Électricité solaire hors réseau, abordable?

Vous voulez ajouter du solaire hors réseau à vos préparations, mais vous pensez que c’est trop cher? Je vais vous montrer comment construire un système peu coûteux qui peut se développer à mesure que les fonds deviennent disponibles. Vous trouverez votre petit système très utile et vous attendrez avec impatience les fonctionnalités supplémentaires apportées par chaque mise à niveau. Si vous pouvez épargner aussi peu que 50 $ par mois, vous aurez un système substantiel en moins d’un an et un système qui répondra à tous vos besoins en électricité beaucoup plus rapidement que vous ne le pensez.

Avant de regarder le système lui-même, considérons votre consommation d’électricité. Comme vous le diront tous ceux qui ont déjà expérimenté le solaire hors réseau, la première chose à faire est de chercher des moyens de réduire la consommation d’électricité. Si vous pouvez réduire la quantité d’électricité que vous utilisez, vous pouvez créer un système plus petit, vous permettant d’économiser de l’argent tout en répondant à vos besoins. Comme nous parlons d’un petit système, vous pouvez oublier le chauffage central et la climatisation, et vous n’utiliserez pas de chauffe-eau ou de cuisinière électrique. Ces articles nécessitent beaucoup d’électricité et je doute que vous vouliez couvrir tout votre toit de panneaux solaires. Mais cela ne signifie pas que vous devez vous en passer ou être mal à l’aise. En tant que Prepper, je pense que vous avez déjà envisagé des alternatives. Vous pouvez avoir une cheminée avec un échangeur de chaleur, qui sert d’alternative à votre fournaise. Ou, avoir un poêle à bois et un bon approvisionnement en bois de chauffage. Un foyer extérieur peut être utilisé pour cuisiner. Peut-être avez-vous envisagé d’utiliser le soleil pour chauffer de l’eau pour la vaisselle et pour vous laver. Et bien sûr, qui n’a pas de coffre à glace pour garder la nourriture et les boissons glacées?

Si votre système alternatif a la capacité d’alimenter un réfrigérateur / congélateur, vous avez la possibilité d’empêcher la détérioration des aliments et des médicaments. Cependant, étant donné qu’elle fonctionne 24 heures sur 24, l’utilisation générale de l’électricité est élevée. Dans le cas où votre système électrique alternatif ne peut pas gérer cela, envisagez plutôt un congélateur coffre à haute efficacité énergétique. Un congélateur coffre utilise beaucoup moins d’électricité. En plus de garder les aliments congelés, vous pouvez les utiliser pour faire de la glace. Il va être important de le placer dans la partie la plus fraîche de votre maison qui contribuera également à réduire la consommation d’électricité.

Votre autre source d’électricité sera également utilisée pour les lumières. Comme vous utiliserez des lumières pendant plusieurs heures chaque soir, c’est un domaine où il est très bénéfique de réduire la consommation. Au lieu d’utiliser des ampoules à incandescence de 60 watts, utilisez des ampoules fluorescentes compactes (LFC) ou des ampoules DEL. Une LFC de 13 watts émet autant de lumière qu’une ampoule à incandescence de 60 watts. Mieux encore, une ampoule LED de 10 watts émet autant de lumière qu’une ampoule à incandescence de 60 watts.

Une poêle électrique consomme également beaucoup d’électricité, mais peut-être seulement une heure par jour. Si vous utilisez une poêle à frire électrique ou si une friteuse électrique est importante pour vous, vous devez construire un système suffisamment grand pour fournir cette quantité d’électricité. Un four à micro-ondes consomme également beaucoup d’électricité, mais les aliments cuisent beaucoup plus rapidement dans un four à micro-ondes que dans une poêle électrique, ce qui signifie que l’utilisation globale de l’électricité avec un four à micro-ondes est bien moindre.

Faites une liste de tous les éléments que vous souhaitez utiliser dans une situation hors réseau. Calculez les besoins quotidiens en wattheures (watts multipliés par les heures) pour chaque appareil. Si vous ne connaissez pas le nombre de watts requis par un périphérique, mesurez-le avec un compteur Kill-a-Watt. Un compteur Kill-a-Watt est un appareil peu coûteux, disponible chez amazon.ca ainsi que de nombreuses autres sources. Pour les appareils qui utilisent l’alimentation par intermittence, comme un réfrigérateur, mesurez la puissance totale utilisée (wattheures) sur une période de 24 heures. Ajoutez tout cela pour vous donner une idée approximative de vos besoins électriques quotidiens. Vous pouvez obtenir un nombre compris entre 1 500 et 3 000 wattheures par jour. Dans cet objectif, vous êtes maintenant prêt à construire le système de démarrage. Mettez le à niveau, à mesure que les fonds deviennent disponibles, jusqu’à ce que tous vos besoins soient satisfaits.

