Devoir D'electricité sur une maison (devoir tournée calcule).

Sujet du devoir

Etude d'une habitation isolée

La résidence est loin des lignes électriques traditionnelles. L'ensoleillement est assez favorable. L'énergie photovoltaïque est donc bien adaptée pour disposer d'un minimum de confort.



I- Situation et besoins

L’habitation est située à 1590m, altitude 47°. Sa façade sud jouit d'une bonne exposition.
C'est une famille de 4 personnes qui occupe cette maison régulièrement mais seulement le week end.

L'électricité du secteur n'est pas disponible à moins de 5 km à vol d'oiseau. Une batterie solaire de 220 Ah-12V alimente l’habitation.

II- Etude de l’installation

1- Calcul de l'éclairage

Quatre points lumineux de 13 W chacun, et 12 V sont présents dans les différentes pièces de la maison.

 Quelle est la consommation E en ampères heures pour une durée de 3 heures en été ?
 De même pour une durée de 6 heures en hiver ?

2- Calcul de la fourniture en eau

Une source naturelle est disponible, on va utiliser une pompe de relevage pour mettre en pression l'eau courante, afin que les occupants puissent se servir au robinet dans leur maison.

Pour un débit de 10 L/min, cette pompe consomme 6A sous 12V. Il y a 4 personnes et l'on compte 100 L/personne et par jour (pour le lavage, la cuisson…).

 Combien de temps la pompe va-t-elle fonctionner par jour?
 Quelle est la consommation Ep sur cette période de temps ?


3- Calcul de la production de froid

Un réfrigérateur de 110 litres alimenté en continu, avec une bonne isolation thermique, servira à conserver les aliments, mais uniquement lors des séjours. De plus, il est décidé de ne s'en servir que l'été, puisque l'hiver il suffit de laisser les denrées dehors, la température ne dépassant pas 5°C.

Cet équipement est équipé d'un compresseur de 70W et il consomme 300 Wh/jour.

 Quelle est la consommation Ef de production de froid par jour ?

4- Calcul de la consommation de la télévision

Pour éviter l'achat d'un téléviseur en continu, un modèle du commerce en 230 VAC sera utilisé. Sa puissance est de 90 W. Il est prévu de le brancher sur un petit onduleur spécifique, à 90% de rendement, qui sera allumé en même temps que le téléviseur.

 Pour un usage prévu de 4h par jour, quelle est la consommation Et sur cette période de temps ?

5- Consommations électriques du chalet

Pour obtenir les consommations moyennes étalées dans le temps, qui vont nous permettre de définir les panneaux, il faut tenir compte de l'occupation 2 jours par semaine seulement.

 Faites la synthèse des consommations électriques en remplissant le tableau suivant :

Eté en Ah / jour Hiver en Ah / jour
Eclairage
Eau
Froid
Télévision
Consommation totale / jour
Consommation moyenne / semaine

III- Choix des équipements

Pour les systèmes connectés au réseau, toute l’énergie produite est convertie en 230 VAC. Il est donc intéressant de les câbler en tension continue plus élevée par mise en série des modules. Cela limite les pertes puisque l’ampérage est plus faible, et permet de faire appel à des onduleurs à haut rendement.

Pour les systèmes autonomes, pour une puissance donnée, une tension faible implique des courants élevés qui produisent des pertes ohmiques dans les câbles (pour un appareil de 100W en 12V, on aura un courant de 8A). On choisira donc les diamètres de câbles en conséquence pour limiter ces pertes.
Pour des installations plus conséquentes, on choisira plutôt du 24 ou 48 V, afin de ne pas avoir un courant trop élevé.

Le tableau suivant représente les tensions recommandées pour les systèmes photovoltaïques en fonction de leur puissance :

Puissance du module photovoltaïque 0-500 W c 500-2 kW c 2-10 kW c > 10 kW c
Tension recommandée 12 VDC 24 VDC 48 VDC > 48 VDC


Une fois cette tension déterminée, il faut encore vérifier que l’on dispose de récepteurs pour la tension choisie. Le cas échéant, on pourra toujours utiliser un convertisseur DC/DC.

1- Choix des modules photovoltaïques

Référence du module NE80E2E 
NEQ7E3E 
NTR5E3E / NT175E1 


 Choisir le module adapté à notre installation.

 Calculer le nombre de modules nécessaires pour produire l’énergie consommée quotidiennement, sachant qu’il y a 3 heures d’exposition par jour qui permettent de générer de l’énergie.
Indiquer le câblage des modules (parallèle ou série).

2- Choisir la batterie adaptée à notre installation.

3- Proposer une solution permettant d’obtenir une tension de 24V avec les mêmes éléments ?

Où j'en suis dans mon devoir

En faite j'ai bcp de mal avec le fonctionnement de la pompe car,
je n'ai pas assé de données ni pour calculer en Eté en (Ampèreheure/jours) ni en Hiver (Ampèreh/J).

D'ailleurs pour l'Eté on compte 2 mois mais, pour l'hiver ?

J'aurai bien besoin d'un coup de mains de quelqu'un soit de matheu soit dans la Branche STI ou SI.

Merci