Etre 100% autonome en électricité grâce au photovoltaique: cas d’un chalet isolé en forêt

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Comme vous le savez maintenant, j'ai depuis quelques années un terrain de loisirs avec un chalet au fond des bois, pour les weekend et vacances. Jusqu'ici, j'étais relativement autonome en électricité à l'aide d'un bricolage de 3 panneaux photovoltaiques de 100w, d'un convertisseur chinois à 20€, et d'une batterie de caravane récupérée à la casse. Enfin… autonome pour le weekend, on va dire :p Suite à une panne sur le convertisseur, je voulais que cette installation photovoltaique soit plus viable, plus sécurisée, et réponde vraiment à nos besoins, que ce soit pour un weekend ou pour 6 mois continus. Je me suis donc mis en quête de la solution idéale. Certains auront déjà pu l'apercevoir sur Instagram, car je l'ai installée aux dernières vacances, soit déjà presque deux mois. Voici venu le temps de découvrir l'installation plus en détails.

Détermination du besoin en électricité

Beaucoup de sociétés se sont lancées aujourd'hui dans le photovoltaique, mais toutes ne se valent malheureusement pas. Et dans ce domaine, il est important de s'adresser à des spécialistes, sachant répondre correctement aux besoins, et ayant une bonne maitrise technique de ce domaine. Après de nombreuses recherches, mon choix s'est donc arrêté sur Solaris Store, une société lyonnaise spécialisée dans les installations autonomes, que ce soit pour un chalet isolé, un Van, un bateau, etc. En plus de la boutique, leur site fournit d'ailleurs une source d'informations conséquente sur le domaine, que je vous invite vivement à consulter si vous vous intéressez au photovoltaique. J'y ai en tout cas appris beaucoup de choses, qui m'ont aidé à mieux définir mes besoins pour mon projet.

Un projet qu'il est ensuite possible de dimensionner grâce au simulateur proposé: on indique notre région, notre orientation, et on renseigne les appareils à alimenter.

simulation
Attention à la distinction entre été et hiver pour être bien autonome toute l'année…

J'attire votre attention sur un point important, car le post Instagram / Facebook a déchainé les avis au sujet d'une autonomie en électricité à l'aide de seulement deux panneaux. Pour bien cerner l'ensemble, il convient de remettre cela dans le contexte. Nous sommes ici dans le cadre d'un chalet isolé, habité pour les vacances et les weekends. Nous y allons depuis plusieurs années maintenant, et nos besoins en électricité ont été réduits dès le départ, du fait que la propriété n'était pas connectée au réseau:

Autrement dit, l'électricité n'est finalement nécessaire que pour l'éclairage le soir, un routeur 4G et la box Jeedom pour la sécurité et optimiser la consommation, la recharge de nos smartphones / tablette, d'un ordinateur portable ponctuellement, d'un aspirateur sans fil pour le ménage, et de quelques outils, là aussi ponctuellement. Les besoins sont donc relativement réduits. Ce n'est pas comparable à une habitation “classique” qui demandera bien sûr beaucoup plus de puissance (quoique, en changeant nos habitudes de vie et quelques appareils, il y aurait surement moyen de réduire tout cela).

Suite à cette simulation, le simulateur me conseillait donc un kit pré établi de 690w. Mais j'avais quelques besoins précis que j'avais repérés lors de mes recherches, notamment l'utilisation d'un convertisseur pouvant être relié à un groupe électrogène en cas de besoins (groupe que j'avais déjà en dépannage notamment pour le bricolage), ainsi que l'utilisation d'un gestionnaire d'énergie intégrant le bluetooth, pour la récupération des statistiques sur mobile (ça c'est mon côté geek ;-).

