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Depuis quelques années les fabricants d'aérogénérateurs ne cessent d'améliorer la performance de leurs produits avec des microprocesseurs contrôlant la vitesse du vent et capable d'optimiser la capacité de charge de la batterie, un design optimisé pour affronter les vents violents et diminué la nuisance sonore, des pales plus résistantes, etc.
La gamme des petites éoliennes s'étend désormais de 48Watts (à 78 Km/h) à plus de 3000 Watts à 40 Km/h avec un distinguo entre éolienne terrestre et marine (traitées contre le sel).
L'éolienne Air-X, par exemple, est munie d'un microprocesseur qui contrôle en permanence le circuit électrique et d'un alternateur qui permet à la turbine de s'auto réguler en cas de vents forts et de s'arrêter automatiquement lorsque la batterie est complètement chargée. Les pales de ces éoliennes faites d'un matériau composite (carbone) sont capables de résister à des vents de plus de 180 Km/h.

En fait l'éolienne est un aérogénérateur qui convertit l'énergie du vent en électricité grâce à une génératrice. Quand le vent souffle, les pales tournent. La génératrice va ensuite transformer cette énergie mécanique en énergie électrique.

L'éolienne est simple à utiliser mais avant d'en installer une chez vous, vous devez vous posez quelques questions :

- Avez-vous un bon emplacement pour votre éolienne ?
L'emplacement de l'aérogénérateur est primordial pour assurer sa performance maximale. Pour capter un maximum de vent, l'éolienne doit être placée 6 m au-dessus de tout objet environnant dans un rayon de 75 m.

- L'endroit est-il suffisamment venteux ?
L'idéal est d'avoir au moins une moyenne de 14 Km/h (4 m/s). Vous trouverez une carte du gisement éolien en France sous la rubrique FAQ. La topographie spécifique du site compte également beaucoup (boccage, collines, lacs, etc.). Si possible, vérifiez au préalable la vitesse du vent avec un anémomètre.

D'autre part, vous devez vous renseignez auprès de votre mairie pour savoir si votre projet est conforme aux règles d'urbanisme en vigueur. Par exemple, l'installation d'un mât supérieur à 12m nécessite un permis de construire. Il vaut donc mieux se renseigner avant pour éviter les problèmes juridiques et de voisinage !

Comme les installations solaire photovoltaïques, les installations éoliennes peuvent bénéficier d'aides financières : crédit d'impôt de 40%, TVA réduite de 5,5% pour l'achat du système de production électrique à partir d'énergies renouvelables (subventions déduites, hors pose), aides de la Région, etc.
Renseignez-vous auprès de l'Agence De l'Environnement et de la Maîtrise de l'Energie (ADEME) www.ademe.fr/particuliers/

Le coût d'installation d'une petite éolienne varie beaucoup selon le type d'utilisation électrique que vous voulez en faire (raccordé réseau ou pas, avec stockage de l'électricité ou non, hauteur du mât et puissance de l'éolienne bien sûr).

N'hésitez pas à faire part de vos expériences pour ceux qui sont déjà dans le vent !

Le seul inconvénient des panneaux solaires photovoltaïques, c'est qu'ils ne produisent de l'énergie que le jour. Or on a souvent besoin d'électricité la nuit (notamment pour s'éclairer) ! Pour bénéficier d'électricité la nuit ou durant les jours pluvieux, il faut donc installer des accumulateurs (batteries) qui vont permettrent de stocker l'énergie sous forme chimique.

Il existe 2 principaux types d'accumulateurs de grande capacité : les batteries dites « ouvertes » et celles dites « étanches ».

Les batteries ouvertes sont des batteries au plomb contenant de l'électrolyte liquide dont l'eau doit être renouvelée (un peu comme les batteries de voitures). Cependant n'utilisez pas votre batterie de voiture pour votre installation solaire ! En effet, elles n'ont pas les mêmes propriétés : la batterie de véhicule pourrait être comparée à un sprinter car elle doit fournir des courants de démarrage très importants en très peu de temps, tandis que la batterie solaire fonctionne plus comme un coureur de fond : elle doit fournir des courants moins élevés mais beaucoup plus longtemps.

