L’autonomie électrique solaire c’est rentable ? C’est écologique ?

Version courte : Au risque de faire des déçus, non l’autonomie électrique solaire n’est pas « rentable économiquement » au moment où j’écris ces lignes. Sauf dans certains cas exceptionnels, bien sûr. Par contre, je pense que ça peut être écologiquement soutenable de vivre sobrement en autonomie électrique. Je vais détailler dans la version longue :

L’autonomie électrique suscite beaucoup d’intérêt, je le constate lors de mes ateliers citoyens sur le photovoltaïque. Cet intérêt pour l’autonomie peut poindre pour plusieurs raisons : pédagogique, politique, écologique ou des contraintes purement techniques. Une contrainte technique pourrait être, par exemple, l’absence de réseau électrique à proximité (haute montagne) ou un fort besoin de mobilité (caravane, bateau, yourte…). Dans ces cas-là, le choix de l’autonomie électrique peut être intéressant économiquement, car le coût de raccordement peut être exorbitant ou impossible.

Quand je parle de choix « économique rentable » c’est dans une vision à très court terme et sans prendre en compte les coûts environnementaux / sociaux…  A mon sens, il serait pourtant bon d’en tenir compte.

Alors voilà, je vais essayer de comparer l’incomparable. Je vais essayer de comparer le coût d’une installation autonome et de le mettre en parallèle avec le coût de l’électricité produite par un fournisseur d’électricité en France (EDF, enercoop…). Les coûts annoncés sont ceux du moment, ils peuvent bien sûr fluctuer. Si je prends l’exemple de mon foyer qui consomme 1kWh/j, voici ce que ça donnera :

  • Chez le principal fournisseur d’électricité Français, EDF le kW est vendu 0.15640 €
    • 1kWh/j * 30j = 4,69 + 8,4€ d’abonnement =13,09 € / mois
  • Chez un fournisseur d’électricité renouvelable, Enercoop, le kW est vendu 0.16830 €
    • 1kWh/j / 30j = 5,09 € + 10€ d’abonnement = 15,04€ / mois
  • Pour l’installation autonome :
    • Le coût d’achat pour une installation qui supporte une consommation de 1kWh/j est de ~2200€. L’élément qui vieillit le plus rapidement est la batterie (10 – 15 ans). Donc 2200€ / 10 ans / 12 mois = 18,3€ / mois
    • Si je prolonge sur 20 ans, avec un renouvellement de parc de batteries, on arriverait à 3200€. Le reste du matériel, lui, vit plus longtemps (25 ans pour les panneaux par exemple) Donc  3200€. / 20 ans / 12 mois = 13,3€ / mois

Donc ce n’est pas économiquement viable mais pas trop mal sur 20 ans. A noter que pour faire durer ses batteries autant de temps, il faut en avoir pris soin (pas de décharge profonde, pas de courant de charge trop élevé, pas de température trop chaude…).

Ceci étant, vous remarquez qu’il y a une partie fixe (l’abonnement) qui joue en ma faveur avec une faible consommation. Si je prends l’exemple d’un foyer plus gourmand en électricité avec le même exercice, disons 5kWh/j :

  • EDF : 0.15640 € (le kW)
    • 0.15640€ * 5kWh/j x 30j = 23,46€ + 8,4€ d’abonnement = 31,85 € / mois
  • Enercoop : 0.16830 € (le kW)
    • 0.16830€ * 5kWh/j x 30j = 25,245 € + 10€ d’abonnement = 35,45€ / mois
  • L’installation autonome :
    • Sur 10 ans : ~13000€ / 10 ans / 12 mois = 108€ / mois
    • Sur 20 ans (avec un renouvellement du parc de batterie) : ~18000€ / 20 ans / 12 mois = 75€ / mois

Il ne faut pas être sorti de Saint-Cyr pour observer que plus on consomme, moins c’est rentable économiquement parlant d’être autonome par rapport à l’achat chez un fournisseur d’électricité.