Après échange avec un technicien de Solaris Store, j'ai obtenu une étude détaillée de mes prévisions de production et consommation, tenant bien sûr compte de ma situation géographique, de l'orientation, etc. et un devis correspondant à mes besoins.

dimensionnement

Comme on le voit, il s'agit d'une analyse très complète, et la solution proposée tient compte du fait que j'ai un groupe électrogène, qui pourra être utile en décembre, seul mois où le soleil pourrait ne pas suffire à tout alimenter. Mais ce n'est pas la période où nous y allons le plus, et la solution proposée sera suffisante pour tous les autres mois de l'année.

Passons donc au matériel plus en détail.

Présentation du matériel

Solaris Store m'a donc proposé un équipement sur mesure par rapport à mes besoins et contraintes.

On retrouve notamment:

  • 2 x Panneaux solaires JA SOLAR monocristallin 345W – 120 cells
  • un Régulateur VICTRON SmartSolar MPPT 100/ 30
  • 2 x Batteries VICTRON étanche GEL 12V – 130Ah
  • un Onduleur/ Chargeur VICTRON Multi 24/ 500/ 10-16
  • un boitier électrique avec disjoncteurs
  • des fixations pour toiture
  • et tous les câbles nécessaires
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Détail sur les panneaux photovoltaiques utilisés, de marque JA Solar. Ces modèles ont un excellent rapport qualité prix, et parmi mes contraintes, il y avait bien sûr le budget limité…

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Mesurant 1689 x 996 x 35 mm, pour un peu moins de 19kg, ils restent transportables assez facilement, notamment pour les monter sur le toit. A l'arrière, on retrouve la connectique de chaque côté.

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Mais pour fonctionner, ces panneaux ont besoin de beaucoup d'autres choses:

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La partie la plus couteuse: les batteries. Ici 2 batteries VICTRON GEL 12V de 130Ah, qui seront branchées en série pour obtenir du 24V, moins contraignant que le 12V en terme de câblage, et moins sensible aux pertes d'énergie. Pour la même autonomie, l'utilisation de deux batteries est également plus simple, car ici une seule batterie pèse déjà 38kg. Une batterie de 260Ah pèse elle 75kg. C'est un détail auquel on ne pense pas toujours quand on choisit soi même son matériel…

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Les batteries au gel sont spécialement étudiées pour ce type d'installation photovoltaique, car elles ont une décharge lente et une meilleure durée de vie, tout en conservant un cout “abordable” (car il faut tout de même compter près de 400€ la batterie).

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Viennent ensuite les appareils de gestion:

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Tout d'abord le contrôleur de charge, l'élément très important pour optimiser la recharge des batteries ! Il faut bien sûr opter pour un modèle acceptant la puissance des panneaux. Il s'agit ici d'un modèle MPPT, bien plus performant que le PWM (modulation d'impulsions en durée) chinois que j'avais. Surtout en cas de ciel nuageux, quand l'intensité lumineuse change constamment, un contrôleur ultra-rapide MPPT améliore la collecte d'énergie jusqu'à 30 % par rapport aux contrôleurs de charge PWM, et jusqu'à 10 % par rapport aux contrôleurs MPPT plus lents. C'est donc un élément primordial: on peut avoir de très bons panneaux, si le régulateur ne suit pas, les batteries ne seront pas correctement chargées.

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Niveau raccordement, rien de compliqué: il dispose de deux entrées pour les panneaux photovoltaiques, et de deux sorties vers les batteries.

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A l'arrière, un système d'ailettes est présent pour le refroidissement de l'appareil.

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Une vis est également présente sur le côté pour un raccordement à la terre. Nous sommes dans le cadre d'un circuit électrique, il faut donc assurer la sécurité.

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Vient ensuite l'onduleur / chargeur Multiplus. Cet appareil va avoir ici deux fonctions: tout d'abord, convertir le 24V des batteries en 230V, afin de pouvoir utiliser les appareils électriques courants. Là aussi il faut le choisir correctement, en fonction des appareils qu'il faudra alimenter. Dans mon cas il pourra supporter jusqu'à 500w de charge simultanée, avec une puissance de pointe à 900w (pour le cas des appareils demandant plus de puissance à l'allumage). Ensuite, sa fonction chargeur va lui permettre d'accueillir un groupe électrogène pour à la fois alimenter le circuit électrique de la propriété, mais également recharger les batteries. Une fonctionnalité très pratique pour ne pas tomber en panne d'électricité si jamais on manque de soleil.

