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Production d'électricité - Photovoltaïque - Résidentiel - 0,3 kW - Hors réseau / Canada
Mandat de l'étude de cas
Vous exploitez une entreprise d'installation de systèmes photovoltaïques (PV). Le propriétaire d'un chalet, qui se trouve entre 500 m et 1 km du réseau électrique, vous demande une soumission pour une alimentation photovoltaïque autonome. Il veut en plus des coûts du système, que vous précisiez de quelle quantité d'énergie il pourra disposer et que vous évaluiez à partir de quelle distance du réseau électrique, un système PV autonome devient une option plus avantageuse qu'un raccordement au réseau.
Données techniques
Le site se trouve à Huntsville, Ontario, Canada, à 44°30' de latitude nord. L'aéroport de Muskoka est la station météorologique la plus proche. Le chalet est utilisé uniquement la fin de semaine et uniquement pendant la saison chaude, de mai à septembre. Pendant cette période, les charges électriques sont présentées dans le tableau suivant :
Mandat de l'étude de cas
Vous exploitez une entreprise d'installation de systèmes photovoltaïques (PV). Le propriétaire d'un chalet, qui se trouve entre 500 m et 1 km du réseau électrique, vous demande une soumission pour une alimentation photovoltaïque autonome. Il veut en plus des coûts du système, que vous précisiez de quelle quantité d'énergie il pourra disposer et que vous évaluiez à partir de quelle distance du réseau électrique, un système PV autonome devient une option plus avantageuse qu'un raccordement au réseau.
Données techniques
Le site se trouve à Huntsville, Ontario, Canada, à 44°30' de latitude nord. L'aéroport de Muskoka est la station météorologique la plus proche. Le chalet est utilisé uniquement la fin de semaine et uniquement pendant la saison chaude, de mai à septembre. Pendant cette période, les charges électriques sont présentées dans le tableau suivant :
Le client ne veut pas avoir de groupe électrogène en relève du système photovoltaïque. Vous devez concevoir un système qui offre assez d'autonomie pour lui permettre de passer un week-end sans manquer d'électricité même sans soleil.
Données financières
Les données financières nécessaires à l'étude sont les suivantes : taux d'inflation de 2,5 %, taux d'indexation du coût en combustible de 5 %, ratio d'endettement de 60 %, taux d'intérêts sur la dette de 8,5 %, taux d'actualisation de 9 %, durée de l'emprunt de 10 ans. Il n'est pas nécessaire de tenir compte des impôts sur les revenus. Les coûts de raccordement au réseau électrique sont de 10 000 $ du km comprenant le câblage, les poteaux, et le transformateur. Les frais d'abonnement au réseau électrique sont de 17 $/mois et le prix de l'énergie électrique de 0,08 $/kWh. La durée de vie prévue du système photovoltaïque est de 25 ans.
Comme votre société est familière avec ce genre d'installation, le temps de conception ne demandera que 3 heures, mais on doit prévoir 2 heures additionnelles pour visiter le site avant l'installation. Cette installation ne devrait prendre que 1,5 jours. Vous estimez que les batteries auront besoin d'être remplacées tous les 10 ans.
Préparez une étude RETScreen, justifiez les hypothèses nécessaires à l'étude et tirez les faits saillants de cette analyse.
Solution
Le fichier de données sélectionné dans la base de données de projets RETScreen présente la solution élaborée. L'utilisateur télécharge automatiquement la base de données de projets en téléchargeant le logiciel RETScreen.
Notes explicatives
Résultats
Les propriétaires d'un chalet situé au nord de Toronto, Ontario, Canada, ont choisi de produire leur électricité avec un système photovoltaïque (PV) autonome plutôt que d'investir dans un raccordement au réseau électrique ou d'utiliser un groupe électrogène. Le chalet se trouve à 8 km du réseau électrique. Solar Power Systems, une société de Tara en Ontario a conçu et installé ce système. En 1997, on a installé un système PV de 300 W. Tel que prévu par le propriétaire, cette capacité a été augmentée en 1999, 100 W additionnels ont été ajoutés. Le chalet est utilisé les week-ends, en été seulement.
