18 décembre 2023 - Rendement de mon installation solaire autonome

Un super produit dont j'ai détourné l'usage !

Le point faible de mon installation photovoltaïque était son rendement global, c'est à dire l'écart entre la production des panneaux solaires et l'énergie électrique disponible en sortie d'onduleur

Mon rendement moyen était d'environ 71% pour l'usage purement électrique, depuis le démarrage en mars 2021 j'ai utilisé 23400 kWh d'électricité solaire produit avec ce rendement.

Les catégorie de pertes mesurées :

•  2% dans le câblage entre le toit et ma cabane techniques au fond du jardin malgré des conducteurs en 4x75 mm2, et oui en 48 Volts les intensités sont énormes.

•  4% dans l'aller retour batteries pour repartir l'usage jour/nuit du soleil, rendement appliqué uniquement sur la partie d'usage sans soleil.

•  25% dans l'élévateur de tension DC/DC pour passer de 48 Volts à 270 volts (tension de mes batterie de mon onduleur professionnel Merlin Gerin 11 KVA)

•  4% pour l'onduleur AC 230 volts

Un convertisseur DC/DC 48 Volts vers 270 volts régulés en tension et en intensité cela n'existe plus sur le marché. Mes convertisseurs DC/DC 48/270 volts chinois datent de 2007. Ils sont d'occasion et ont déjà eut une vie dans mes prototypes de véhicules électriques (prolongateur d'autonomie). Ils approchent de leur fin de vie 8 années de plein service.

Je suis tombé fin Août sur un article pour l'usage en yachting d'un convertisseur ORION-TR DC/DC 48/48 volts utilisé pour instaurer une isolation galvanique entre les panneaux solaires et l'installation d'usage.  Rendement annoncé par le constructeur VICTRON 98%. Bref de quoi de faire saliver !

Le constructeur décrit leur usage comme possible en parallèle pour augmenter l'intensité mais rien pour un usage en série...

Ils sont régulés en tension de sortie réglable de 48 Volts à 62 volts. Il y a donc une fonction boost !

Bref 4 en série me ferait du 248 volts DC, mais ces équipements ne sont pas étudiés pour charger une batterie car il faut aussi une régulation en intensité pour imiter le débit aux possibilités du convertisseur.

Voici mon idée, placer en série 4 sorties d'Orion-TR 48-48-6 puis mise en série avec un petite alimentation de laboratoire 0-10 A 24 volts régulée en tension et en intensité puis mise en série d'une diode pour la sécurité afin d'éviter tout retour de tension en forte intensité dans le dispositif.

Je commande 4 Orion TR-48-48-6 (6 pour version 6 ampères) en prise de risque de ma part pour cet usage détourné.

Je fais le montage de commande avec un relais 4T afin de minimiser les risques de claquage en maintenant l'isolation galvanique entre les 4 Orion, ainsi chaque Orion est piloté par un contact sec séparé.

Je branche et tout fonctionne à merveille du premier coup. Je règle l'alimentation de labo à 6 Ampères maxi et 18 volts.  Cela me maintient en floating la batterie de mon UPS Merlin Gerin à 266 volts.

Je constate immédiatement que la stabilisation en tension est remarquable. Si mon UPS produit moins de 1400 watts, cela réduit l'intensité des Orion au besoin pour maintenir les 266 volts. Si mon UPS délivre  plus que 1499 watt la tension de sa batterie baisse un peu, déclenchant le complément qui est assuré par mes anciens convertisseurs au rendement désastreux. Il y a une perte de 10% sur les 108 watts produit au maxi par l(alimentation de labo (6 A x 18 volts) soit 11 watts sur 1400 watts produit par les Orion plafonnés à 6 Ampéres (leur limite). L'alimentation de labo est bien entendu alimentée par la sortie de l'onduleur

A noter, la diode de protection placée en série sur la sortie des Orion est indispensable:

• Pour des questions de sécurité (haute tension batterie !)

• Les Orion ne se déclenchent pas si il y a une tension proche de 2 volts à leur sortie programmée.

