurs... Peut-on intégrer un four dans une Tiny House ?

 

Oui, si vous êtes connecté à une source d'énergie pouvant délivrer 2000W durant plus d’une heure (2kWh). Un câble connecté au réseau public EDF, un groupe électrogène, ou une grosse installation de panneaux photovoltaïques suffiraient. Oui, c'est donc possible. Mais est-ce vraiment nécessaire, autant d'investissement, autant de puissance pour un simple gâteau ou gratin ?

 

Se repérer dans le méandre des unités et des valeurs de consommations des appareils électroménagers

 

Comme je vous le disais, on débute un peu tout à la fois lorsque l’on se lance dans un projet d'autonomie. On se perd, on se mélange, on recommence, mais toujours on avance, car petit à petit un fil conducteur se dessine.

 

Sont donc venus dans cette phase de recherche, les questionnements concernant les appareils électriques indispensables pour nous. L'autonomie, c'est aussi une remise en question personnelle sur son mode de vie, sa consommation, et sa vision des priorités dans la vie. Cette phase fut très enrichissante pour moi.

 

Faire le tri des appareils indispensables et dispensables

 

Nous devions donc d’abord sélectionner les appareils que nous souhaitions garder dans notre Tiny House. Ensuite, je choisirai en fonction des solutions de productions d'énergie s’offrant à nous, ce que nous pourrons définitivement garder et ce que nous devrons éliminer. Cette partie effectuée, je pourrai débuter le dimensionnement de mon installation d’autonomie électrique.

 

  • Adieu machine à laver, tu prends malheureusement trop de place.
  • Révérence mon beau fer à repasser, tu demandes trop de puissance (2600W) et de toute manière, je n'aimais pas repasser...
  • Aurevoir petit électroménager de cuisine... Sauf toi, mon petit mixeur. Tu ne demandes pas trop de puissance (500W), je dois pouvoir te garder.
  • Réfrigérateur ? Un petit modèle suffira.
  • Chauffage électrique ? Nous te troquerons contre un bon poêle à bois. Un modèle avec four, solution toute bête pour joindre l’utile à l’agréable. Bonjour le doux rayonnement du chauffage au bois et la lente cuisson d’un succulent gratin de crozets...
  • Les ordinateurs ? Vous resterez avec nous, j'ai des articles à rédiger et des travaux à mener tout de même !
  • Télévision ? Tu seras remplacée par le lointain rêve d’une salle de cinéma personnelle avec l’installation d’un vidéo projecteur. Un luxe, car tu consommes beaucoup, mais je fais le choix de cette concession et au moins je n’aurais plus besoin de dépenser des places hors de prix au cinéma...
  • Ma douce plaque de cuisson à induction ? Ta forte puissance de 2600W ne te met pas dans une bonne position... Une plaque au gaz ? C’est une alternative intéressante, car avec toi, je pourrai expérimenter de produire mon propre gaz. Intéressant... La corvée de bouteille de gaz suffira donc pour débuter.
  • Et pour l'eau ? Il me faudrait une pompe pour amener l'eau dans mes robinets. Bienvenue à toi alors petite pompe. Je vais devoir regarder combien tu consommes avant de te choisir définitivement.

 

Voici en quelques lignes le raisonnement qui s'est naturellement imposé. Dans mon cas, je vis en Tiny House, mais pour une maison neuve ou existante, il restera le même. Il convient de lister son matériel et d'estimer leur consommation. Chez-moi, le tri fut imposé par la taille de mon habitat avant même leur consommation. Comme précisé plus haut, un article spécifique de la série sera dédié à ce sujet pour apporter toutes les notions techniques nécessaires.

 

Quelle source d’énergie choisir pour sa production d’électricité ?

 

J'ai longuement arpenté les méandres d’internet à la recherche de sources d'énergies alternatives. Peut-être utopiste, je me disais qu'il devait bien exister autre chose que ce que nous propose l’industrie de l’énergie.

 

J’avais déjà eu vent de personnes ayant trouvé des concepts intéressants mystérieusement retournés au placard ou dont l’industriel ayant racheté le brevet une fortune n’avait jamais donné de nouvelles à son propos.

 

J'avais la sensation d'être volontairement envoyé dans un entonnoir destiné à nourrir toujours plus les industriels. Je découvrais à chaque fois les mêmes fabricants cachés derrière des dizaines de sociétés différentes, et je retombais perpétuellement sur des solutions que je jugeais être des demi-solutions.

 

Soyons lucide, quel industriel serait d'accord d'accepter l'apparition d'une source d'énergie alternative qui ferait tomber tout son business ?

 

Panneaux solaires, éoliennes, géothermie, biogaz...