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Ici la connectique est un peu plus complexe, mais reste très accessible. A gauche, “AC Input” est pour relier la source d'électricité secondaire (ici le groupe électrogène). “Ac Output” va elle alimenter le circuit électrique de la propriété. Les deux grosses prises noires et rouges seront raccordées aux batteries. Nous avons également des connecteurs pour une sonde de température qui sera reliée aux batteries, un contact NO d'alarme (pouvant démarrer automatiquement un groupe électrogène), ou encore un port pour une extension permettant de récupérer des informations de l'appareil.

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Deux prises un peu spéciales sont livrées avec pour le raccordement des circuits électriques entrant et sortant.

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Pour assurer la sécurité, un petit tableau électrique est livré, avec trois disjoncteurs adaptés, permettant de couper l'arrivée des panneaux photovoltaiques, couper l'alimentation des batteries, ou encore couper l'alimentation de l'onduleur.

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Nous avons ainsi deux gros disjoncteurs de 32A, et un de 10A. Et oui, une installation photovoltaique développe pas mal de puissance, il faut ce qu'il faut !

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Le petit tableau électrique est tout ce qu'il y a de plus standard, pour accueillir plusieurs disjoncteurs en rail din:

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Et le passage des câbles de chaque côté, à percer selon les besoins.

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En parlant des câbles, c'est un point que j'ai beaucoup apprécié chez Solaris Store: les câbles sont coupés aux bonnes dimensions et déjà sertis !

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On retrouve donc les câbles avec connecteurs MC4 qui seront raccordés aux panneaux photovoltaiques. Une connexion standard pour ce type d'installation.

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Et les autres câbles avec cosses déjà serties !

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Le câble pour relier les deux batteries
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Le devis affiche en effet x câbles de différents diamètres, et x cosses, etc. ce qui peut faire un peu peur. Mais ce n'est que pour la facturation, car tout est parfaitement assemblé avant envoi. Pas besoin de savoir sertir une cosse, ni monter une prise MC4. Et les câbles sont prévus avec la section nécessaire aux différentes parties du circuit: 4mm2, 6mm2, 10mm2, et 35mm2. Et oui, il faut des sections différentes pour ne pas risquer de voir fondre les câbles, le photovoltaique pouvant déployer un fort ampérage. Heureusement, pas besoin d'être un expert, tout a été prévu par les techniciens :)

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Enfin, le système de fixations sur toit.

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Comme l'installation se fait ici sur tôles ondulées, des adaptateurs ont été prévus pour bien épouser la forme des ondulations (pas nécessaire sur bac acier):

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Les fixations viendront se clipser dans les supports fixés au toit.

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Passons donc à l'installation !

A lire également:
Le tracker solaire, ou comment optimiser sa production photovoltaique ?

Installation photovoltaique sur habitat isolé

Ce terrain étant dans les bois, le problème majeur était la bonne position des panneaux, afin d'optimiser leur rendement. J'avais à cet endroit un atelier qui pouvait convenir comme local technique, mais qui était entouré d'arbres. Mais des pins morts, qui avaient attrapé la maladie. J'en ai donc profité pour faire table rase autour de ce bâtiment (le chalet habitable est plus loin, à une cinquantaine de mètres, et à l'ombre de beaux chênes ;-)

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Les sangles sont là pour orienter l'arbre dans sa chute et ne pas tomber sur le batiment…

Après une demie journée de travail, l'exposition est bien meilleure :) Rassurez vous, un seul sapin encore vivant a été abattu, car beaucoup trop proche du bâtiment. Tous les autres arbres étaient morts depuis au moins deux ans.