Attention il faut une diode sérieuse c'est à dire surdimensionnée en tension inverse et intensité avec un system de refroidissement.    ==>  250 volts/60 A

Le rendement de mon nouveau  élévateur de tension DC/DC pour élever de tension de 48 volts à 266 volts sous 1,4 kW est mesuré à 95% au lieu des 75% de mon installation existante.

Après 15 jours de fonctionnement, je décide de doubler cette installation afin d'obtenir 2800 watts sous 266 volts DC à bon rendement pour alimenter la batterie de mon onduleur.

A noter l'état de sa batterie doit juste non coupé car elle ne sert que quelques secondes le temps du démarrage des Orion-TR et pour assurer en exploitation le gros appel de courant comme pour le démarrage d'un compresseur de pompe à chaleur.

Mise en service 1 septembre 2023 de la première ligne d'Orion et le 20 septembre 2023 pour l'extension.

Cela fonctionne de façon nominal depuis plus de trois mois, aussi maintenant je peux en parler et ce type montage semble adaptable à tout type d'onduleur informatique il suffit de faire varier le nombre d'Orion en série pour ajuster l'élévateur de tension de 48 volts à la tension de floating de la batterie d'un onduleur ONLINE.

A noter, les Orion-TR de chez Victron existent en 4A, 6A et 10A. Le meilleur rapport puissance prix semble être le 6A.

Voilà de quoi construire une installation autarcique séparé du grid pour utiliser l'énergie de vos panneaux solaire même en cas de coupure secteur.

Je stocke l'énergie des panneaux en 48 volts pour des questions de sécurité (rester en class basse tension !)

Attention: Pour manipuler des hautes tensions DC ou des fortes intensités de batterie en DC, il faut donc des compétences sérieuses d'électricien avant de se lancer dans ce type de projet et il faut assumer à 100% sa responsabilité.

J'attend avec impatience l'été 2024 pour voir la pleine performance de ma nouvelle installation

J'espère qu'avec cette amélioration d'environ 15% de rendement, je vais disposer de 1000 kWh supplémentaires  par an pour un faible investissement qui sera amortie en moins de 2 ans. De plus je règle mon problème de fin de vie de mes convertisseurs chinois de 2007 en bout de course.

Enfin, pour peaufiner la question du rendement d'usage photovoltaïque l'emplacement judicieux des équipements permet l'hiver de chauffer par exemple le local technique batterie sans dépenser d'énergie un moyen d'utiliser complètement l'énergie solaire.

Voici un dernier graphique montrant le rendement global de mon installation en incluant  la production ECS l'été et économie de besoin de chauffage de mon local technique qui doit rester au dessus de 14°C.

A suivre...

27 aout 2023 - Bilan après 3 été de ma cuve de récupération d'eau de pluie

Petit rappel j'ai fait enterrer une cuve de 20 m³ qui récupérer les 197 M² de la toiture de ma maison.

Une pompe de soutirage alimentée par mes panneaux solaires permet un usage arrosage et complément d'eau de ma piscine. Mon objectif arroser ma pelouse, mes arbres et mes fleurs même en cas d'interdiction préfectorale suite à pénurie d'eau dans les nappes phréatiques car seule la récupération des eaux pluviales permet légalement d'avoir ce droit.

Quelques chiffres sur 3 ans:

• J'ai soutiré dans ma cuve 132 m³ en 3 ans.

• Remplissage maxi jour constaté 8318 litres ce qui correspond à une pluviométrie de 43 mm sur 24 heures.

• Usage maxi sour 2700 litres/jour.

• j'ai eu 5 jours de manque d'eau dans ma cuve en été 2022, j'ai donc été plus parcimonieux cet été et je suis passer par un stock mini à 4000 litres.

• Le nombre de jour de forte pluie sur Ambérieu est finalement assez rare

Voici le graphique détaillé de l'évolution du stock d'eau et son usage.