 

Je rangeais donc, non sans déceptions, mon idée de trouver un génie incompris pour me rabattre sur les solutions faussement écologiques vendues par nos chers industriels, panneaux solaires et éoliennes par exemple. Je passe volontairement le biogaz et la géothermie qui étaient à mes yeux des sources plus complexes à mettre en œuvre à ma petite échelle, mais qui feront, pour le biogaz l'objet d'un article, car je compte bien mener quelques expériences sur cette source d'énergie, notamment pour ma plaque de cuisson et mon chauffe-eau.

 

Je me suis alors rapidement rendu compte que les panneaux solaires ou les éoliennes n'étaient pas la solution miracle.

 

Pour les panneaux photovoltaïques, la production se réalise la journée quand nous avons le moins besoin d'énergie. Ils doivent être orientés selon un angle optimal afin d’atteindre durant un court laps de temps de la journée leur production maximale. Il y a donc un compromis à trouver entre la configuration du lieu d’installation des panneaux solaires et leur position optimale conseillée.

 

Quant aux éoliennes, elles dépendent du vent, facteur, selon moi à l'époque, encore moins maîtrisable que le soleil.

 

Finalement, la solution de pose de panneaux solaires s’est quelque peu imposée à moi sans que je puisse faire autrement. Des compromis comme toujours... D'ailleurs, cela avait ravivé ma volonté de trouver une source alternative découverte par un génie incompris, mais je dus me raviser encore une fois...

 

S'adapter à la source d’énergie plutôt que de l’adapter à notre consommation

 

J'ai donc vite compris que si je voulais être autonome en électricité, ce devait être à moi de m’adapter à la source d'énergie plutôt qu'elle. Se rapprocher de la valeur des choses, c'est bien ce que je désirais finalement.

 

Mais la nuit ? Au pied du chêne, il faut quand même s'éclairer pour lire un bon livre ou un bel article. J'ai donc compris ensuite que je devrai stocker l'énergie produite la journée afin de la consommer aux heures où j'en aurai besoin.

 

Batterie LiFePO4 cables de connexions autonomie électrique

Utiliser un parc de batteries est l'une des solutions pour stocker de l'énergie.

 

Stocker l’énergie pour la consommer aux heures de non-production

 

Stocker... Comment la stocker ? Je tombais à ce moment-là sur la deuxième fausse solution écologique, les batteries !

Une batterie permet de stocker l'énergie produite la journée afin de la restituer aux heures de non ou de faible production, le soir, la nuit ou par jours de mauvais temps.

Est donc venu le besoin de dimensionner une batterie capable de stocker suffisamment d'énergie pour plusieurs jours de disette. Encore un nouveau sujet sur lequel devoir se renseigner afin de bien comprendre comment réaliser une installation autonome fonctionnelle. Cette partie également fera l’objet d’un article.

 

Comment bien dimensionner son outil de production et de stockage d'énergie ?

 

Après avoir compris que je devais m'adapter à mon outil de production, j'ai donc essayé de le dimensionner.

 

Dimensionner le bon nombre de panneaux solaires en fonction de ses besoins

 

Sur une Tiny House, c’est assez simple. La petite surface de la toiture impose directement le nombre maximal de panneaux solaires. Pour ma part, je pouvais en installer quatre.

 

J’aurais pu également imaginer installer mes panneaux solaires directement sur le sol. J’aurais pu alors en mettre plus et mieux les orienter par rapport au soleil. J’aurais eu une meilleure production, plus importante, mais il aurait aussi fallu augmenter mon installation de stockage, un cout supplémentaire pour un gain finalement peu nécessaire. De plus, nous ne voulions pas dénaturer l'environnement et le paysage autour de nous.

 

La solution des quatre panneaux sur le toit nous parut donc la plus adaptée à notre besoin et nos critères. Là encore, tous les choix sont possibles. Ils doivent juste être en accord avec vous-même.

 

S’il s’agit d’une maison, cela devient tout autre. Vous pouvez vous amuser à trouver le meilleur compromis entre votre besoin, votre budget et votre surface de toiture disponible. C'est là où le bon sens doit primer selon moi. Inutile de faire plus, lorsque l'on peut faire juste. Je garde cette vision des choses bien en tête pour chacun de mes projets.

 

Orienter ses panneaux solaires vers le sud pour une meilleure production

 

Vient ensuite l'orientation des panneaux photovoltaïques, l'idéal étant vers le sud pour profiter d’un maximum d’ensoleillement. Pas de chance, notre Tiny House sera orientée soleil levant, à l'est. Le toit de notre maison allait avoir deux pans, l'un orienté vers l'est et l'autre vers l'ouest. En soi, mon cas était idéal pour expérimenter la production de panneaux solaires installés dans une orientation peu optimale. Et la configuration m’étant finalement imposée, je ne pouvais faire autrement.