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Ce bâtiment dispose d'un toit en tôles métalliques ondulées. Du solide, qui ne craint pas grand chose.

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Il a fallu commencer par positionner les fixations, en mesurant la largeur et la longueur des panneaux photovoltaiques, et en se laissant un peu de jeu: les crochets qui viendront tenir les panneaux peuvent en effet coulisser dans les supports fixés au toit. Inutile de calculer trop juste.

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Comme il s'agit de tôles ondulées, on place d'abord l'adaptateur arrondi, puis le support en lui même:

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On visse grâce aux vis autoforeuses, et le tour est joué. Ces vis disposent bien sûr de joints pour l'étanchéité, et les supports sont bien fixés sur l'onde haute, donc aucun risque de fuite plus tard.

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Il ne reste plus qu'à clipser les fixations dans les supports:

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Et venir y placer nos panneaux photovoltaiques:

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On vient ensuite sécuriser l'ensemble en vissant les fixations pour les serrer.

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Les panneaux ont été fixés ici du côté le plus exposé, et de façon à laisser de la place si jamais nous décidions d'agrandir l'installation. Ce toit pourrait facilement en accueillir 6 :)

A lire également:
Test de la Oukitel P501: la station électrique 500W à emporter partout !

Reste maintenant l'installation des équipements électriques et leur raccordement. Rassurez vous, rien d'insurmontable, car Solaris Store fourni un schéma précis de câblage pour l'installation en question, très facile à comprendre:

plan solaris

Il suffit donc d'avoir quelques notions de base en électricité, mais c'est à la portée de tout bricoleur amateur :)

J'ai dégagé une place dans le batiment, qui va ainsi se transformer en local technique. Le plus compliqué est d'agencer tout cela logiquement, pour que les câbles ne se croisent pas trop et que ce soit “joli”.

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Sur la partie haute se trouveront donc le régulateur de charge, l'onduleur, et le tableau électrique:

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Et sur la partie basse les deux batteries, notamment à cause de leur poids conséquent:

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Il suffit de raccorder tout ce petit monde en suivant le schéma, en raccordant de préférence les panneaux en dernier, ains on est certain qu'i n'y a pas de courant sur les appareils qu'on manipule.

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Tous les circuits doivent de toute façon passer par le tableau électrique et ses disjoncteurs: il sera ainsi facile de couper l'alimentation électrique sur les éléments qu'on souhaite s'il est nécessaire d'intervenir sur l'installation.

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Dernière connexion: le circuit électrique de la propriété. Il suffit de monter un câble électrique sur la prise fournie avec l'onduleur, afin de relier le circuit électrique sur celui ci:

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On met un peu d'ordre dans les câbles grâce à quelques cavaliers, et voici notre installation quasi terminée (quasi, car ceux qui ont l'oeil verront que la terre n'est pas encore raccordée sur les photos ;-)

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Enfin, comme je possède un groupe électrogène, je me suis fait un câble avec d'un côté une prise électrique classique, qui viendra se brancher sur le groupe électrogène, et de l'autre côté la prise à brancher sur l'onduleur:

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En cas de panne de courant (plusieurs jours sans soleil, notamment l'hiver), il suffira de brancher le groupe électrogène à l'onduleur chargeur, qui alimentera alors tout le circuit électrique et chargera aussi les batteries au passage. C'est une manipulation qui se fera ici manuellement, mais quand on possède un groupe électrogène avec démarrage électronique, il est possible de le raccorder à l'onduleur, qui gérera son allumage automatiquement en cas de besoin !

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Voilà l'installation terminée et rangée ! Il aura fallu une petite demie journée pour faire l'installation complète, sachant que j'ai des connaissances de base en électricité, et que j'ai simplement suivi les instructions fournies par Solaris Store. C'est d'ailleurs pour cela que je ne suis pas trop rentré dans le détail technique des différents éléments: je ne suis pas technicien en photovoltaique, un vrai technicien a défini la configuration nécessaire. C'est donc réalisable par la plupart des gens :) Pour ceux qui veulent les détails techniques, vous trouverez tout sur les pages produits de la boutique.