C'est clair, ce n'est absolument pas rentable pour faire des économies, mais cela permet de pouvoir arroser même en cas d'interdiction. Au prix des arbres, du gazon et des massifs de fleurs cela peut se justifier.

Sinon un petit point sur ma production solaire: j'ai constaté malgré un plein soleil durant les derniers jours de canicule un effondrement de la production de plus de 30% par 39°C à l'ombre.

Pour le confirmer j'ai arrosé avec l'eau de ma cuve, un des panneaux durant quelques minutes, immédiatement la production de celui à bondi de 30% !. L'effet dure 15 à 20 minutes en s'atténuant progressivement. Heureusement que ce n'est pas en plein été que l'on a besoin du maxi de production solaire.

Donc durant la canicule il faut donc choisir soit rouler solaire en Zoé ou soit climatiser sa maison. J'ai choisis de rester chez moi et de climatiser sans utiliser EDF. Par 39°C à l'ombre il faut consommer 25 kWh par 24 heures pour avoir 26°C.

Il est clair que si j'avais eut à payer je n'aurais pas climatisé à ce niveau.

Quoi qu'il en soit pour ceux qui souhaitent se lancer dans l'autarcie il faut opérer dans l'ordre suivant question retour sur investissement:

1. Passage à la voiture électrique si plus de 15000 km/an

2. installation de pompe à chaleur en lieu et place chauffage fioul ou gaz et bien évidement suppression des  grille-pains !

3. Les panneaux solaires avec onduleur hybride (fuyez les mini onduleurs intégré au panneau qui vous empêcheront de passer aux batteries plus tard)

4. Les batteries solaires LFP

5. pompe à chaleur piscine si vous avez une piscine en dur.

6. Amélioration des rendements des consommateurs dans sa maison, par exemple passer en éclairage pur DC pour viser l'autarcie éclectique l'hiver

7. Cuve de récupération eau de pluie enterrée.

5 juillet 2023 - Question autarcie solaire un mois de juin record !

Ma conso résiduelle juin sur EDF: 90 kWh uniquement en heure creuse  (tableaux graphiques détaillés ici)

Ma conso électrique solaire mesurée en sortie onduleur: 1132 kWh ,
soit un taux de couverture solaire de 94% en juin 2022 c'était 81%.

Usage des KWh via les batteries: 617 kWh (54%) d'ou l'importance d'associer des batteries aux panneaux solaires.

En cours de journée plein soleil en dehors de la charge de ma Zoé je suis toujours en excès de production, c'est ce qui va dans les batteries pour passer la nuit, l'aube et le crépuscule.

Mes batteries LiFePo4 (LFP) ont 14 ans maintenant leur capacité ne bougent pas sur un an.

Bilan économie pour usage tarif TEMPO plutôt que tarif de base bleu: 593 Euros sur 12 mois y compris différentiel cout abonnement. Sur 12 mois je n'ai acheté que 5 KWh TEMPO rouge heure pleine. C'est une aide pour aider à l'amortissement des batteries.

17 Avril 2023 - Small is beautiful - La Microlino

Par exemple faire le voyage d'Italie à la Belgique en Microlino en passant par le tunnel de Fréjus, si si c'est possible mais en se faisant remarquer!. Même ma petite chien est étonnée.

Points de charge: une simple prise 220 V 10 A chez l'habitant suffit : parti d'Aix les Bains ce matin pour Dole donc un passage par Ambérieu en Bugey, la Microlino par intermédiaire de VEGA est venue se charger sur mes panneaux solaires avant de repartir pour sa prochaine étape vers la Belgique.

Drôle de Bouille la Microlino, les phares sont dans les rétroviseurs avant. On rentre dans la voiture par le capot avant.

Une batterie de 10,5 kWh comme au bon vieux temps des premiers VE lui donne une autonomie confortable de 177 km grâce à un poids plume pour ce modèle.

Existe aussi en 6 kWh : 91 km d'autonomie et 14 kWh : 230 km d'autonomie.

Bref c'est écologique et cela consomme très peu à l'usage et c'est plus économique à l'achat. Idéal pour les trajets domicile travail par exemple.