Description du système
Les appareils consommant de l'électricité sont une pompe à eau de 1,5 kW, un grille-pain de 1 kW, 125 W d'éclairage et une radio. La consommation totale d'électricité par jour la fin de semaine est d'environ 1,9 kWh en courant alternatif. Six modules PV Solarex de 50 W ont été installés. En 1999, la capacité installée a été portée à 400 W avec un total de 8 modules installés. L'énergie est stockée dans des accumulateurs électriques au nombre de 8, de marque Trojan modèle T-105 de 220 Ah à cellules ouvertes. Un chargeur Prostar 30M, du fabricant Morningstar, gère la recharge de la batterie d'accumulateurs. Un onduleur Trace DR 2412 permet d'alimenter la pompe à eau même lorsqu'elle appelle plus de courant lors de son démarrage. Le contrôleur de recharge comme l'onduleur sont des appareils sophistiqués qui gère le banc d'accumulateurs de manière optimale et prolonge ainsi sa durée de vie.
Leçons à tirer
Le marché des chalets de villégiature est important pour les entreprises fournissant et installant des petits et moyens systèmes PV. Souvent le raccordement à un réseau électrique revient trop cher par rapport aux faibles besoins saisonniers d'électricité des clients. De plus, les clients évitent ainsi le bruit et la pollution d'un groupe électrogène.
Les appareils constituant un système PV deviennent de plus en plus abordables, fiables et sophistiqués, qu'il s'agisse des modules PV mais aussi des contrôleurs de recharge ou des onduleurs. Ces améliorations rendent les systèmes PV autonomes à batterie de plus en plus attrayants comme option alternative à un raccordement à un réseau électrique distant. Ce marché est donc appelé à augmenter puisque d'un côté le prix des composants PV baisse alors que de l'autre, les prix de l'électricité, aussi bien l'énergie que les frais de connexion, augmentent.
Des fournisseurs de systèmes PV proposent maintenant des kits prêts à installer pour des chalets. Ils sont vendus sur la base de la quantité d'énergie qu'ils sont capables de fournir en moyenne pour alimenter un chalet en été.
Photo
Chalet - Photovoltaïque - Hors réseau, Ontario, Canada
Références
Données financières
Les données financières nécessaires à l'étude sont les suivantes : taux d'inflation de 2,5 %, taux d'indexation du coût en combustible de 5 %, ratio d'endettement de 60 %, taux d'intérêts sur la dette de 8,5 %, taux d'actualisation de 9 %, durée de l'emprunt de 10 ans. Il n'est pas nécessaire de tenir compte des impôts sur les revenus. Les coûts de raccordement au réseau électrique sont de 10 000 $ du km comprenant le câblage, les poteaux, et le transformateur. Les frais d'abonnement au réseau électrique sont de 17 $/mois et le prix de l'énergie électrique de 0,08 $/kWh. La durée de vie prévue du système photovoltaïque est de 25 ans.
Comme votre société est familière avec ce genre d'installation, le temps de conception ne demandera que 3 heures, mais on doit prévoir 2 heures additionnelles pour visiter le site avant l'installation. Cette installation ne devrait prendre que 1,5 jours. Vous estimez que les batteries auront besoin d'être remplacées tous les 10 ans.
Préparez une étude RETScreen, justifiez les hypothèses nécessaires à l'étude et tirez les faits saillants de cette analyse.
Solution
Le fichier de données sélectionné dans la base de données de projets RETScreen présente la solution élaborée. L'utilisateur télécharge automatiquement la base de données de projets en téléchargeant le logiciel RETScreen.
Notes explicatives
- Le projet à un temps de retour simple sur l'investissement immédiat, considérant que les frais de 10 000 $ établis par la compagnie locale d'électricité, pour une éventuelle extension du réseau, sont largement supérieurs au coût initial du système PV. Par conséquent, comme le système PV représente l'option la moins coûteuse relativement à son coût d'investissement, il n'est donc pas nécessaire de calculer les autres indicateurs de faisabilité financière du projet (i.e. TRI).
- La capacité de 2,4 kWca de l'onduleur a été choisie pour s'assurer qu'il y a suffisamment de puissance au démarrage de la pompe de puisard. Il est improbable que toutes les charges en CA du chalet soient utilisées en même temps et l'onduleur n'a pas besoin d'être choisi en fonction de la somme de toutes les charges possibles en CA.
- La capacité nominale de la batterie d'accumulateurs a été choisie pour procurer suffisamment d'autonomie pour un week-end complet. La capacité suggérée par RETScreen est donc trop faible, pour les raisons expliquées dans le manuel de l'utilisateur à propos de cette cellule. La capacité de la batterie d'accumulateurs a été calculée en utilisant le facteur "2/7", comme décrit dans le manuel de l'utilisateur. Cette figure a été arrondie à 220 Ah, ce qui correspond à la capacité d'accumulateurs couramment disponibles sur le marché.