Pour information, un Français consomme en moyenne 19kWh/j/personne (source 1, 2). Mon foyer est composé de 2 personnes, on est donc à 0,5kWh/j/personne, c’est donc presque 40 fois moins que la moyenne nationale. Il faut donc être dans une démarche de sobriété volontaire forte pour que ça ne soit pas un gouffre financier.

Tout ça pour dire que quand je vois des gros titres d’articles dire « En autonomie, plus de facture EDF ». Oui c’est vrai, plus de facture chez un fournisseur d’électricité. Ce qui est souvent omis par contre, c’est le coût de l’installation… C’est pas magique, si c’était réellement moins cher d’être autonome, on serait plus nombreux.

Et pourquoi c’est comparer l’incomparable d’ailleurs ? Parce que sur le réseau je consomme et je paie ce que j’ai consommé. En autonomie, j’ai acheté du matériel et ensuite l’installation nous donne ce que le soleil veut bien nous donner et ce qu’on peut stocker :

  • Sur le réseau, si vous ne consommez pas pendant un mois (parce que vous êtes parti en vacances), vous n’allez rien payer (sinon l’abonnement) alors que votre installation est là, vous l’avez payé, l’amortissement court…
  • Par contre, en autonomie, la journée quand les batteries sont pleines, vous avez de l’électricité en plus de ce que vous avez dimensionné. Il est très fréquent (environ 9 mois sur 12) que mes batteries soient pleines à 12h. Le reste de la journée, je peux consommer plus que ce que j’avais prévu et je ne payerai rien en plus, le matériel est là… L’été, en France, on peut sans problème avoir une consommation jusqu’à 4 fois supérieure à l’hiver, avec le même matériel.

Voilà pourquoi comparer le coût au kW/h n’a pas vraiment de sens.

C’est pédagogique ?

Mon foyer consomme 0,5KWh/j/personne. Je suis persuadé qu’en faisant les plus gros efforts possibles, je n’en serais pas là si j’étais branché sur le réseau. Parce que être sur le réseau me fait penser que l’électricité est « infinie ». Tant que je paye, rien ne me limite dans ma consommation… Sauf que, jusqu’à preuve du contraire, nous vivons dans un monde fini (et non infini). Rien ne se perd, rien ne se crée, tout se transforme disait Lavoisier en 1789. Vivre en autonomie électrique solaire me fait toucher du doigt cette finitude : je sais que quand mes batteries sont déchargées, il faut attendre le soleil pour pouvoir utiliser de l’électricité de nouveau.

J’observe la même chose avec l’eau. Je n’ai pas l’eau courante à l’intérieur (par choix), le robinet est à l’extérieur. Je peux vous assurer que je réfléchis 2 fois avant d’en utiliser, et que, de fait, je raisonne ma consommation. Je sais qu’à la fin du bidon de 20L que j’ai porté (20Kg) il va falloir aller en chercher d’autre, le bidon n’est pas infini…

C’est écologiquement soutenable ?

Mise en parallèle

En autonomie :

  • Les panneaux solaires vivent 25 ans et se recyclent 4 fois, le recyclage permet la fabrication d’autres panneaux photovoltaïques. L’extraction du silicium qui compose le panneau nous permet donc ~100 ans d’électricité. (Source, le dossier sur futura-sciences.com) (plus au début de cet article)
  • Les batteries :
    • Les batteries solaires les plus couramment utilisées (AGM/GEL/OPzV/OPzS) sont au plomb et on une durée de vie max entre 10 et 15 ans. Le plomb est une vieille technologie, la filière de recyclage est en place et avec de vieilles batteries au plomb, on sait en faire de nouvelles (source). Le recyclage des batteries (comme tous les recyclages) nécessite de l’énergie c’est pour ça que, dans une démarche écologique, il est intéressant de prendre soin de ces batteries afin qu’elles vivent le plus longtemps possible.
    • Il est aussi possible d’utiliser des batteries au Litium, elles sont plus coûteuses, mais on une durée de vie plus longue (~30 ans). Technologiquement on sait recycler ce type de batterie mais pour le moment l’extraction du Litium (qui se fait dans des conditions sociales désastreuses) coûte moins cher que son recyclage. Du coup on ne le recycle pas… Logique économique pure…