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Bien sûr, en plus du boitier électrique avec ses disjoncteurs, le régulateur et l'onduleur intègrent leurs propres protections, en cas de surchauffe, de surcharge, etc. De nombreux éléments de sécurité sont intégrés, et l'onduleur est par exemple relié directement aux batteries avec une sonde de température pour tout suivre. Cela permet également d'optimiser leur charge en fonction de la température extérieure, de celle des batteries, de l'ensoleillement, etc. Des équipements à la pointe de la technologie :)

A lire également:
Bisol Spectrum: les panneaux solaires colorés, c'est maintenant possible !

Utilisation de l'installation photovoltaique

A l'utilisation, que dire ? Dans mon chalet quand on appuie sur le bouton de lumière, on a de l'éclairage. Et quand on branche un appareil dans une prise électrique, il fonctionne. Que demander de plus ? On retrouve le confort d'un habitat relié au réseau électrique général. A ceci près que l'énergie consommée ici est produite gratuitement par le soleil :) Il faudrait d'ailleurs que j'ajoute un compteur de consommation relié à Jeedom pour suivre l'énergie gratuite consommée. Juste pour se faire plaisir :p

Nous avons eu l'occasion d'utiliser le système en “vie normale” durant 15 jours puis une autre semaine, sans compter les weekend, sans aucun soucis. On ne se pose plus la question de savoir si on aura assez de jus pour la soirée, à houspiller les enfants qui laissent bruler la lumière dans leur chambre. Les batteries sont généralement rechargées à 100% avant midi, alors que le matin les panneaux ne sont même pas dans leur exposition optimale. Et ceci malgré qu'un routeur 4G et une box Jeedom tournent H24, ce qui était impossible auparavant. Bref, un vrai confort !

A noter toutefois que le régulateur de charge Victron intègre une connexion Bluetooth. Il est donc possible de s'y connecter via l'application mobile VictronConnect:

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Le régulateur de charge est détecté automatiquement, et il est possible que le système nous propose une mise à jour pour améliorer les performances de celui ci.

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On peut ensuite voir l'état du système, la tension des batteries, des panneaux photovoltaiques, etc.

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Une représentation graphique est également proposée, affichant l'état des batteries: chaque jour nous avons ainsi une période “Bulk” où le système charge à fond les batteries, une période d'absorption, puis enfin une période “Float”, qui consiste simplement à maintenir en charge les batteries.

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L'application propose également de nombreuses options pour ajuster le fonctionnement si besoin:

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Honnêtement je n'ai touché à rien, le système fonctionnant parfaitement tel quel.

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En passant en mode paysage, il est possible d'avoir une représentation graphique sur les 30 derniers jours:

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Je jette un oeil dessus de temps en temps par curiosité, mais sincèrement une fois en place, le système se fait totalement oublier, et n'a pas besoin d'intervention.

Conclusion

C'est une installation phtovoltaique que je souhaitais faire depuis un bon moment, afin d'être réellement autonome en électricité sur ce terrain, et en ayant une installation sécurisée, car la précédente était réellement du “bricolage”. Il fallait également avoir le budget, car l'installation présentée ici revient tout de même à 2200€. Il n'est pas question de parler ici de retour sur investissement, car de toute façon ce terrain ne pouvait pas être relié au réseau général. Si nous voulions de l'électricité, c'était donc la seule solution (pas de cours d'eau à proximité, et trop d'arbres pour penser à l'éolienne :p).

