Exemplu de site izolat.

O astfel de locuinţă este, deseori, departe de liniile de distribuţie a energiei electrice. Însorirea este destul de favorabilă. Energia fotoelectrică poate fi deci, o soluţie adecvată pentru asigurarea unui minim de confort.

 

I. Situaţie şi necesar

Cabana este situată la altitudinea de 1500 m, latitudinea 47° (Franţa-Jura-St. Claude, sau Elveţia-Canton des grisons-Chur, sau Austria-Bregenz). Faţada sud a cabanei se bucură de o expunere bună la Soare.

Această cabană este locuită de 4 persoane, în mod regulat, dar numai în week-end.

Liniile electrice se află la cel puţin 5 km în linie dreaptă.

Se vor folosi datele meteorologice ale unei staţii situate la altitudinea de 1590 m, condiţiile de expunere fiind mult mai favorabile decât în vale.

Ideea generală: să se realizeze, pe de o parte o instalaţie simplă, pentru a nu se angaja investiţii majore, iar pe de altă parte să nu fie alterat aspectul rustic al locaţiei.

 

Exerciţiul 1: Calculul iluminatului

În casă există, în diferitele încăperi, 4 becuri de 13 W la 12 V.

1. Care este consumul E, exprimat în Ah, pentru o durată de utilizare de 3 ore, pe perioada de vară?
2. Aceeaşi întrebare pentru o durată de utilizare de 6 ore, pe perioada de iarnă?

 

Exerciţiul 2: Calculul alimentării cu apă

Este disponibilă o sursă naturală, dar se va utiliza o pompă ridicătoare pentru a creşte presiunea apei curente, astfel încât locatarii să poată beneficia de apă curentă, la robinet, în cabană.

Pentru un debit de 10 l/min, această pompă consumă 6 A la tensiunea de 12V. Deoarece sunt 4 persoane şi se estimează un consum de 100 l/persoană pe zi (spălat, bucătărie.):

1. Cât timp va funcţiona pompa pe zi?
2. Care este consumul E pentru această perioadă de timp?

 

Exerciţiul 3: Calculul producţiei de frig

Pentru conservarea alimentelor se va folosi un frigider de 110 litri, alimentat în c.c., având o bună izolaţie termică, dar doar pe durata şederii la cabană. În plus, nu va fi folosit decât pe durata verii, deoarece iarna, alimentele vor fi păstrate la frig natural (temperatura nu depăşeşte 5°C).

Acest echipament este echipat cu un compresor de 70 W şi consumă 300 Wh/zi.

1. Care este consumul E pentru producerea de frig, pe zi?

 

Exerciţiul 4: Televizorul

Pentru a nu cumpăra un televizor alimentat în c.c., se va folosi un model comercial, alimentat la 230 Vc.a. Puterea este de 90 W. Se va alimenta de la un mic invertor, care are un randament de 90% şi va funcţiona doar pe durata funcţionării televizorului.

Pentru o folosire de 4h pe zi:

1. Care este consumul E pentru această perioadă de timp?

 

Exerciţiul 5: Consumul electric al cabanei

Pentru a obţine consumurile medii distribuite în timp, care vor sta la baza definirii panourilor, va trebui să se ţină cont de faptul că locuinţa este folosită doar 2 zile pe săptămână:

1. Faceţi sinteza consumurilor electrice, completând tabelul de mai jos:
2. Care este consumul mediu zilnic pe săptămână, pe durata verii şi pe durata iernii?

 

II. Alegerea echipamentelor

Recomandările unui specialist:

Componentele sistemului fotoelectric sunt relativ "standard", disponibile la un bun raport calitate/preţ. Este vorba de:

•  Module fotoelectrice 50 Wv-12V cu siliciu policristalin, de dimensiuni 800 x 630 mm, furnizând 3 A/16,5V.

•  Baterii "solare" deschise cu plăci de plumb de 220 Ah-12V, cele mai mari de acest tip la 12V. Principalul lor dezavantaj este numărul relativ redus de cicluri de încărcare, 250 la un nivel de descărcare de 80%, dar acest aspect nu este critic în aplicaţia de faţă: presupunând chiar un ciclul pe week-end, durata de viaţă va fi de ordinul a 5 ani, ceea ce este absolut satisfăcător.

Se vor analiza două cazuri, un sistem economic şi unul cu rezervă de putere.

 

Exerciţiul 6: Soluţia cu trei panouri - sistemul economic

Sistemul economic se compune din:

• 3 module fotoelectrice 50Wv-12V descrise mai sus
• 1 baterie solară deschisă cu plumb de 220 Ah-12V
• 1 regulator de încărcare-descărcare tip serie 20 A-12V
• 1 invertor tip TV de 400 VA
• 8 lămpi fluorescente de 12 Vc.c.

Preţ total al componentelor: 2380 €, fără a include preţul televizorului, frigiderului, accesoriilor de montaj şi a instalării.

Pentru expunere 60° Sud, iluminarea la Davos este de 3 kWh/m² zi pe durata iernii şi de 4 kWh/m² zi pe durata verii.

1. Care este producţia de energie zilnică pe durata iernii?
2. Care este producţia de energie zilnică pe durata verii?
3. Comparaţi cu consumul estimat.
4. Calculaţi coeficienţii de pierderi pe durata iernii şi a verii.
5. Trageţi concluziile asupra producţiei efective, ţinând cont de pierderile prin murdărire de 10% şi de randamentul de 80% al bateriei.

 

Exerciţiul 7: Soluţia cu patru panouri - sistemul cu rezervă de putere

Sistemul cu rezervă de putere se compune din:

• 4 module fotoelectrice 50Wv-12V
• 1 baterie solară deschisă cu plumb de 220 Ah-12V
• 1 regulator de încărcare-descărcare tip serie 20 A-12V
• 1 invertor tip TV de 400 VA
• 8 corpuri de iluminat economice de 13 W la 230 Vc.a.

Preţ total = 3290 €, fără a include preţul televizorului, frigiderului, accesoriilor de montaj şi a instalării.

Pentru expunere 60° Sud, iluminarea la Davos este de 3 kWh/m² zi pe durata iernii şi de 4 kWh/m² zi pe durata verii. Pentru soluţia cu patru panouri:

1. Care este producţia de energie zilnică pe durata iernii, ţinând cont de coeficientul de pierderi în curent, de 0,72?
2. Care este producţia de energie zilnică pe durata verii, ţinând cont de coeficientul de pierderi în curent, de 0,72?
3. Cât este excedentul faţă de estimări?
4. Ce se poate concluziona?