PV et cogénération:
l'autarcie électrique est-elle possible?
Autarcie

L'autarcie électrique est l'indépendance du réseau de distribution. On produit sa propre électricité qu'on stocke dans des batteries et qu'on utilise au fil des jours.
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L'autarcie est forcée dans les régions qui ne disposent pas d'un réseau électrique, mais même chez nous il y a de plus en plus de particuliers qui veulent se déconnecter du réseau électrique. On peut les comprendre: chaque année ce sont des centaines d'euros d'économisés: plus de frais de transport et de distribution (si, si, ce sont deux choses différentes: le transport c'est le réseau haute tension tandis que la distribution, c'est la fourniture aux usagers, voir réseaux électriques). S'y ajoutent les différentes taxes fédérales, provinciales, communales, une participation au salaire très modeste de Stéphane Moreau, la taxe sur l'énergie,... Tu n'as même pas consommé un seul kW que déjà tu dois payer des centaines d'euros en frais divers.

Chaudière à cogénération
(Moteur Stirling)

J'ai aidé un agriculteur dans la région de Liège à calculer une installation électrique qui pourrait fonctionner indépendamment du réseau de distribution. Il a des panneaux solaires et la maison est idéalement située sur le flanc d'une colline: pas de brume le matin et de l'énergie disponible dès le lever du soleil jusqu'à son coucher.

J'ai d'abord fait l'analyse de la situation existante:

  • Fermette rénovée avec deux unités d'habitations, 4 adultes et deux enfants
  • PV de 10kW, production journalière en été: 120 à 125kWh, en hiver 5 à 8kWh par jour, avec des jours sans aucune production.
  • Consommation basale: 2 à 2.5kWh/jour (chauffage, éclairage,...), consommation moyenne de 5 à 12kWh par jour (avec télé, lave vaiselle, plaque de cuisson électrique,...)
  • Chauffage central au mazout avec deux chaudières dans un même local de chauffe
J'ai fait les calculs avec une batterie de 35kWh (c'était la plus grosse batterie qui était disponible à l'époque). Une simulation a indiqué qu'il y aurait malgré tout plusieurs périodes avec trop peu de production électrique (10 à 15 jaurs par an en hiver). Donc pas de chauffage non plus, puisque la chaudière a besoin d'électricité pour fonctionner.

La seule solution qui pouvait être envisagée, c'était le remplacement des deux chaudières à mazout par une chaudière commune au gaz propane avec deux circulateurs. La chaudière commune permet d'augmenter le rendement électrique, car on va utiliser la cogénération grâce à un moteur stirling dans la chaudière.

La chaudière à cogénération devrait produire entre 500 à 1000W, suffisant pour une production de 8kWh/jour (et même plus entre décembre et février). Les deux cuisinières électriques doivent également être remplacées par des cuisinières au gaz.

L'avantage de la cogénération, c'est qu'on produit de l'électricité quand les panneaux photo-voltaïques n'en produisent pas: en hiver et quand il n'y a pas de soleil. J'ai fait la simulation avec un rendement énergétique assez faible parce que le rendement nominal n'est atteint que quand la chaudière travaille en continu. Les chaudières HRe modernes produisent entre 10 et 15% de production électrique par rapport à la production de chaleur.

Voici les coüts de la transformation:

  • Chaudière HRe au gaz adaptée au propane (prix à l'époque: 2.800€).
  • Batterie tampon 16kWh (9.000€)
  • Onduleur avec gridformer 4kW (1.500€)
  • Remplacement des cuisinières électriques par des cuisinières au gaz
Il est possible de réduire la taille de la batterie tampon grâce à la cogénération, mais cela reste un coût important.

Finalement, ce qui a fait décider les habitants de ne pas passer en autarcie, c'est qu'il n'est plus possible de vendre le trop-plein d'électricité en été. Pendant les mois d'été, il était possible de revendre 80% de la production, ce qui rapportait environ 800€/mois entre mai et août. Suffisant pour payer plusieurs fois les frais fixes de raccordement.

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