Comment continuer à avoir de l’électricité même après une panne SNEL?

Dire que l’approvisionnement en énergie électrique en RDC n’est pas permanent serait un euphémisme : certaines sources estiment que la moyenne nationale d’accès à l’électricité n’est que de 9%. Je ne parle pas que de la campagne (ni de « l’intérieur » comme on dit ici) : dans certains quartiers de Kinshasa, les périodes de coupures sont comparables, parfois plus longues, aux périodes d’approvisionnement. Dans tous les cas, la nuisance des coupures d’électricité font partie du quotidien des Kinois congolais en général, des Kinois en particulier.
La plupart des gens sont résignés face à ce problème, alors que d’autres, quand les moyens le leur permette, investissent dans un ou deux groupes électrogènes. Hier soir par exemple, après la coupure à laquelle on s’attendait presque, je suis sorti de chez moi et ai pu entendre le ronronnement des générateurs ici et là le long de mon avenue. Ce sont des générateurs à moteur Diesel pour la plupart. Les générateurs à essence sont aussi courants, car bien qu’à puissance égale ils consomment plus de carburant et demandent toujours plus de maintenance (et donc coûtent plus cher à l’exploitation), ils sont moins cher à l’achat. Les propriétaires des groupes électrogènes achètent ces derniers avec en général peu d’information sur le coût de propriété réelle, les performances comparatives, ou les alternatives possibles. En ce moment je suis en train de travailler après minuit : mon groupe électrogène Diesel est en panne et je n’ai pas eu d’autre choix que de guetter « le retour de la SNEL ». Il me faut une solution plus fiable. Il me faut une altenative.
Les alternatives, c’est exactement ce que je vais aborder dans cet article, ou plutôt une alternative. Je vous imagine lecteur entrain de penser que je vais parler du solaire ? Et bien non, l’énergie solaire n’est pas le sujet de ma réflexion de ce jour. L’énergie éolienne non plus. Un peu de patience.
Pour commencer, l’énergie électrique publique (fournie en RDC par la SNEL), n’est pas le seul service à être interrompu régulièrement. L’eau est aussi distribuée par intermittence. Pourtant les gens se plaignent en général moins des problèmes d’eau que ceux d’électricité. Pourquoi ? Et bien mon humble point de vue est que, même s’il est vrai que – c’est mon point de vue- que le service de la REGIDESO (la société publique fournissant l’eau aux entreprises et aux ménages en RDC) est moins mauvais que celui de la SNEL, les consommateurs savent stocker l’eau quand elle coule au robinet. Ils peuvent ensuite se servir de leurs stocks lorsque le robinet est sec. Il en va autrement pour l’électricité : les équipements électriques et électroniques domestiques peuvent être alimentés lorsque la tension est présente. Après une coupure ? Rien à faire, c’est le noir, sauf si le consommateur dispose d’un groupe électrogène (scénario courant, mais aussi bruyant –les voisins qui n’ont pas de groupe sont sans doute très embêtés, et polluant –beaucoup de fumées contenant des substances toxiques, surtout pour les moteurs à essence), d’une installation à panneaux solaires (beaucoup plus rare), ou éolienne (rarissime). Je ne parle pas non plus des UPS (communément appelés onduleurs) : ces équipements débitent toute leur énergie en 15 minutes en moyenne puis deviennent complètement inutiles jusqu’à ce qu’une source extérieure les recharge. Je vous parle d’une application qui peut vous alimenter en énergie électrique pendant des heures.
Vous commencez peut être à entrevoir où je veux en venir : il existe aujourd’hui une technologie qui permet, exactement comme on le fait avec l’eau, de « stocker » chez vous l’électricité SNEL quand elle est présente, pour que vous puissiez vous en servir après une coupure de l’alimentation publique (SNEL) chez vous, avec les avantages suivants :
– Pas de bruit, pas de fumées
– Pas de carburant : en fait, c’est un système que vous pouvez « oublier » une fois que vous l’avez acquis. Vous n’avez jamais besoin de mettre du carburant dedans. Les seuls consommables à changer le sont après une période de 5 à 10 ans. Imaginez un peu un « super groupe électrogène » que vous pouvez utiliser chaque jour sans mettre du carburant et sans dépenser un rond pour la maintenance pendant 5 à 10 ans !
Je vais développer cette idée dans les lignes qui viennent. Ce « réservoir d’énergie électrique » sera bâti autour de deux composants essentiels : un inverseur de puissance et une ferme de batterie. L’inverseur de puissance assume deux fonctions : lorsque l’alimentation électrique publique (« SNEL ») est présente, il charge les batteries qui stockent ainsi l’énergie. En cas de coupure, il puise à la demande l’énergie continue stockée dans les batteries et la convertit en énergie électrique alternative 220 Volts disponible dans la maison pour alimenter lampes et autres équipements branchés aux prises.
Pour être concret, je vais centrer le reste de mes propos sur un cas pratique, mais fictif (toute ressemblance avec des personnes existant ou ayant existé est purement accidentelle…).
Imaginons donc une famille qui souffre des coupures d’électricité nocturnes de la SNEL : il n’y a en général pas d’électricité entre 18h00 et 24h00. Cette situation impacte négativement sur la qualité de la vie sociale en famille, les études des enfants, les travaux des parents, etc.
Cette famille souhaite investir dans un système énergétique qui lui permettrait, à moindres frais, de faire les choses suivantes :
– Avoir la lumière dans la maison. Le responsable de la famille estime que les besoins en lumière se résument en 6 lampes de puissance équivalente à 75 W alimentant les espaces de vie commune. Elles doivent pouvoir être allumées pendant 6 heures. Il y a aussi deux autres lampes alimentant des lieux moins fréquentés (salle de bain, cuisine), dont la durée de fonctionnement cumulée est estimée à 1 heure ;