Les batteries étanches ne contiennent pas de liquide mais du gel. Ainsi, elles peuvent fonctionner dans toutes les positions et ne demandent absolument aucun entretien puisqu'il n'y a pas d'eau à rajouter.

Pour garantir l'efficacité de votre installation et ne pas avoir de surprise de coupure de courant, il est primordial d'estimer au mieux la capacité minimale que votre batterie doit avoir.
La capacité d'une batterie se calcule en Ampères-heures (Ah), c'est-à-dire en nombre d'ampères à « tirer » pendant x heures pour décharger la batterie.
Cette capacité dépend entre autre de la façon dont la batterie est chargée et déchargée. Les caractéristiques des batteries sont souvent données pour des décharges de 20, 100 ou 120 heures (C20, C100 ou C120) et pour une température de 25°C. On parle alors de capacité nominale.

La température ambiante perturbe également le fonctionnement de la batterie, surtout quand il fait froid car les réactions chimiques vont être ralenties. Une batterie a donc une capacité beaucoup plus faible à froid qu'à chaud. Les installations solaires en montagne doivent donc tenir compte de ce critère en prévoyant une capacité plus importante.

La charge de la batterie va s'effectuer grâce au panneau solaire photovoltaïque. Au fur et à mesure de la journée, la tension de la batterie va augmenter jusqu'à un seuil d'environ 14V (pour une batterie de 12V). Au-delà de cette limite, le régulateur solaire va couper la liaison électrique avec le panneau afin d'éviter les problèmes de surtensions. A l'inverse, ce même régulateur coupe automatiquement l'alimentation électrique avec le récepteur lorsque la tension de la batterie est trop faible (environ 11V pour une batterie de 12V).
Part ailleurs, il faut savoir que plus on charge une batterie avec du courant de faible intensité et longtemps et plus longue est sa durée de vie. Cependant dans les applications photovoltaïques, il est difficile de suivre cette règle car le courant de charge n'est pas le même durant la journée puisqu'il dépend de l'ensoleillement.

La décharge de la batterie vers le récepteur (des lampes par exemple) est beaucoup plus importante à définir. En effet, la durée de vie des accumulateurs dépend principalement de la profondeur de décharge de la batterie, c'est-à-dire combien d'ampère va-t-on tirer avant de devoir la recharger. Il existe donc une décharge maximale à ne pas dépasser faute de quoi la batterie sera sérieusement détériorée.

L'installation d'un régulateur de batterie permet d'éviter ces problèmes de surcharge et de décharge profonde et allonge la durée de vie de la batterie.

Un autre paramètre à prendre en compte lors du choix de la batterie est l'autonomie souhaitée de l'installation. L'autonomie est la période durant laquelle la batterie est capable de fournir de l'énergie sans avoir besoin d'être rechargée. Autrement dit, c'est le nombre de jours pendant lesquels l'installation peut fonctionner sans lumière. On définit la période d'autonomie selon la capacité de la batterie, de la consommation électrique et 'du temps d'ensoleillement quotidien. En effet, l'autonomie souhaitée sera d'autant moins importante que l'on se rapprochera de l'équateur. En Afrique l'autonomie sera de 5 jours maximum tandis qu'en Europe elle se situera entre 5 et 15 jours. (cf cartes d'ensoleillement moyen annuel sous la rubrique FAQ)

Ces divers paramètres (durée et importance de charge et de décharge, température et ensoleillement ambiants) vont permettre de déterminer la capacité réelle de la batterie. Cette capacité réelle (ou utile) est un pourcentage de la capacité nominale de la batterie (le plus souvent entre 60 et 80%). Il est d'usage d'appliquer un coefficient de sécurité de 1,25 correspondant à une capacité utile de 80%.