Si on met ça en parallèle avec EDF (principal fournisseur d’électricité Français), une écrasante partie de l’électricité fournie est d’origine nucléaire. L’uranium (matière première pour les centrales) est extrait dans des conditions désastreuses. Mis de côté le fait que son usage peut générer des catastrophes encore plus désastreuses, pour le moment, on ne sait pas recycler les déchets nucléaires. Le gros problème des déchets nucléaires, c’est qu’il faut attendre 200 000 ans avant qu’ils soient inoffensifs. C’est un beau cadeau fait aux générations futures. Pour le moment, quand vous achetez de l’électricité à bas prix chez EDF, ce coût ne comprend pas le démantèlement des centrales (personne ne sait faire pour le moment), la gestion des déchets dans les 200 000 prochaines années. Si c’était le cas plus personne n’achèterait de l’électricité nucléaire je pense…

Ma conclusion

L’autonomie électrique solaire est-elle écologiquement soutenable ? Moi je dirais OUI à condition d’être dans une démarche de sobriété forte. Je pense que vivre en autonomie avec 0,5kWh/j avec la conscience que l’énergie n’est pas infinie, en faisant en sorte que mon matériel vive longtemps est plus soutenable que d’acheter son électricité chez EDF et d’en consommer 19kWh/j.

Maintenant je n’ai pas connaissance d’étude sur la question (ça m’intéresserait beaucoup). Les avis divergent, mais ce qui est certain pour moi, c’est qu’il n’est pas écologiquement soutenable de vivre en autonomie électrique en souhaitant le même confort électrique que raccordé au réseau.

Fournisseur d’électricité renouvelable

Il existe une bonne alternative à EDF si vous voulez consommer de l’électricité abondante de façon plus responsable : enercoop.fr

Je terminerai en disant :

L’énergie la plus propre est celle dont on a pas besoin !

 

Autonomie électrique solaire photovoltaïque : Machine à laver le linge

C’est le gros point pénible à résoudre pour moi en autonomie électrique : la machine à laver. En choisissant un mode de vie plus sobre, j’ai volontairement diminué mon confort (par besoin de cohérence, de sens) mais ma limite, c’est le linge. Je ne  suis vraiment pas prêt à laver mon linge à la main, d’autant plus qu’en ce moment j’ai un enfant en bas âge qui porte des couches lavables…

Sur mon installation électrique autonome, il est inimaginable de brancher une machine à laver dans son fonctionnement classique, c’est un poste de dépense électrique beaucoup trop important. On monte vite à 2,8kW. Le plus gros poste de dépense électrique d’une machine à laver, c’est la résistance électrique qui chauffe l’eau (~2kW). Le moteur lui ne consomme pas tant que ça (~250W).

Je vais essayer de balayer le champ des possibles pour laver son linge avec moins de 300Wh d’électricité, en laissant de côté le lavage à la main bien sûr…

Des petits trucs à savoir

Pour laver son linge à l’eau chaude au mieux, il faut que l’eau monte doucement en température. Si le linge reçoit un choc thermique, les tâches se fixent.

Pour laver son linge à l’eau froide de façon efficace, il faut détacher à la main et faire tremper son linge 1h dans l’eau avant de le mettre dans la machine.

De nombreuse machines à laver standard (a vérifier dans la doc technique) ont besoin d’un minimum de 1 bar de pression pour fonctionner… Si vous voulez 1 bar de pression, il vous faudra un château d’eau (10m de haut = 1bar) ou un petit surpresseur.

Machine à pédale

Il y en a de toutes les sortes, toutes les tailles mais la plus lowtech c’est la vieille machine à laver et son vélo :

Avantage : 0kW/h électricité, pas besoin d’eau sous pression

Convient au sportif en mal d’exercice (pas moi donc) parce qu’il faut donner de la sueur !