Bien que vous puissiez commencer avec une batterie et un panneau solaire, le système de base décrit ici est un système complet. Comme il n’est pas lié au câblage existant dans la maison, vous aurez également besoin de rallonges électriques et de barrettes d’alimentation.

Le système de démarrage, tel que décrit, peut fournir 450 wattheures par jour ou plus. Vous êtes peut-être loin de votre objectif (1 500 à 3 000 wattheures), mais c’est un bon début. Vous pourrez charger des téléphones portables et des appareils électroniques portables. Vous aurez une abondance de lumière, en utilisant des ampoules LED ou CFL. Vous pouvez utiliser un ventilateur de table, alimenter un téléviseur, un décodeur, une console de jeux et une large gamme d’autres appareils.

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• Avantages : le contrôleur peut gérer automatiquement le fonctionnement du panneau solaire et de la batterie dans le système solaire. Facile à installer et à utiliser.
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Sunforce 60032 Contrôleur de charge numérique 30 A

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• Conçu pour une utilisation avec des panneaux solaires de 12 V
• Prend en charge jusqu'à 30 ampères de courant et jusqu'à 450 watts d'énergie solaire

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J’ai énuméré un contrôleur de charge de 30 ampères, tandis qu’un contrôleur de charge moins coûteux serait tout à fait correct. J’ai suggéré un plus grand contrôleur pour qu’il ne soit pas nécessaire de le remplacer lors de l’installation de panneaux solaires supplémentaires. Un contrôleur de charge de 30 A gère le courant pour des panneaux solaires de 4 à 100 watts.

Assurez-vous que le fil que vous utilisez peut gérer le courant attendu et que tous les circuits sont correctement fusionnés. Un seul panneau solaire pourrait produire 6 ampères de courant à 12 volts, donc un fusible automobile de 15 ampères fonctionnerait bien. Les fusibles et les porte-fusibles en ligne sont disponibles dans tous les magasins de fournitures automobiles. Le fil de calibre 10 peut supporter le courant du panneau solaire. Pour les interconnexions de la batterie et le câblage de la batterie à l’onduleur, utilisez un câble de calibre 7 ou plus et un disjoncteur de 40 ampères. Si vous ne trouvez pas de câble aussi lourd, envisagez de cannibaliser un ensemble de câbles de démarrage automobiles. Pour de meilleures performances, gardez les fils aussi courts que possible. Pour les panneaux solaires montés sur le toit, mettez les cadres à la terre et un dispositif de protection contre la foudre est recommandé.

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Le boîtier de la batterie est surdimensionné pour la batterie que vous utiliserez et comprend une entretoise. Cet espace supplémentaire offre beaucoup d’espace pour le contrôleur de charge et les fusibles. Le boîtier de batterie est correctement ventilé et doit être situé à l’extérieur, à proximité du panneau solaire. Le fabricant est répertorié sous le nom de NOCO et s’appelle un boîtier de batterie Snap-Top HM318BK Group 24-31 .

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Connaître l’état de charge de la batterie à un moment donné est important pour deux raisons.

Une sous-charge chronique ou une décharge excessive de la batterie peut réduire sa durée de vie. Malheureusement, mesurer le niveau de charge de la batterie n’est pas un processus simple. Cependant, après avoir observé le système au fil du temps et avec un peu de pratique, ce n’est pas difficile. Tout d’abord, ce que nous considérons comme une batterie de 12 volts n’est pas vraiment une batterie de 12 volts. C’est une batterie de 12,7 volts. Lorsqu’une batterie n’est ni en charge ni déchargée, elle est considérée comme étant “au repos”. Dans cet esprit, voici ce qu’il faut rechercher:

1. Lorsque la tension du panneau solaire est nettement supérieure à la tension de la batterie, cela indique que le contrôleur de charge fait son travail et que la batterie est complètement ou presque complètement chargée.
2. Attendez-vous à ce que la batterie complètement chargée indique 12,6 à 12,7 volts, au repos.
3. Lorsque la tension au repos chute en dessous de 12,1 volts, la batterie est considérée comme déchargée à environ 50%.
4. Pendant la charge de la batterie, et pendant un certain temps peu de temps après, attendez-vous à voir une tension de la batterie se situer bien au-dessus de la lecture normale, complètement chargée, peut-être supérieure à 13,0 volts. C’est normal. On l’appelle “charge de surface”. Cependant, cela rend la détermination de l’état de charge un peu plus difficile. Vous pouvez le “graver” en appliquant une charge pendant une courte période ou simplement attendre qu’il se dissipe.
5. La charge (dispositifs alimentant la batterie) affecte la lecture de la tension. Déterminez le SOC lorsque aucune charge n’est connectée et lorsque la batterie est au repos depuis au moins 1 heure.