Finalement, la formule pour déterminer la capacité de votre batterie est :

( Consommation en Wh ) x Autonomie en Jrs x 1,25
Tension en Volts

Exemple :

On souhaite faire fonctionner 3 lampes fluo compactes de 7W 4h/jour et une TV de 50W 3h / jour.
Soit un besoin journalier de : (3 x 7W x 4h) + (1 x 50W x 3h) = 234 Watts heure par jour (Wh/j).
La tension de la batterie est de 12V et l'installation est située en Rhône-Alpes. On choisira 5 jours d'autonomie (soit un temps de décharge de 100h : C100).
Capacité = (258Wh / 12V) x 5jrs x 1,25 = 121,87 Ah en C100
On choisira donc une batterie d'au moins 125 Ah en 12 Volts comme par exemple la batterie Enersol 130.

Comme vous le savez, les modules solaires sont faits à base de silicium. Il existe 2 grandes familles de panneaux photovoltaïques :

- les matériaux solides cristallisés à base de silicium cristallin ou massif
- les couches minces à base de silicium amorphe

Ces 2 familles diffèrent dans leur procédé de fabrication, leurs caractéristiques électriques et donc leurs applications.

Les procédés de fabrication

Les cellules solaires au silicium cristallin sont les plus répandues. Le module est dit cristallin parce que le silicium qui le constitue est pur, c'est-à-dire que l'arrangement des atomes est parfait.

Lorsque la photopile (ou cellule) est constituée d'un seul cristal, on parle de silicium monocristallin. Ces cellules sont d'un aspect uniforme et gris bleutée.
Si par contre la cellule est composée de plusieurs cristaux assemblés, le module est dit polycristallin et présente l'aspect d'une mosaïque compacte de fragments cristallins bleutés (comme le givre sur un carreau).

Pour fabriquer les panneaux monocristallins, on utilise un procédé connu sous le nom de « silicium ruban ». Ce procédé consiste à étirer le silicium fondu directement sous forme de ruban. Ce ruban est ensuite coupé en morceaux. Une autre solution consiste à étirer des cylindres monocristallins comme pour la micro électronique, cylindres qui sont ensuite tranchés en wafers de 200 à 400 µm.

Ces procédés nécessitent un matériau de très grande pureté et une grande quantité d'énergie. C'est pourquoi les panneaux monocristallins sont en moyenne les plus chers du marché.

Le silicium polycristallin est né dans les années 70 dans un souci de développer des modules à la fois bon marché et offrant un bon rendement.

Pour fabriquer les panneaux polycristallins, on verse le silicium récupéré des tirages de monocristallin dans une cuve carrée. Le bloc obtenu après refroidissement est taillé en sections carrées (10 x 10 ou 15 x 15 cm) qui seront eux-mêmes sciés en wafers. Ce procédé économise de la surface et le rendement reste bon. Cette technologie est aujourd'hui la plus courante car elle est bien maîtrisée sur le plan industriel et offre un bon rapport qualité/prix.

Le silicium utilisé en couche mince est dit amorphe car l'organisation des atomes n'est plus régulière comme dans un cristal, elle est déformée. Pour réduire ce défaut, un alliage de silicium amorphe et d'hydrogène a été développé. Cet alliage absorbe la lumière beaucoup plus fortement. La technique la plus courante pour fabriquer les cellules au silicium amorphe est le dépôt par plasma sur un support (en verre ou en plastique par exemple). Les panneaux amorphes se reconnaissent par leur couleur rouge/brun foncée.

Propriétés électriques des différents types de cellules photovoltaïques

Les caractéristiques électriques des cellule polycristallines sont actuellement sensiblement les mêmes que celles des monocristallines. Leur rendement atteint 10 à 16% (donnée sous un rayonnement de 1 000W/m², c'est-à-dire lorsque le soleil est au zénith).