Je ne me sens pas prêt à faire la machine à la main, c’est pas non pour la faire avec les pieds…

Petite machine à laver qui ne chauffe pas l’eau

Il existe des petites machines à laver ou vous mettez vous même l’eau. Barnabé, sur son blog l’énergie-autrement parle de ce modèle qui permet 2,5Kg de linge pour 170W. J’ai aussi trouvé celui-ci qui permet 4,5Kg pour 200W. Il doit y en avoir bien d’autres… Noter que les lave-linge classiques, c’est au moins 6Kg.

Avantages : pas besoin d’eau sous pression, faible encombrement.

Sinon, vous pouvez toujours bricoler une machine à laver « ordinaire » et shunter la résistance électrique afin qu’elle ne chauffe pas l’eau. Méfiance tout de même : maintenant les machines sont bardées de capteur, il est largement possible que votre machine refuse de démarrer si l’eau ne monte pas en température.

Apporter l’eau chaude depuis une autre source

L’eau chaude peut être produite par bien d’autres moyens : panneaux solaires thermiques, bois, gaz…

Il existe des machines à laver double entrée (eau chaude + eau froide), c’est l’idéal si vous voulez continuer à faire votre machine à laver à l’eau chaude. Il est très difficile de trouver ce type de produit en France mais de nombreux pays Européen en sont équipés et il n’est donc pas si difficile que ça de s’en procurer. Vous trouverez ici un témoignage d’utilisation de ces machines.

A noter l’existence du TherMix d’Hervé Pont. Thierry en parle sur son blog formaterre. Il permet de transformer un lave linge simple entrée en lave linge double entrée. Mais j’ai peur que ce bel engin ne soit plus commercialisé…

La solution que j’ai retenue : machine à laver classique, programme lavage à froid

De mon côté j’ai une machine à laver standard qui a un programme à froid. Je fais tremper mon linge 1h dans l’eau avant de le mettre dans la machine et je détache à la main. Je l’ai testé sur mon installation solaire et ça fonctionne parfaitement. Il faut quand même attendre que les batteries soient chargées (ou quasi), et que le soleil soit au rendez-vous pour lancer un cycle de lavage… Voici les graphiques de monitoring.

Noter que sur le graphique de consommation je ne suis pas sûr des valeurs. Le wattmètre indiquait 280W max alors que la pince ampèremètre USB qui fait le graphique indique 500W. J’ai plus confiance en mon wattmètre que ma pince ampèremètre USB mais bon…

Cette solution nécessite de l’eau sous pression que j’ai pour le moment et me permet de conserver mon lave-linge traditionnel (donc pas d’achat supplémentaire).

Si vous avez d’autres solutions n’hésitez pas à en faire part.

11/11/2017, en Charente : Comprendre et concevoir votre installation solaire électrique autonome

C’est complet !

Parce qu’à mon sens, la sobriété est complexe dans ce monde d’abondance apparente. Je vous propose un petit atelier de formation d’une journée afin de vous initier à l’autonomie électrique photovoltaïque. Vous repartirez avec les clés pour comprendre et concevoir votre installation solaire autonome. Cette journée est organisé avec André de Bouter de La Maison en Paille – Formations.

Contenu :

  • Compréhension des éléments de l’installation : production, stockage, gestion et transformation de l’énergie, sécurité ;
  • Étude de cas sur une installation type ;
  • Hypothèse de calcul de vos besoins électriques journaliers ;
  • Dimensionnement d’un système électrique autonome (combien de panneaux, puissance du régulateur etc…) ;
  • Le coût, la rentabilité ;
  • Une vidéo de la formation sera mis à votre disposition ;

Public : le citoyen X, Y, le toi, le nous ! (Aucun niveau de connaissances préalables n’est requis). La jauge est de 10 personnes.

: chez La Maison en Paille – Formations – André de Bouter – 21 rue des Chaumes – Les Pellières – 16120 ST SIMEUX

Si vous vous dites, « ho mince c’est chouette mais c’est trop loin » je peux venir prêt de chez vous (plus d’info)

Quand : le 11 novembre 2017, de 9h30 à 18h30, Accueil (café/thé) à partir de 9h.

Prix : libre et conscient (à lire pour être en plein accord) – un acompte de 10€ pour valider la réservation est demandé.