Copiez ce tableau et placez-le près du compteur:

Pour de meilleurs résultats, la batterie doit être au repos pendant 1 heure avant de prendre la mesure de la tension. Les relevés sont effectués de nuit, lorsque les panneaux solaires ne génèrent pas d’électricité.

Vos résultats peuvent être différents de ceux indiqués ci-dessus, car vos batteries peuvent être différentes de celles que j’utilise et la température a un effet sur la tension de la batterie. Tant que vous n’êtes pas à l’aise pour déterminer le niveau de charge de la batterie en lisant le compteur, il est préférable d’estimer la valeur SOC en fonction de l’utilisation, comme expliqué ci-dessous.

Une autre façon de déterminer le SOC de la batterie approximative consiste à surveiller la charge. Avec une batterie de 100ah, la capacité de stockage utilisable attendue est d’environ 450 wattheures. (Plus d’informations sur la détermination de la capacité de la batterie plus loin dans cet article). Si vous ajoutez toutes vos charges, multipliées par les heures d’utilisation, vous pouvez déterminer la quantité de cette capacité de 450 watts / heure que vous avez utilisée. Par exemple, si votre charge comprend uniquement un ventilateur de 35 watts pendant 12 heures et une ampoule de 10 watts pendant 4 heures, la consommation totale de la batterie est de: (35 x 12 = 420 et 10 x 4 = 40) ou (420 + 40 = 460), dépassant la limite d’arrêt recommandée de 10 wattheures. Tant que vous ne vous sentez pas à l’aise avec le compteur pour déterminer le niveau de charge de la batterie, il est préférable d’utiliser cette méthode.

Ce système est-il quelque chose que vous envisagez de construire?

Si vous commencez avec un budget de 100,00 $ par mois, vous aurez un système complet et complet dans environ 9 mois et un système plus puissant dans environ 14 mois. Ce système alimentera les appareils à courant alternatif, jusqu’à un maximum de 300 watts. Le courant alternatif sera “propre”, ce qui vous permettra d’exécuter des appareils sans problèmes de performances et sans crainte d’endommager les périphériques sensibles. Avec un budget de seulement 100,00 $ par mois, vous pourriez avoir un système qui répond à tous vos besoins (1 500 à 3 000 wattheures par jour) en moins de trois ans.

Bien sur la configuration énumérée en début d article est une proposition d article. vous pouvez trouver moins cher et ainsi réduire le budget de départ. Mais attention tout de même à ne pas biaiser la qualité dans le but de faire quelques économies. Une fois votre système en place, vous n’aurez plus rien à débourser alors ca vaut peut être le coup de mettre un minimum de qualité dans le début afin de ne pas remettre la main à la poche 3 ans plus tard.

Voici une suggestion de mise à niveau:

Avec cette mise à niveau, la capacité du système est doublée. Vous aurez 900 wattheures d’énergie disponible après une journée complète d’ensoleillement. Même si vous n’avez toujours pas atteint votre objectif, votre système aura la capacité d’exécuter des périphériques supplémentaires et pour des périodes plus longues. Les jours partiellement nuageux auront moins d’impact négatif.

En ajoutant des panneaux solaires et des batteries, vous pourrez utiliser davantage d’appareils et augmenter le temps d’exécution. Si, par exemple, vous avez utilisé la moitié de votre puissance disponible le soir pour l’éclairage et la télévision, vous pouvez toujours faire fonctionner un ventilateur pendant 8 heures, pendant que vous dormez.

De même, à un moment donné, vous souhaiterez peut-être ajouter un onduleur à onde sinusoïdale pure (PSW) DC à AC plus puissant. Si vous ajoutez un onduleur PSW plus grand, vous pourrez faire fonctionner des appareils nécessitant plus de puissance, comme un four à micro-ondes, un grille-pain ou un aspirateur. Je suis très satisfait de l’onduleur PSW Exeltech de 1100 watts que j’utilise depuis plusieurs années. J’ai payé environ 870,00 $ pour cela à l’époque. Cependant, j’ai vu des onduleurs DC / AC à puissance élevée annoncés pour aussi peu que 200,00 $. Avant d’envisager un onduleur coûteux, lisez les avis.