Sous un ensoleillement maximal, la cellule amorphe a une tension plus élevée mais un courant nettement plus faible que le silicium cristallin. La technologie amorphe fournit industriellement des panneaux de 6 à 8% de rendement en simple jonction et jusqu'à 10 12% en multi-jonctions.

Mais attention ces rendements sont donnés pour un fort ensoleillement alors que ces différents types de panneaux n'ont pas les mêmes applications.

L'influence de l'éclairement

Une cellule monocristalline permet de fournir une tension correcte même dans des faibles conditions d'ensoleillement, par temps nuageux par exemple.

Dans ces conditions, la baisse de tension peut être beaucoup plus importante pour les cellules polycristallines. Il convient donc de veiller à ce que ces panneaux ne soient pas masqués par l'ombre d'un arbre, d'une antenne ou d'une cheminée.

Les panneaux amorphes seront donc préférables pour un faible besoin en électricité (montre, calculatrices, éclairage de secours, etc.) ou lorsque l'on prévoit un fort échauffement des cellules (en haute montagne ou dans le désert par exemple).

En résumé

Même si les panneaux au silicium polycristallin présentent des petites impuretés, leur rendement rejoint celui des monocristallins. Les progrès dans les procédés de fabrication ont également fait baisser le prix de ces derniers.

Le silicium amorphe est le moins cher et sera préféré pour la fabrication de petits panneaux solaires le plus souvent flexibles (panneaux marins).

Par ailleurs, grâce au fait que le report sous vide s'applique bien à la production de masse et en continu, la production de panneaux « au kilomètre » commence à apparaître en vue de fabriquer des toitures solaires à rendement faible mais en contrepartie à faible coût.

Surtec reste bien sûr à votre disposition pour vous guider dans le choix de vos panneaux solaires.

Source : ENERPLAN

Origine contact : Date :
Nom : Prénom :
Adresse : CP / Localité :
Tél. privé : Tél. trav :
Adresse de l'installation :

Espace ensoleillé plein sud disponible :
oui non à étudier

Fréquence d'utilisation :
toute l'année week-ends vacances Autre :
Mois : janv. févr. mars avril mai juin juillet août sept. oct. nov. déc.

CONSOMMATION JOURNALIERE

Points d'éclairage Puissance [Watt] Nb Durée d'utilisation [h]

Cuisine
Salon
Salon
Ch. à coucher
Ch. à coucher
Ch. à coucher
Bains
WC
Corridor
Cave
Extérieur
Autre

Appareils Puissance [Watt] Nb Durée d'utilisation [h]

Télévision
Chaîne Hi-Fi
Magnétoscope
Ordinateur
Réfrigérateur
Congélateur
Aspirateur
Fer à repasser
Electro-ménager
Outillage
Pompe pression
Autre

POMPAGE :
Source de pompage:
forage puits source citerne
Dénivélation entre réservoir et source en mètres :
Longueur de canalisation entre pompe et réservoir en mètres :
Débit journalier souhaité en litres :

AUTRE SOURCE D'ALIMENTATION :
Groupe électrogène existant : non oui
Puissance en kW :

Autonomie du système souhaitée en jours :

REMARQUES :

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Le soleil a un petit inconvénient, c'est de ne briller que le jour ! Quand il s'agit de pomper de l'eau pour arroser le jardin, tout va bien : les panneaux sont connectés à la pompe et le pompage s'effectue dès que le soleil apparaît, on pompe alors « au fil du soleil ».

Mais le plus souvent, nous avons besoin d'électricité la nuit, pour éclairer ou pour faire marcher le réfrigérateur. Le stockage d'énergie s'impose donc. Il est alors possible de stocker en altitude de l'eau pompée au fil du soleil et de la turbiner ensuite, de fabriquer de l'hydrogène et d'utiliser une pile à combustible, de comprimer de l'air Le moyen le plus simple pour stocker de l'électricité demeure cependant la batterie à moins d'être raccordé au réseau d'électricité.

