ÉLECTRICITÉ SOLAIRE
Des solutions pour gagner en autonomie !
SOMMAIRE EN PRÉAMBULE ................................................................. 4 LES AUTEURS ....................................................................... 5 LA PAROLE À ........................................................................ 6 L’ÉLECTRICITÉ EN BREF.................................................... 8 Symboles, unités, puissance et énergie............................... 8 Énergie consommée par quelques appareils du quotidien .... 9 Capacité de quelques batteries du quotidien ................... 11 POURQUOI PRODUIRE SON ÉLECTRICITÉ ? ........... 12 Un réseau vieillissant ........................................................... 12 Un mode de vie électrique ................................................... 13 Délocalisation de la pollution .............................................14 L’effet rebond ........................................................................14 Jouer à la sobriété ................................................................14 PRODUIRE SON ÉLECTRICITÉ POUR QUOI ? ........... 16 COMMENT PRODUIT-ON DE L’ÉLECTRICITÉ ? ........ 19 L’éolien ......................................................................................... 20 Les microturbines ...................................................................... 20 Le biogaz ...................................................................................... 21 Le solaire photovoltaïque ........................................................ 22 VIVRE AVEC UNE ÉNERGIE INTERMITTENTE ......... 24 Stocker l’énergie .................................................................. 25 Le stockage mécanique ................................................................................ 25 L’hydrogène .................................................................................................. 26 Le stockage électrochimique....................................................................... 26 L’énergie directe ...................................................................27
SE PRÉPARER AVANT DE SE LANCER ......................... 29 Est-ce dangereux ? .............................................................. 30 Est-ce légal ? ......................................................................... 31 De combien d’énergie a-t-on besoin ?................................ 31 Où installer ses panneaux solaires ? ................................. 33 Combien de panneaux solaires faut-il installer ? ........... 36 Électricité solaire directe ............................................................................. 37 Limites de l’électricité solaire directe ......................................................... 39 Combien faut-il de batteries ? ........................................... 39 Les régulateurs de charge .................................................. 42 Contrôleur de batterie ................................................................................. 43 Protecteur de batterie 44 Régulateur PWM, MPPT ........................................................................... 44 Est-ce qu’il faut un onduleur ? ........................................... 45 Les protections électriques ................................................ 46 Les câbles électriques ......................................................... 47 RÉALISER UNE PETITE INSTALLATION PHOTO VOLTAÏQUE ........................... 49 Où trouver le matériel nécessaire ? .................................. 49 Panneaux, batteries et câbles 50 Les limites du réemploi ............................................................................... 50 Liste de matériel nécessaire ................................................ 51 Se lancer dans l’installation .............................................. 55 Ordre de montage ........................................................................................ 55 La structure support des panneaux solaires ............................................... 55 Les batteries .................................................................................................. 56 VIVRE AVEC LE SOLEIL ................................................... 57 Vivre avec la météo .............................................................. 57 Prendre soin de ses réserves ............................................... 58 Prendre soin de ses panneaux ............................................ 60 Attention, dehors c’est dangereux .................................... 60 CONCLUSION .................................................................... 61 POUR ALLER PLUS LOIN ................................................. 62
L’ÉLECTRICITÉ EN BREF
Symboles, unités, puissance et énergie
Pour mieux manœuvrer dans le livre, voici quelques notions importantes.
U : la tension, en volt (V) est une différence de potentiel, de « hauteur électrique ». Dans les maisons, appartements et bureaux, elle est de 230 V. Les batteries de voiture et les allume-cigares sont en général en 12 V, les prises USB en 5 V.
I : l’intensité du courant, en ampère (A), est la quantité d’électricité qui traverse la section du conducteur 1 par unité de temps. Chaque appareil « appelle » l’intensité dont il a besoin. En 230 V, un four va « demander » 18 A, une ampoule 30 mA.
AC/DC : le courant est soit alternatif (AC) soit continu (DC ou CC). Dans l’enceinte domestique, on utilise du 230 V AC, les batteries et l’USB sont respectivement en 12 V DC et 5 V DC.
P : la puissance, en watt (W), est le produit de la tension et de l’intensité (P = U × I), c’est la variation d’énergie (production ou consommation) par unité de temps. Elle exprime le flux d’énergie. Un four a une puissance d’environ 4 kW (4 000 W), une ampoule de 7 W.
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E : L’énergie, en watt-heure (Wh) est le produit de la puissance par un temps. C’est ce que l’on consomme ! L’énergie consommée par une ampoule pendant une heure est de 7 Wh et s’élève à 14 Wh au bout de deux heures (ou si on utilise deux ampoules pendant une heure).