Résumé:

Alors voilà, en un peu plus d’un an, sur un budget de 100,00 $ par mois, vous pourriez avoir un système robuste qui répond à la plupart de vos besoins. En moins de deux ans, vous pourriez avoir un système encore plus robuste qui répond à tous vos besoins. Vous aurez beaucoup de lumière, vous pourrez conserver les produits congelés, vous aurez des boissons froides, vous pourrez faire cuire des aliments et faire bouillir de l’eau, faire circuler de l’air chaud ou froid, prendre une douche chaude, regarder la télévision ou écouter la radio, un ordinateur ou un appareil informatique mobile, utiliser des outils électriques, pomper de l’eau et faire fonctionner un aspirateur. En d’autres termes, vous pouvez alimenter presque n’importe quoi. Jusqu’à la prochaine panne de courant ou avant la SHTF, vous pouvez utiliser votre système quotidiennement, en réduisant votre consommation d’électricité fournie par le réseau, ce qui vous permet d’économiser de l’argent. Après tout, ce n’est pas comme si vous utilisiez un générateur, où vous devrez acheter de l’essence. L’électricité solaire est une énergie libre du soleil!

Les fonctionnalités du système répertoriées ici sont des estimations, mais représentatives des résultats auxquels vous pouvez vous attendre. Les courtes journées d’hiver et la couverture nuageuse étendue sont vos pires ennemis. Vous pouvez soit accepter cela, réduire la consommation d’électricité lorsque cela est nécessaire, ou construire un système suffisamment grand pour compenser ces problèmes. Tant que vous ne pourrez pas alimenter de manière fiable tous les périphériques de votre liste, vous souhaiterez probablement continuer à ajouter des panneaux solaires et des batteries. Vous pouvez utiliser la formule que j’ai fournie ou simplement tester la capacité du système, une fois créée, et chaque fois que vous la mettez à niveau.

Vous vous demandez peut-être si vous en avez vraiment besoin. Pensez à ce que sera la vie lorsque votre stock de nourriture sera épuisé. Par nécessité, vous devrez peut-être passer le plus clair de votre temps à trouver de la nourriture? Avoir un moyen pratique de la traiter (conserver) et le stocker (congeler) facilitera grandement la vie post-SHTF. Pour moi, cela signifie avoir la capacité de cuisiner sans avoir besoin d’un feu ouvert et d’avoir un courant fiable pour un congélateur. En supposant que je réussisse à chasser, à piéger, à pêcher et à cultiver, je n’ai pas besoin de trouver de la nourriture tous les jours. J’ai tout le temps de prendre soin de mes autres besoins et de me reposer. Je prévois le confort, pas seulement la survie.

En tant que sauvegarde du système de sauvegarde:

Bien que je dispose déjà d’un système électrique solaire robuste, j’ai décidé d’en construire un plus petit, comme décrit ici, pour mon propre usage. Une fois le système terminé et testé, je vais le ranger et le stocker. Avoir un système portable, emballé et stocké, offre plusieurs avantages:

1. Il sera stocké dans une cage de Faraday, éliminant les risques de dommages dus à une IEM. Mon système électrique solaire existant est exposé et pourrait être endommagé par un IEM. Si cela se produit, ce système peut remplacer celui endommagé par l’IEM.
2. Dans le cas où mon système existant n’est pas endommagé, ce système peut compléter mon système existant.Pour toute panne de réseau, ou lorsque le SHTF, plus de puissance signifie plus de confort.
3. Dans le cas où je devrais faire une évacuation rapidement, ce système sera emballé et prêt à partir.

Comme ce système sera stocké à un moment donné, je maintiendrai la batterie chargée, en utilisant mon système existant et un sélecteur de batterie.

Couper votre facture d’électricité:

Vous pouvez alimenter des appareils ménagers pendant plusieurs heures chaque jour, mais veillez à ne pas trop décharger la batterie. Ce processus peut être automatisé en utilisant un commutateur de transfert automatique. Après avoir construit mon propre système, j’en construirai un autre pour un membre de la famille qui vit dans une région où les tarifs d’électricité sont plus élevés.

Pour calculer la capacité de production d’énergie d’un réseau de panneaux solaires (exemple):

Si vous avez des panneaux solaires à 100 watts et que vous prévoyez 5 heures de soleil par jour, vous avez la capacité de (5 fois 200) ou 1000 wattheures par jour. Cette puissance peut être fournie directement à la charge ou utilisée pour charger les batteries. Vous pourriez en avoir moins, certains jours, à cause des nuages ​​ou à cause de l’ombrage des arbres. Vous obtiendrez un gain d’efficacité si vous utilisez l’énergie directement depuis les panneaux solaires, au cours de la journée, au lieu d’utiliser l’énergie des batteries la nuit.