Dans ce cas, en souscrivant au préalable un contrat avec EDF, il est possible, grâce à convertisseur adapté, de « pousser » son électricité dans le réseau au lieu de la stocker sur place.

Pour favoriser le développement de ce type de solution le gouvernement a décidé d'imposer à EDF un tarif de rachat de cette électricité plus élevé que son prix de vente ( environ 0,15 € le kilowatt x heure ? alors qu'il est acheté 0,62 € en Allemagne !). D'autres mesures incitatives ont aussi été prises par l'état et les régions : un crédit d'impôt de 40 % permet de réduire le coût de l'installation et des aides régionales, qui diffèrent d'une région à l'autre, qui complètent ce dispositif fiscal.

Ainsi dans le cas optimum, le cumul du crédit d'impôt et de la subvention de la région permet de financer 80 % du montant de l'investissement !

N'hésitez pas à nous demander conseil, l'électricité solaire est notre métier !

Les panneaux solaires permettent de générer des économies financières tout en utilisant l'énergie renouvelable respectueuse de l'environnement. Cette production d'énergie non polluante permet d'alimenter des bâtiments isolés non raccordés au réseau ou de revendre l'électricité au fournisseur d'électricité (EDF en général).

Une installation photovoltaïque coûte entre 15 000 € et 35 000 €. Heureusement des aides financières diverses peuvent subventionnées les installations de panneaux photovoltaïques.

1^er cas : L'alimentation en électricité dans un bâtiment situé dans une zone non raccordée au réseau

Les aides accordées sont soumises à diverses conditions :
- Vous devez accepter le mode d'électrification et la participation financière qui vous sont proposés.
- Le bâtiment est votre résidence principale ou secondaire, à usage professionnel ou un local à vocation touristique.
- Le coût d'électrification de votre bâtiment par l'énergie solaire doit être 15% moins cher que le coût de son raccordement au réseau EDF.

Les subventions :

Sur un territoire en régime rural d'électrification
- Aides du FACE (Fonds d'Amortissement des Charges d'Electrification)
- ADEME (Agence de l'Environnement et de la Maîtrise de l'Energie)
- Dans certains cas : syndicat d'électrification et commune

Votre installation photovoltaïque peut ainsi être subventionnée à plus de 80% des dépenses.

Sur un territoire en régime urbain d'électrification
- EDF (35% de financement)
- ADEME (jusqu'à 35%)
- Aides complémentaires : Union Européenne, Conseil Régionaux et Généraux

Exemple : la région Rhône-Alpes accorde une subvention maximale de 30% des coûts HT pour les sites isolés.

2^ème cas : Production d'électricité dans le but de la vendre au réseau

L'électricité produite par les panneaux solaires peut être revendue à votre fournisseur d'électricité. EDF a l'obligation d'acheter votre électricité à un tarif de 0,135 € / kWh en France continentale et de 0,27 € / kWh en DOM et en Corse.

Les subventions :

- L' ADEME accorde des aides seulement dans le cadre d'opérations groupées (et non à destination des particuliers isolés). Renseignez-vous auprès de votre délégation régionale pour savoir si vous pouvez intégrer une opération de ce type dans vote région.
- Votre Région

Exemple : la région Rhône-Alpes accorde une subvention sous forme de bonification à la production d'énergie d'un montant de 0,6 € / KWh produit, calculé sur 6 ans et plafonné à 7 200 €.
Cette production est forfaitisée à raison de 1000 KWh / KWc installé soit 3 600 € / KWc installé. Ce montant inclus une participation de l'ADEME équivalente à 1 € / Wc installé, plafonné à 2000 €

Taux réduit de TVA

L'installation de panneaux photovoltaïques bénéficie dans taux de TVA réduit de 5,5% dans les conditions suivantes :
- Vous êtes propriétaire (propriétaire occupant ou bailleur)
- Vous êtes locataire, occupant à titre gratuit ou usufruitier
- Votre logement doit être achevé depuis plus de 2 ans
- Il est votre résidence principale ou secondaire
- C'est une maison individuelle ou un appartement dans un immeuble