5 mars 2023 - Bilan de 2 ans de fonctionnement de mon installation solaire autarcique

Tous les graphiques sur 2 ans sont ici

L'analyse du fonctionnement de mon installation sur la première année m'a fait évoluer sur la meilleure façon d'exploiter mon installation écologique sans investissement complémentaire avec les objectifs suivants:

1. Minimiser au maximum la consommation de gaz (elle est passée de 14000 kWh/an à 1890 kWh/an)

2. Réduire le cout de l'abonnement au gaz

3. Minimiser la consommation d'électricité sur les heures pleines, avec un objectif de zéro kWh Rouge Tempo en heure pleine. Sur la nouvelle ânée Tempo (2022/2023) ma consommation heure pointe jours rouge n'est plus que de 3 kWh (impossible de faire mieux, car la consommation résiduelle est dut au maintient du neutre Enedis comme référentiel pour la protection différentielle de ma maison.

4. Diminuer le cyclage journalier des batteries avec une stratégie de conserver un niveau 80% de sécurité en dehors des fin de journée rouge Tempo et ceci afin de parer aux éventuelles coupures EDF annoncé au début de cet hiver 2022/2023 par EDF pour cause de maintenance/réparation du parc nucléaire.

Cette stratégie sans aucun impact sur mon confort question température s'est avérée 100% gagnante pour cette 2eme année :

• Effondrement de ma consommation gaz avec la stratégie de rester chauffage sur pompe à chaleur jusqu'à -5°C extérieur. Le gaz est utilisé qu'en complément pour les jours "ROUGE TEMPO" non ensoleillés.

• Diminution du cout de l'abonnement gaz par le passage à un contrat adapté à la très faible consommation

• Diminution de ma consommation électrique heure pleine en minimisant les pertes de rendement sur les aller retour batterie.

• Diminution du prix moyen de l'électricité acheté à EDF mon prix moyen d'achat du kWh TTC y compris abonnement est à 0,142 €/kWh et mes prévisions pour 2023 montre que grâce à la nouvelle grille tarifaire tempo 2023 qui m'est favorable car certain tarif heure creuse ont baissé me faisant baisser mon prix d'achat moyen du kWh pour 2023 !

• Tempo m'a fait gagner 620 Euros sur 12 mois par rapport au tarif bleu de base.

• La part de ma production solaire global sur 12 mois est montée à 50% y compris charge de ma zoé, chauffage par pompe à chaleur et naturellement la climatisation et le chauffage piscine est 100% solaire.

• Ma Zoé a parcouru sur 12 mois 6100 km 100% solaire, 9100 km sur charge EDF nocturne au tarif jour bleu et 1500 km sur bornes publiques dont 350 km en charge gratuite. Mon cout marginal poste carburant:  376 € soit 2,25 € pour 100 km.

Le budget annuel du seul poste chauffage à confort identique est passé de 2200 Euros au tarif 2023 avant travaux 2020 à 504 euros avec un confort bien supérieur grâce à la ventilation renforcée et économique en mode double flux avec échangeur

Au passage mon bilan CO² est évidement extraordinaire bon par rapport à la situation antérieure chauffage 100% au gaz et ventilation simple flux et rouler avec une voiture à pétrole.

C'est la combinaison de plusieurs équipements qui permet un tel gain. Mais il est clair que sans subvention ce qui est le cas de mon installation, l'amortissement initial est en encore supérieur à 10 ans mais pour cause d'augmentation prévisible des couts de l'énergie se sera en finalité bien inférieur à 10 ans.

5 février 2023 - Analyse hausse tarifaire EDF Tempo du 1/2/2023

Après avoir analysé la très complexe facture EDF bimensuelle du 2/2/2023 qui intègre une journée de hausse de tarif sur les 2 mois voici mon bilan prévisionnel pour 2023 question électricité.

Pourquoi je dis complexe, c'est à cause des taxes non négligeables TCFE et CSPE qui ne n'appliquent sur ma facture que sur une partie des kWh consommés soit c'est faux soit s'est incompréhensible.