Infos supplémentaires :

  • Le midi c’est repas partagé, apportez ce que vous avez envie de nous faire goûter, on met tout sur la table et on partage !
  • Apportez calculatrice, papier, crayon
  • Si vous voulez vous rapprocher le plus possible de la vérité, venez avec la liste de vos appareils électriques ainsi que la puissance (en Watt) de chacun. Un petit logiciel pour vous y aider : CalConso

Réservation :

Un acompte de 10€ vous sera demandé pour valider votre réservation. Si vous n’avez pas de réponse sous 48h, inquiétez-vous, sinon patience…

[video] Visite de mon installation électrique solaire photovoltaïque autonome

Les articles en lien avec la vidéo :

 

Le 23 septembre 2017 : Comprendre et concevoir votre installation solaire électrique autonome

Parce qu’à mon sens, la sobriété est difficile dans le monde de l’abondance (il est facile d’être raccordé au réseau nucléaire), je vous propose un petit atelier d’une journée afin de vous initier à l’autonomie électrique photovoltaïque. Vous repartirez avec les clés pour comprendre et concevoir votre installation solaire autonome. Cette journée vous est proposée à travers l’association Eco-Formation (EFPL).

Contenu :

  • Visite d’une installation photovoltaïque autonome ;
  • Compréhension des éléments de l’installation : production, stockage, gestion et transformation de l’énergie, sécurité ;
  • Étude de cas sur une installation type ;
  • Hypothèse de calcul de vos besoins électriques journaliers ;
  • Dimensionnement d’un système électrique autonome (combien de panneaux, puissance du régulateur etc…) ;
  • Le coût, la rentabilité ;

Public : le citoyen X, Y, le toi, le nous ! (Aucun niveau de connaissances préalables n’est requis). La jauge est de 10 personnes.

: Chauvé (44320) il y a un BUS depuis Nantes ou Pornic (Lila 3) et du covoiturage sera organisé

Quand : le 23 septembre 2017

Prix : au CHAPô :

Infos supplémentaires :

  • Le midi c’est repas partagé, apportez ce que vous avez envie de nous faire goûter, on met tout sur la table et on partage !
  • Apportez calculatrice, papier, crayon
  • Si vous voulez vous rapprocher le plus possible de la vérité, venez avec la liste de vos appareils électriques ainsi que la puissance (en Watt) de chacun. Un petit logiciel pour vous y aider : CalConso

Réserver vos places dès maintenant sur le site d’eco-formation.org

 

Installation électrique solaire autonome – Retour d’expérience après un hiver

Cet article fait suite à mes deux premiers articles sur mon installation électrique photovoltaïque autonome :

Je fais un retour d’expérience après le passage de l’hiver (période la plus critique en autonomie solaire…). Il y a aussi eu quelques modifications sur l’installation…

Des petites modifications / améliorations

Trop de panneaux

Un camarade m’a mis en garde au sujet du nombre de panneaux de mon installation (4x250Wc) par rapport à mes batteries (220Ah en 24V). En effet, la documentation des batteries AGM (plomb), indique :

Courant de charge :
Le courant de charge doit de préférence ne pas dépasser 0,2 C (20 A pour une batterie de 100 Ah). […]

Donc en gros 20% de courant de charge Max, on m’a conseillé de prendre une petite marge, à 15%. Dans mon exemple pour mon parc en 220Ah : 220 x 15/100 = 33 A. Le courant de charge ne doit donc pas excéder 33A. Hors mes 4 panneaux de 250W en 24V sont capables d’envoyer 41A (250W×4÷24V). Heureusement, j’ai un régulateur de charge intelligent et programmable (Bluesolare 100/30), j’ai donc pu brider ce courant de charge. J’ai deux régulateurs (car deux couples de panneaux en séries) j’ai donc bridé à 17A (17*2=~33A) chacun d’entre eux :

Ma production est donc bridée quand il y a beaucoup de soleil. Mais c’est à mon sens pas très gênant. Quand il y a beaucoup de soleil, les batteries sont généralement pleines, et ce qui m’importe c’est d’avoir une belle surface de captation quand il y fait grisou…