Ainsi l'entreprise qui vous vend le matériel et assure la pose applique directement la réduction de TVA (réduisant ainsi votre facture de près de 12%)

Un crédit d'impôt

L'achat (subventions déduites et hors pose) d'un équipement de production électrique à partir de panneaux solaires photovoltaïques ouvre droit à un crédit d'impôt de 40 %* dans les conditions suivantes :
- Vous êtes locataire, propriétaire ou occupant à titre gratuit
- Vous êtes fiscalement domicilié en France
- Le logement est votre résidence principale
- Ce logement est neuf, ancien ou encore en construction entre le 1^er janvier 2005 et le 31 décembre 2009.
- L'achat a été effectué entre le 1^er janvier 2005 et le 31 décembre 2009.
- Dans un logement acheté neuf, les équipements doivent avoir été intégrés par le vendeur ou le constructeur
- Dans un logement en construction ou ancien, les équipements doivent être fournis par l'entreprise chargée de l'installation.

L'entreprise qui vous a fourni les équipements et réalisé les travaux, le vendeur ou le constructeur doit vous fournir une attestation ou une facture dont vous joignez une photocopie à la déclaration d'impôt.
La facture doit faire clairement ressortir la part « fourniture des matériels, TVA comprise ».

* Ce montant est plafonné en fonction de votre situation familiale

Liens utiles

ADEME (Agence de l'Environnement et de la Maîtrise de l'Energie)

Délégation de l'ADEME dans chaque région

Alsace, Aquitaine, Auvergne, Basse Normandie, Bourgogne, Bretagne, Centre, ÿle-de-France, Languedoc-Roussillon, Lorraine, Midi-Pyrénées , Pays de la Loire, Poitou-Charentes, Provence-Alpes-Côte d'Azur, Rhône-Alpes

Conseils régionaux

ALSACE
AQUITAINE
AUVERGNE
BOURGOGNE
BRETAGNE (uniquement pour les chauffe-eau solaires individuels)
CENTRE
HAUTE NORMANDIE (uniquement pour les chauffe-eau solaires individuels)
LIMOUSIN
MIDI-PYRENEES
PACA (+ fiches uniquement pour les chauffe-eau solaires individuels)
PAYS DE LA LOIRE
POITOU-CHARENTES
RHONE-ALPES

Le soleil nous apporte chaque année, suivant les régions et les saisons, entre 1 et 6 kilowatts heure par mètre carré. Le kilowatt heure est une unité d'énergie. Les panneaux solaires absorbent cette énergie et la transforment... en chaleur dans le cas des capteurs thermiques, ou en électricité dans le cas des panneaux solaires photovoltaïques.

La puissance des panneaux photovoltaïques est donnée en Watts crêtes (Wc). Ces Watts crêtes représentent la puissance que délivre le panneau solaire éclairé par un soleil (ou par un éclairage identique au soleil) de 1000 Watts par mètre carré (ce qui est un très bon ensoleillement).

En première approximation, à un endroit où le sol reçoit en moyenne 2 kilowatts heure par mètre carré et par jour, le panneau solaire ne fournit que l'équivalent de deux heures de sa puissance crête, même s'il fait jour pendant plus de dix heures.

Prenons un exemple simple: Je souhaite allumer deux lampes de 15 watts pendant 3 heures le soir. Ces lampes vont consommer une énergie de 15 Watts X 2 pendant 3 heures soit 90 watts heure chaque jour. Le soleil généreux, à mon endroit, donne en hiver 2,5 kilowatts par mètre carré... (soit 2,5 heures de soleil à 1000 watts par mètre carré. Un panneau de 40 watts crêtes exposé pendant ces 2,5 heures produira environ 100 watts heure et sera suffisant. En été, le soleil donne deux fois plus... nous aurons de l'énergie à revendre !

Nous parlerons plus tard de la vente de l'énergie à EDF...