η : le rendement, sans unité, est le rapport entre la quantité d’énergie produite par un système et la quantité d’énergie qu’il reçoit ou consomme. Il est toujours inférieur à 1 (soit 100 %). Attention, la différence est importante pour de petits rendements, par exemple un rendement η = 10 % équivaut à la moitié d’un rendement η = 20 %.
Énergie consommée par quelques appareils du quotidien
Audiovisuel et informatique
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Usage Énergie (W ) 2 h de musique 10 1 charge de smartphone 10 4 h de lumière led 30 2 h d’ordinateur 40 24 h de box wifi 120 2 h de télévision 200 2 h de vidéoprojecteur 600
POURQUOI PRODUIRE SON ÉLECTRICITÉ ?
« L’énergie est notre avenir, économisons-la ». Derrière le slogan ou l’obligation d’information des vendeurs d’énergie se cache une mise en garde. À l’instar de l’alcool ou du tabac, nous sommes prévenus des risques auxquels nous nous exposons. Mais, à la différence des autres, cette anticipation est collective. Santé individuelle, avenir collectif.
Depuis 2006, date de l’arrêté relatif à toute publicité émise par une entreprise du secteur de l’énergie, la consommation d’énergie française est stable voire a légèrement diminué. La raison n’est pas tant un souci d’économie qu’une désindustrialisation de nos activités, secteur stratégique mais énergivore : -25 % d’énergie consommée par l’industrie, taux stables pour le résidentiel et l’agriculture, hausse pour le transport et le tertiaire2. Les conséquences climatiques, les enjeux géopolitiques ou tout simplement l’intérêt économique n’arrivent pas à infléchir notre consommation. L’humanité a établi une profonde dépendance à l’énergie et particulièrement à son vecteur le plus sophistiqué et le plus raffiné : l’électricité.
Un réseau vieillissant
En plus de devoir produire l’électricité, il faut aussi la transporter puis la distribuer. Certaines technologies de production impliquent
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un modèle centralisé, quand d’autres permettent également un modèle distribué. Nous nous interrogeons souvent sur les moyens de production souhaitables sans nous attarder sur les modèles qu’ils impliquent, alors qu’il serait profitable de réfléchir d’abord au modèle, puis au moyen de production. Les choix d’après-guerre nous ont menés vers un modèle centralisé : quelques organes très puissants fournissent, à travers un vaste réseau, l’ensemble du territoire. « Il s’agit d’un des réseaux les plus âgés d’Europe. Au cours des quinze prochaines années, le renouvellement du réseau existant va s’affirmer comme un enjeu crucial pour la qualité de l’approvisionnement en électricité. Avec le rythme actuel de renouvellement, environ 150 ans seraient nécessaires pour le rénover complètement. À partir de 2030, un nombre croissant de lignes, construites lors de la reconstruction du pays après la Seconde Guerre mondiale, va atteindre l’âge de 85 ans. »3
Un mode de vie électrique
En parallèle de ce vieillissement avancé, on assiste ou on participe à une électrification de masse de nos modes de vie. Les transports, qui concurrencent le résidentiel pour la plus grosse consommation d’énergie sectorielle (31 %), abandonnent leurs moteurs thermiques pour leurs lointains cousins électriques. Notre réseau déjà sur les rotules va donc voir la demande d’électricité croître comme jamais auparavant. L’adage nous rappelle que l’on a « l’âge de ses artères » sur la ligne de départ d’un marathon électrique générationnel.
Ce momentum dont nous entamons la traversée, quand « tout est à refaire », est l’occasion de nous questionner, au-delà du type de centrale que nous voulons (nucléaire, solaire, éolienne…), sur le modèle que nous souhaitons, qui n’est pas forcément central, mais peut être territorial, distribué…
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Clément Chabot est cofondateur du Low-tech Lab et de Virage Commun. Il y explore et développe des moyens de vivre autrement, à l’échelle domestique comme en société.
Produire son électricité, qu’est-ce que cela vous évoque ? Poser des panneaux solaires sur son toit ? Ce n’est pas tout à fait faux, mais la réalité est plus subtile.
Aujourd’hui, on nous présente les énergies renouvelables comme la panacée, en omettant l’impact environnemental de ces installations. Or il ne s’agit pas de les accumuler pour répondre à ses besoins, mais de repenser et réduire ses besoins pour ne pas avoir à produire (et donc à consommer) plus d’énergie que de raison.
Sandra Martins est designer et graphiste. Elle concentre sa recherche sur des projets collectifs et locaux, vecteurs de sobriété.
Si vous êtes prêt à passer le cap de la sobriété énergétique et que vous souhaitez développer votre autonomie en vous coupant partiellement ou totalement du réseau, ce livre est fait pour vous. Vous y trouverez toutes les informations pour dimensionner et mettre en place votre installation, afin d’assurer vos besoins électriques fondamentaux.
7,95 € TTC
www.rustcaeditions.com
MDS : RU22362