Cours d'électricité

On vous avait promis de vous tenir au courant de notre mode de vie à Papaye alors c’est chose faite aujourd’hui avec le premier chapitre. Sur quoi peut-on bien vous mettre au courant ? …ben sur le système électrique pardi. (« Quel lourd ce Peyo ! », je l’entends d’ici … mais moi j’ai enfin trouvé un public réceptif à mes vannes à 2 balles).

Bon alors, comment cela fonctionne-t-il ?

2 sources d’énergie électrique possibles pour notre kay (maison) :

- Le réseau EDH (cousin d’EDF) qui fournit du courant (110 V, 50- 60 A) grâce à une centrale thermique situé à Hinche et fonctionnant au diesel. Dans la pratique, connaissant le prix du diesel et les problèmes d’approvisionnement, cette centrale fonctionne assez rarement et jamais pour plus de 2 semaines. Pour ce qui concerne notre rue, il y a trop de branchements sauvages donc les agents d’EDH on coupé fin Juillet 05 le courant à tout le monde : mauvais et bons payeurs.

- Le système solaire sur lequel nous allons nous attarder un peu.

Ce système se compose d’un panneau solaire, de deux batteries et d’un inverteur.

• Le panneau solaire :

Le système extérieur, panneau dans son cadre métallique cadenassé. Remarquez au passage la libellule sur le fil.

                           

Le panneau mesure environ 50 cm de côté et trône en haut d’un tube galva de section 2’’ (6 cm) et long d’environ 4 mètres. La valeur d’un tel appareil est de 260 $US soit environ 215 €. Le MPP dispose d’un atelier d’assemblage de panneaux dont les cellules viennent des Etats Unis.

Comment positionner un panneau : facile ! Vous connaissez votre latitude (19° Nord à Papaye, 43°N à Toulouse et 49°N en Alsace) et bien vous connaissez l’angle que doit faire votre panneau avec l’horizontale. Reste à l’orienter plein Sud dans l’hémisphère Nord et plein Nord dans l’hémisphère Sud et comme vous voulez sur l’équateur mais face vers le haut tout de même !

Un panneau est un assemblage en série d’un nombre n d’unités (elles-mêmes composées de cellules photovoltaïques). La taille des unités conditionne l’intensité du système (qui est la même en tout point d’un circuit en série). Leur nombre détermine la tension délivrée.

N’ayant pas de régulateur de charge, notre panneau est branché directement (en respectant les polarités) sur les batteries.

Petit exercice :

Sachant que nous disposons de 36 unités et que chaque unité délivre une intensité de 2,77 Ampères et a une tension à ses bornes de 0,5 Volts, calculez la puissance en Watts de notre panneau solaire. (réponse en fin d'article)

• Les batteries : ce sont deux batteries 6 V dites de cycle profond qui sont connectées en série, elles délivrent donc du 12V. Cycle profond signifie que la charge et la décharge sont plus lentes que les batteries classiques. Une batterie coûte environ 120 $US soit environ 100 €.

Photo : les batteries l’inverteur et les balais.

• L’inverteur : cet appareil d’une puissance maximale de 400 W, sert à convertir le courant 12V continu des batteries en 110 V, 50 A alternatif. Le prix de cet appareil est de 70 $US soit environ 60 €.

• Le choix du circuit : on peut aisément passer du système panneau au système EDH et inversement grâce à une bascule comme celles des bons cartoons. Lorsqu’EDH est présent, une ampoule en ligne sur l’installation le signale.

Photo : le système intérieur, en haut à gauche, le panneau avec les fusibles, la bascule en dessous et la lampe test de présence EDH à droite.

Petite application numérique qui j’espère vous éclairera sur le dimensionnement d’une installation.

Appareils en présence :

    6 ampoules 11W de 19h à 22h

    1 chargeur de pile 7W de 19 à 22h

    1 ordinateur portable 65W charge en 1h (autonomie 4h)

Production d’énergie en Wh par jour :

    Le panneau fourni 50W pendant environ 5h d’ensoleillement efficace par jour soit 250 Wh/j.

Consommation d’énergie en Wh par jour :

    Ampoules 198Wh/j

    Chargeur de pile 21Wh/j

    Ordinateur 65Wh/j

    Soit au total 284Wh/j.

Dans la pratique les 6 ampoules ne sont pas allumées en même temps. Pour 5 ampoules ont trouve 251Wh/j ce qui équilibre le système.

Attention : à l’allumage un appareil consomme en moyenne 1,5 fois sa puissance nominale. Vérifions également la somme des puissances soit 66+7+65 = 138W qui consomment en démarrage simultané 138*1,5 = 207 W. l’inverteur 400W est donc suffisant.

Réponse

1. Circuit en série => I panneau = 2,77 A ; U panneau = 0,5 V x 36 = 18 V

P=UI (P en Watts, U en Volts, I en Ampères) donc P = 50 W

Petite réflexion :

Pour un investissement de 450 €, vous installez la lumière et de la musique en n’importe quel endroit ensoleillé de la terre.

L’utilisation à grande échelle de ce système est fortement limitée par l’utilisation des lampes halogènes, laves vaisselles, laves linges, bouilloires électriques et autres appareils contenant des résistances. L’eau d’une tasse de thé chauffée par une bouilloire électrique nécessite une puissance de1500 W soit près de 4 fois la capacité de notre système !!