Je suis heureux en tout cas d'avoir découvert Solaris Store, car j'ai été parfaitement conseillé et accompagné pour la mise en place de cette installation photovoltaique. La définition des besoins et du matériel nécessaire, le pré-assemblage des différents éléments (notamment les câbles et leurs cosses), la livraison parfaitement protégée sur palette, et même l'accompagnement durant l'installation. Car je le répète, elle est très simple en suivant le schéma fourni, mais je ne comprenais pas un fonctionnement sur les accroches, qui sont utilisées aussi bien pour les côtés que pour le centre (jointure entre les deux panneaux). Et là un technicien m'a rapidement répondu en m'expliquant comment cela fonctionnait, sans avoir besoin de mettre mon installation en pause en attendant une réponse.

Bref, je suis conquis par cette installation, qui nous change la vie ! Nous sommes parfaitement autonomes en électricité vis à vis de nos besoins, malgré que nous n'ayons “que” 700Wc de panneaux. C'est suffisant pour nous. Et comme vous pouvez le voir, l'installation est à la portée de quasiment tout le monde. Pour une plus grosse habitation, avec des besoins en énergie plus important, c'est également possible, mais ce sera bien évidemment plus couteux.

Du coup, pour vous en faire profiter, si vous aussi vous avez besoin de vous équiper en photovoltaique, Solaris Store vous propose 3% de remise sur toute votre commande grâce au code MAISONETDOMOTIQUE. N'hésitez pas à en profiter, que ce soit pour un bâtiment isolé, un van, un bateau, etc. Vous trouverez sur la boutique un catalogue très complet, et même des systèmes d'arrosage solaire :)

Et si vous avez besoin de plus d'infos sur mon installation, les commentaires sont là pour ca ;-)

Etre 100% autonome en électricité grâce au photovoltaique: cas d’un chalet isolé en forêt
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10 Commentaires
  1. Votre article n’est pas sérieux car mensonge dans son titre
    C’est l’histoire en fait d’un chalet qui fonctionne à 90% au gaz / bois et pour avoir la lumière dans les toilettes …

    • Bonjour. Le titre parle d’un chalet isolé en forêt, pas d’une villa de 200m2. A quoi vous attendiez vous ?
      Sans être des chalets perdus au fond des bois, beaucoup de logements “normaux” utilisent le gaz pour cuisiner, que ce soit le gaz de ville ou des bouteilles de gaz. Il y a ce qu’on appelle des gazinières, qui ont des plaques de cuisson et le four, fonctionnant tous deux sur le gaz. En plus la cuisine y est meilleure ;-)
      Le gaz est également souvent utilisé pour le chauffe eau (nous avions d’ailleurs cela dans notre ancien appartement en plein centre ville).
      Pour le chauffage, beaucoup de gens en province utilisent le poele à bois, ou le poele à pellets, des systèmes de chauffage beaucoup plus économiques (et oui, à la campagne on paie le bois moitié moins cher qu’en ville…).
      Bref, beaucoup de logements traditionnels aujourd’hui ont encore une consommation limitée en électricité, grâce à l’utilisation d’autres énergies. Du coup il est beaucoup plus facile de combler cette consommation électrique par du photovoltaique. Les seuls vrais appareils gourmands restent les machines à laver, il faudra donc prévoir une installation plus puissante que celle présentée ici, mais c’est tout à fait réalisable. Ce n’est qu’une question de budget, comme souvent (exemple https://www.solaris-store.com/2205-kit-solaire-autonome-3000w-easysol.html)

      Après, même pour notre habitation principale, nous avons fait le choix de ne pas dépendre que de l’électricité. C’est certes rare, mais il y a 10 ans suite à une grosse tempête nous sommes restés une semaine sans électricité en plein hiver, avec une maison 100% électrique, et bien c’est un vrai problème: si on peut encore s’éclairer à la bougie, il est en revanche difficile de se chauffer et de faire à manger.

  2. Bon article , intéressant

  3. très bon article, merci pour le temps passé à rédiger tous ces billets que je lis toujours avec grand intérêt.

  4. Article très intéressant ! Merci ! :-)

  5. article très intéressant instructif ,merci pour vos explications détaillées.

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