La clef de répartition de la hausse tarif est une estimation plus que douteuse d'autant que le compteur Linky envoi ma consommation détaillée chaque jour heure par heure chez EDF et que donc la facturation pourrait se faire de manière précise sur les kWh avant et après la hausse tarifaire.

L'erreur de facturation EDF est manifeste rien que sur ce point:  car il me facture 1 kWh Rouge heure de pointe au nouveau tarif alors que le 1 et 2 février n'étaient pas des journées Rouges Tempo.

Sur la base de ma consommation 2022, ma hausse TVA et taxes TCFE,CSPE,CTA incluses sera de 16,39% soit 1,39% de plus que le bouclier tarifaire.

Mon prix moyen TTC du kWh acheté à EDF sera de 0,1504 € TTC, toutefois je ne plains pas car mon usage très particulier du Tarif Tempo que j'exploite au maximum avec mon installation solaire partiellement autarcique me permettra de faire 864 euros de d'économie en 2023 par rapport au tarif bleu de base. On approche des 10 ans pour amortir mon installation solaire autarcique après cette hausse.

J'encourage tout ceux qui ont une possibilité de différer une grosse partie de leur consommation la nuit à passer à TEMPO et surtout si vous êtes prêt à tout couper tout usage de l'électricité 22 jours par an entre 6H00 et 22H00. De plus vous limiterez au passage des émissions de CO2, l'électricité étant plus carbonée au moment des pointes.

30 janvier 2023 - Bilan de mon usage du tarif "Tempo EDF" 12 mois 2022 et du Gaz chez EDF

Coté électricité

Commençons par un rappel des offres électriques "tarif domestique" d'EDF 2022. (attention la grille tarifaire va évoluer le 1/2/2023)

Je compare ici les offres 9 kVA en TTC en monophasé pour une consommation annuelle sur EDF de 9003 kWh  (soit ma consommation annuelle sur EDF)

Pour info j'ai consommé en plus 9915 kWh venant de mes panneaux solaires sur 12 mois, donc est exclus de l'analyse ci-dessous la production solaire.

Le tarif Bleu de base 2022

Abonnement  171,2 €/an  ce qui donne  abonnement inclus 19,01 cents/kWh

Dans mon cas si j'avais souscrit ce tarif mon cout annuel TTC en électricité eut été de 1711 € TTC/an

Le tarif Bleu avec heure creuse heure pleine 2022

Abonnement  185 €/an  ce qui donne abonnement inclus :

• 15,75 cents/kWh heures creuses

• 20,36 cents/kWh heures pleines

• Soit une moyenne de 0.1804 cents/kWh en cas d'un usage linaire

Pour ma part l'usage eut été 6081 kWh en HC et 2922 kWh en heures pleines  soit  1616€ TTC/an

Le gain en tarif bleu avec option heure creuse eut été de 158 euros

L'offre TEMPO 9 KVA 2022

Abonnement  173,38 €/an  TTC

L'Abonnement rajoute 0,0192 € donc par kWh pour ma consommation annuelle chez EDF de 9003 kWh

Les taxes CSPE, TCFE en TTC par kWh 0,01937 € par KWh

Tarif kWh TTC toute taxe et services de taxes incluses par tranches Tempo:

Mon cout annuel TTC EDF: 1163 Euros soit un gain via TEMPO de 564 €/an par rapport au tarif bleu de base.

Mon cout moyen du kWh TTC acheté à EDF toutes taxes et abonnement inclus: 0.129 €/kWh

Mon cout moyen du kWh TTC non acheté à EDF : 0.16 €/kWh (Mixte heure pleine bleu et blanche)

Economie par les panneaux solaires: 9915 x 0.16 = 1586 € /2022

Rappel: un mauvais usage du tarif TEMPO si l'on n'a pas d'équipement pour l'exploiter conduit à une perte par rapport au tarif bleu de base !