Disjoncteur différentiel : régime neutre TT

J’avais installé un disjoncteur différentiel après le convertisseur pour la protection des personnes. Mais celui-ci ne pouvait pas fonctionner car mon neutre n’était pas raccordé à la terre, et j’ignorais que c’était nécessaire… Sur le réseau EDF, c’est EDF qui s’est chargé de ça. Voici le schéma de câblage :

Plus d’informations sur le régime neutre :

Voilà mon câblage, mes résultats avec un voltmètre :

Coupe batterie

Il peut être commode d’avoir un sectionneur au niveau du circuit de la batterie. S’il y a le feu, je ne vais pas aller m’approcher de mes batteries pour sectionner le circuit, j’aurais certainement d’autres priorités. Par contre pour la maintenance je dis pas… donc j’hésite encore. C’est vrai qu’à la fermeture du circuit (mise sous tension), ça fait une belle étincelle, je faisais pas le malin, un sectionneur peut être sécurisant de ce point de vue. Après certain dise que c’est une connexion en plus et une connexion en plus c’est potentiellement de la perte, des emmerdes…

Fusible

Quelqu’un m’a alerté sur le fait que telles quelles, mes batteries n’étaient pas protégées contre un court-circuit venant du régulateur car le fusible était mal positionné. J’ai simplifié mon schéma pour plus de compréhension :

Après discussion, il apparaît que mon régulateur possède une protection contre les courts-circuits, donc le fusible est bien positionné. L’idéal serait d’avoir un fusible par élément (un vers le régulateur & un autre vers le convertisseur). De mon côté, je fais confiance au fusible dont est équipé le régulateur.

Retour d’expérience après 9 mois

Je suis plutôt content du passage de l’hiver. On est hyper confort, dans l’utilisation de notre électricité, on se dit pas « holalaa on peut pas allumer l’ordinateur là, il fait vraiment pas de soleil » même si on est resté vigilant sur l’état des batteries. D’ailleurs les batteries ne sont jamais descendues sous les 87% de charge et le nombre de jours ou elles ne sont pas montées à 100% ne doit pas excéder le nombre de doigts de tes 2 mains…. Ce qui est parfait car une batterie AGM plomb ne doit pas (trop) passer sous les 80% de charge sous peine de voir sa durée de vie initialement de 10 ans diminuer fortement. Quotidiennement on est à ~93% de charge le matin avant le levé du soleil. C’est largement du au fait que nous avons débranché le réfrigérateur électrique cet hiver au profit de notre réfrigérateur d’hiver (non électrique)... Depuis le retour des beaux jours,  pour une sombre histoire de puces, on a même un aspirateur (700W, donc tout juste pour notre installation de max 750W) qu’on allume « quand il y a du soleil » et on prend soin d’avoir tout débranché avant… (histoire que le réfrigérateur ne démarre pas au même moment)

Au niveau de la température dans la boîte solaire (isolée et close l’hiver mais ventilée mécaniquement l’été), là aussi je suis plutôt satisfait :

  • Moyenne de 7° cet hiver, 5 jours ou c’est descendu sous les 0 avec un max à -1,9° (aux alentours du 21 janv 2017) alors qu’il faisait -10° dehors…
  • Je n’ai pas de données graphiques pour l’été car le monitoring n’était pas en place mais de mémoire visuelle on était pas monté au dessus des 28°…

Les batteries tolèrent entre 0° et 30°. En dessous, leur capacité est amoindrie temporairement, au dessus elles se détériorent…

A noter que l’aspirateur (700W) fait monter la température de 4° dans la caisse en quelques minutes. C’est important de le savoir pour ne pas se lancer dans du ménage en plein mois d’août à 14H quand il fait déjà 28° dans la boîte…

J’avais estimé ma consommation hivernale à 1000Wh/j en utilisation forte. La vérité est autour des 500Wh/j avec effectivement des piques à ~950Wh/j (ce qui explique que mes batteries restent bien chargées) :

Toutes les données sont accessibles en ligne :

L’autonomie électrique, c’est accessible !!! Merci le soleil !!!!