Pour des performances optimales, maintenez les panneaux propres et à un angle approprié pour une meilleure exposition au soleil. Pour les panneaux montés, cela peut inclure le réglage de l’angle deux fois par an, pour une exposition estivale et hivernale. Personnellement, les miens sont montés sur un toit de deuxième étage et je ne m’ajuste pas aux saisons. En situation SHTF, je les orienterai probablement afin de tirer le meilleur parti des panneaux.

À propos des batteries:

Pour les batteries, la meilleure valeur est le coût le plus bas par heure. Par exemple, une batterie de 200 ampères-heure à 160,00 $ représente une valeur supérieure à celle des piles de 2 à 100 ampères-heure à 90,00 $ chacune. Assurez-vous de sélectionner les batteries à cycle profond, et non les batteries de démarrage automobiles.

Une batterie de 12 volts, 100 Ah, peut théoriquement fournir 1200 wattheures à la charge. (Watts = Volts fois Ampères). En pratique, cependant, vous ne devez pas décharger la batterie à plus de 50%. Par conséquent, la capacité en watts-heure utilisable est de 600. Cependant, des inefficacités sont générées et le taux de décharge affecte les performances. En conséquence, la puissance réelle de cette batterie peut être inférieure de 20% à la valeur calculée, soit 480 wattheures. Les évaluations des fabricants de batteries ont tendance à être optimistes. Ils peuvent être précis dans des conditions idéales, mais vous et moi ne parviendrons jamais à ce niveau de performance.

Dans mon effort pour obtenir le meilleur rendement, j’ai opté pour des batteries de 6 volts dans mon système. Ils sont conçus pour les voiturettes de golf électriques et les machines à plancher. Ils sont évalués à 215 ampères-heures. En connectant deux d’entre eux en série, le résultat est de 12 volts à 215 ampères-heures, par paire. Voici mes calculs pour cette paire de batteries:

12 volts à 215 ampères-heure (12 X 215) = 2 580 watts-heure
50% utilisable (2 580 divisé par 2) = 1 290 watts-heure
Prise en compte des pertes (1 290 x 80%) = 1 032 watts-heure

Cela suggère que je peux:

Alimentez une charge de 100 watts pendant un peu plus de 10 heures (100 X 10) = 1 000 wattheures

Alimenter une charge de 43 watts pendant 24 heures (43 X 24) = 1 032 watts-heure

En pratique, j’ai tendance à utiliser le plus d’électricité le soir et moins pendant que je dors et pendant la journée.

Lorsque vous effectuez des mises à niveau de votre système, visez une capacité de batterie supérieure à celle des panneaux solaires. Les piles durent plus longtemps et fonctionnent plus efficacement si vous ne les déchargez pas trop profondément. Et, avec une capacité de batterie supplémentaire, vous risquez moins de manquer en cas de conditions nuageuses.

Si votre batterie est du type à cellule humide, vérifiez le niveau d’eau de temps en temps et ajoutez de l’eau distillée si nécessaire. Évitez les déversements et ne laissez pas l’eau de la batterie entrer en contact avec la peau ou les vêtements. Gardez un contenant de bicarbonate de soude à portée de la main pour neutraliser l’acide de la batterie en cas de déversement.

Autres choses à considérer:

Comme alternative à l’onduleur à onde sinusoïdale pure (PSW), vous avez peut-être envisagé un onduleur à onde sinusoïdale modifiée (MSW) moins onéreux. Ne le fais pas! Les onduleurs MSW peuvent endommager les périphériques sensibles. Il est également probable qu’un bourdonnement perceptible se fera entendre dans les appareils audio, tels que les radios. Les moteurs peuvent tourner à la mauvaise vitesse ou surchauffer.

Il y a beaucoup de choses à considérer dans la conception d’un système électrique solaire hors réseau. J’ai essayé d’obtenir le meilleur rendement, sans pour autant ignorer la sécurité. Vous avez peut-être remarqué qu’un système préemballé coûte beaucoup plus cher que celui que j’ai décrit ici. Parce que vous allez fabriquer vos propres câbles, assembler tous les composants et ne pas acheter des choses dont vous n’avez pas besoin, vous économiserez une petite fortune.

Je serai heureux de répondre aux questions, via des commentaires sur cet article. Bonne chance avec votre système!

N’hésitez pas à en parler sur le forum: www.quebecpreppers.com/community

Électricité solaire hors réseau, abordable?