Résultats
Les propriétaires d'un chalet situé au nord de Toronto, Ontario, Canada, ont choisi de produire leur électricité avec un système photovoltaïque (PV) autonome plutôt que d'investir dans un raccordement au réseau électrique ou d'utiliser un groupe électrogène. Le chalet se trouve à 8 km du réseau électrique. Solar Power Systems, une société de Tara en Ontario a conçu et installé ce système. En 1997, on a installé un système PV de 300 W. Tel que prévu par le propriétaire, cette capacité a été augmentée en 1999, 100 W additionnels ont été ajoutés. Le chalet est utilisé les week-ends, en été seulement.
Description du système
Les appareils consommant de l'électricité sont une pompe à eau de 1,5 kW, un grille-pain de 1 kW, 125 W d'éclairage et une radio. La consommation totale d'électricité par jour la fin de semaine est d'environ 1,9 kWh en courant alternatif. Six modules PV Solarex de 50 W ont été installés. En 1999, la capacité installée a été portée à 400 W avec un total de 8 modules installés. L'énergie est stockée dans des accumulateurs électriques au nombre de 8, de marque Trojan modèle T-105 de 220 Ah à cellules ouvertes. Un chargeur Prostar 30M, du fabricant Morningstar, gère la recharge de la batterie d'accumulateurs. Un onduleur Trace DR 2412 permet d'alimenter la pompe à eau même lorsqu'elle appelle plus de courant lors de son démarrage. Le contrôleur de recharge comme l'onduleur sont des appareils sophistiqués qui gère le banc d'accumulateurs de manière optimale et prolonge ainsi sa durée de vie.
Leçons à tirer
- Les chalets hors réseau sont une belle application des systèmes PV d'alimentation électrique. Les alternatives aux systèmes PV sont : le raccordement au réseau électrique, soit un groupe électrogène, ou encore des appareils électroménagers et un système d'éclairage alimentés au propane.
- Comme la plupart des chalets sont utilisés en été seulement, un système PV bénéficie de la saison où le gisement solaire est à son meilleur. De plus, la plupart des chalets sont utilisés uniquement les week-ends, ce qui permet d'attendre 5 jours pour pleinement recharger un banc d'accumulateurs pour les 2 jours d'utilisation. La demande d'électricité est généralement plus faible que pour une maison occupée à plein temps, puisqu'on utilise moins d'appareils électriques. Ces considérations font qu'un système PV pour un chalet sera beaucoup moins cher que pour une résidence occupée à plein temps.
- Un système PV devrait être conçu de manière à pouvoir recevoir des modules PV additionnels sans modifications importantes aux infrastructures électriques. Il est aussi important que la capacité des accumulateurs puisse accueillir la puissance PV additionnelle.
Le marché des chalets de villégiature est important pour les entreprises fournissant et installant des petits et moyens systèmes PV. Souvent le raccordement à un réseau électrique revient trop cher par rapport aux faibles besoins saisonniers d'électricité des clients. De plus, les clients évitent ainsi le bruit et la pollution d'un groupe électrogène.
Les appareils constituant un système PV deviennent de plus en plus abordables, fiables et sophistiqués, qu'il s'agisse des modules PV mais aussi des contrôleurs de recharge ou des onduleurs. Ces améliorations rendent les systèmes PV autonomes à batterie de plus en plus attrayants comme option alternative à un raccordement à un réseau électrique distant. Ce marché est donc appelé à augmenter puisque d'un côté le prix des composants PV baisse alors que de l'autre, les prix de l'électricité, aussi bien l'énergie que les frais de connexion, augmentent.
Des fournisseurs de systèmes PV proposent maintenant des kits prêts à installer pour des chalets. Ils sont vendus sur la base de la quantité d'énergie qu'ils sont capables de fournir en moyenne pour alimenter un chalet en été.
Photo
Chalet - Photovoltaïque - Hors réseau, Ontario, Canada
Références
- Kitto, Judy, « Communications personnelles », Solar Power Systems - Photovoltaic Supplies and Accessories, 2000.
- Lapp, Steve, « Communications personnelles », SGA Energy, 2000.