 

Court retour d’expérience après un an et demi de vie en Tiny House autonome

 

Petit retour d’expérience, car à l’heure où je rédige cet article, nous vivons dans notre Tiny House depuis plus d’un an et demi. Cette disposition est tout compte fait intéressante. En fonction de la journée, j'ai toujours au minimum deux panneaux en production.

 

Au pic de la journée, ils me génèrent une production instantanée de 800W l’été et de 500W l'hiver. Sachant qu’à eux quatre, dans une position idéale, ils pourraient produire 1200W d’électricité, je suis loin du compte. Et pourtant, avec mon installation suffisamment dimensionnée par rapport à ma consommation, nous pouvons tenir quatre jours sans soleil l’hiver, sans avoir besoin de recharger les batteries avec un groupe électrogène. Nous avons dû l’utiliser seulement quatre fois l’hiver dernier, car nous avons traversé trois semaines de pluies sans interruption.

 

L’hiver, le soleil est plus bas. La production est donc plus faible que l’été. Et pourtant, avec cette production instantanée couplée à une batterie Lithium 24V d’une capacité de 200Ah, nous pouvons bricoler en plein hiver avec des outils comme une scie circulaire.

 

Notre rendement n’est bien entendu pas exceptionnel et une installation orientée sud sera toujours à privilégier. Mais notre configuration montre qu’avec un bon dimensionnement, nous pouvons arriver malgré tout à être proches de l’autonomie totale en électricité.

 

Devenir autonome en électricité c’est trouver un compromis entre la théorie et la réalité

 

Contraints par la configuration de mon lieu de vie, nous conviendrons que la disposition de mes panneaux solaires n'est pas idéale. Il existe comme toujours la théorie et la pratique. C'est pour cela que selon moi, il faut se fier aux valeurs théoriques qu'à titre de base de calcul pour dimensionner votre installation. Le dimensionnement des panneaux solaires fera aussi l’objet d’un article dédié au sein de cette série.

 

Il faut aussi se méfier des slogans commerciaux qui vous vendront monts et merveilles avec des kits solaires complets. Une même installation pourra produire du simple ou double en fonction du lieu où elle est installée. Du bon sens... Toujours du bon sens.

 

Selon moi, il n'y a pas d'idéal. L'idéal se trouve dans le point de convergence entre répondre aux contraintes du lieu, votre consommation personnelle et son optimisation.

 

Finalement, je remercie les industriels pour m’avoir proposé - à mon sens - des demi-solutions. Ainsi, j’ai dû me remettre en question. Car me serais-je posé toutes ces questions si j’avais à ma disposition une source d’énergie infinie ?

 

Onduleur hybride qui tranforme le courant électrique et gère la charge des batteries

L'onduleur hybride va tranformer le courant et gérer la charge de votre parc de batteries.

 

 

Un cerveau intelligent pour gérer votre production et votre consommation d’électricité

 

Une batterie et un panneau solaire génèrent un courant continu. Or, nos appareils électriques utilisent un courant alternatif. Il est donc nécessaire d’installer un système qui va gérer intelligemment votre production et votre consommation d’électricité. Ce système doit pouvoir transformer le courant continu en courant alternatif pour votre usage personnel. Mais il doit aussi savoir gérer la charge et la décharge de la batterie, à quel endroit puiser l’énergie (l’installation photovoltaïque ou les batteries ou les deux en même temps).

 

Toutes ces fonctionnalités indispensables sont regroupées dans ce que l’on nomme un onduleur hybride. Il fera le travail de transformateur et de chargeur en un seul et même équipement. Il existe aussi en plusieurs équipements distincts afin d’optimiser encore mieux son installation en fonction de votre besoin.

 

Cet équipement fait partie du matériel indispensable pour devenir autonome en électricité, il est important de bien le dimensionner.

 

Pour ma part, j’ai fait le choix initial d’un onduleur hybride capable de fournir 3kW, puissance largement suffisante pour les appareils électriques que nous avions souhaité garder. Un billet spécifique sera dédié à son dimensionnement.

 

Devenir autonome en électricité c’est donc plusieurs éléments à prendre en compte

 

Pour résumer, il est donc important d’analyser votre consommation et de savoir à quel endroit celle-ci peut être optimisée.

 

Il est également nécessaire d’étudier la configuration de votre lieu d’installation afin d’estimer objectivement (et non théoriquement) la production que vous pouvez tirer de votre installation de panneaux solaires.

 

Dimensionner un système de stockage (un parc de batteries par exemple) vous permettra d’augmenter considérablement votre autonomie en électricité et de pallier aux jours de faible ou de non-production.

 

Toute cette installation devra être pilotée par un système qui gérera la charge de votre parc de batteries, la transformation du courant continu en courant alternatif et la gestion intelligente des sources d’énergies électriques.

 

Cette introduction s’achève ici. Je vous invite à découvrir les articles de cette série qui vous permettront de mieux comprendre les aspects techniques à prendre en compte afin de devenir autonomes en électricité.

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