Coté Gaz

Je suis passé chez GDF (EDF) juste avant la guerre en Ukraine et obtenu un tarif fixe pour 3ans tout en diminuant le contrat (donc le cout de l'abonnement) car ma consommation gaz s'est effondrée grâce aux pompes à chaleur, aux panneaux solaires et aux 115 buches de bois de récupération (récupération d'un arbre mort) brulée dans la cheminée.

• Consommation gaz 2020  plus de 14000 kWh (estimation car déménagement courant 2020)

• Consommation gaz 2021  9393 kWh

• Consommation gaz 2022  2629 kWh  soit une économie de 880 € 2022 versus 2021

Coté voiture, je roule en Zoé50

Distance parcouru en 2022 17552 km

Consommation:

• Charge domestique sur EDF tarif de nuit : 2297 kWh cout: 246 €

• Charge domestique sur panneaux solaires: 1188 kWh cout: 0  € pour 6098 km

• Charge sur borne publique gratuite: 69 kWh cout 0€

• Charge sur borne payante: 245 kWh cout: 130 Euros soit 0,53 cts/kWh

Cout de l'énergie pour la voiture 2022: 376 €   (économie par rapport à véhicule essence: 2062 €)

Economies indirectes:

• Production ECS 100% solaire 6 mois/an gain 250 kWh /an:  35 €

• Chauffage à 14°C minimum de la salle informatique par les pertes rendement installation solaire

Economie en kWh jour/nuit 318 kWh soit 63 € 

A noter: climatisation maison en été et chauffage piscine sans aucune consommation via EDF

L'économie totale annuelle en 2022 est donc de: 4626 Euros.

On reste encore à plus de 10 ans pour amortir tous les surcouts. Il y a donc un prix à payer pour tendre vers le zéro carbone, mais c'est possible avec en plus une très grande amélioration du confort de vie (Out l'écologie punitive !).

A noter qu'en un an le gain annuel est passé de 4040€/an à 4626€/an soit 14,5% de hausse donc plus que l'inflation.

Coté usure des batteries LiFePo4: elles ont maintenant 15 ans (leur 3eme usage) et elles fonctionnent toujours aussi bien, en 2022 elles ont fait l'équivalent de 138 cycles complets.

A partir d'octobre 2022 j'ai changé la loi d'usage des batteries, je cherche à la maintenir toujours haute afin de parer à une éventuelle coupure d'électricité de 2 heures pour cause de pénurie de production coté EDF. L'inconvénient étant une journée surprise de plein soleil comme ce fut le cas du 30 janvier 2023 et qui oblige à trouver des consommateurs de jour même pour un jour rouge Tempo pour utiliser l'excédant de production faute de place dans les batteries.

Bien entendu, objectif est de limiter ma consommation à moins de 10 kWh/an en Tempo pointe rouge. J'en suis à 3 kWh pour 14 jours tempo rouge. Cette consommation résiduelle est dut à mon onduleur qui consomme un peu pour garder la synchro fréquence avec EDF. Je pourrais la couper mais cela entrainerait une micro coupure pour mon informatique en cas de panne de mon installation solaire.

Voila vous savez, tout. Je constate maintenant une grande stabilité d'une année sur l'autre sur toutes les consommations et la production solaire.

Il reste 2 points à améliorer:

• Le rendement des convertisseurs DC/DC élévateur de tension de 48 volts vers 262 volts, ils ont 15 ans maintenant. En les remplaçant par un matériel de dernière génération je pourrais gagner 1500 kWh par an de production solaire (210 €/an). Mais compte tenu du cout de ces équipements pout 10 KVA il n'y a pas de rentabilité possible à court terme.

• La centrale de traitement d'air double flux FranceAir avec PAC. C'est une horreur question fiabilité et régulation, il faut que je la suive toutes les 4 heures. C'est le seul point noir de mon installation, j'envisage de la remplacer dès que j'en aurais les moyens...

Pour les non initiés qui se demandent d'ou vient le nom d'Auto-Magique lire à partir d'ici

Les mots 2022 sont ici