– Allumer la TV et équipements associés (décodeur, lecteur DVD ou magnétoscope) pendant 4 heures. La consommation de puissance électrique de ces appareils est de 375W ;

– Utiliser deux laptops (ordinateurs potables), consommant chacun 65W, pendant 2 heures ;

– Faire du café ou du thé une fois. La cafetière électrique consomme 500W pour faire le thé, pendant 5 minutes, puis 100W pour le maintenir au chaud;

– Réchauffer un repas pour la famille au four à micro-ondes une fois. Le four à micro-ondes consomme pour ce faire 500W pendant 30 minutes.

Pour voir comment va s’articuler le « réservoir d’énergie électrique » de ce ménage, commençons par établir son tableau des charges. C’est un tableau qui indique les besoins en énergie électrique en fonctions des points énumérés ci-dessus :

Figure A – Tableau des charges
Ce tableau a été conçu pour être interprété facilement par toute personne ayant des rudiments d’électricité. Si ce n’est pas votre cas, ce n’est pas grave car il n’est pas nécessaire de le comprendre pour interpréter le présent article. Seuls deux nombres sont importants : ceux qui encadrent la zone hachurée sur la dernière ligne du tableau.
On peut ainsi dire que la famille dont nous examinons les besoins requiert une puissance de 1.68 kW (kiloWatt) – qu’on va arrondir à 2 kW- et une énergie de 3,1 kW.
La puissance de 2 kW correspond au calibrage de l’inverseur : notre famille a besoin d’un inverseur de 2 kW. Les inverseurs sont en général équipés d’une capacité de surcharge leur permettant de gérer l’appel de courant important mais court qui survient lorsqu’on allume certains équipements (par exemple, le four à micro-ondes). Il n’est donc pas nécessaire de sur-dimensionner l’inverseur.
L’énergie de 3,1 kW permet de déterminer le nombre de batteries à mettre en œuvre. Avant d’aller plus loin disons qu’il s’agit ne s’agit pas ici de batteries comme les batteries pour véhicules, mais plutôt des batteries « à cycle profond » ou « marines ». En effet, les batteries pour véhicules (à essence, mazout ou LPG) ne sont pas faites pour des décharges profondes. Une batterie de voiture n’est pas faite pour être déchargée profondément. Elle va en général s’abîmer en quelques jours si elle est utilisée dans un véhicule de cette manière. Dans notre application de stockage d’électricité, des batteries de voiture dureraient quand même plus longtemps : environ une année, car l’environnement de fonctionnement est moins agressif que celui qui règne sous le capot d’une voiture caractérisé par une température qui bascule entre des niveaux très élevés lorsque le moteur tourne à très froid, au repos la nuit par exemple, des vibrations et chocs, une mauvaise circulation d’air, etc.
Mais une année ne suffit pas pour nous. Parce que nous voulons offrir à cette famille une solution qui lui donnera la paix (de l’électricité de qualité, sans consommables comme le carburant, ni l’acide pour les batteries, ni même l’eau distillée, pas de dépenses de maintenance non plus) pendant 5 ans au moins (oui, cinq ans !). Pour cette raison nous tournons le dos aux batteries pour véhicules pour opter pour des batteries à cycle profond ou marines. Des batteries de voitures de golf (elles sont électriques et conçues pour survivre à de très nombreux cycles de décharge profonde) seraient aussi indiquées. Considérons des batteries de 6 Volts et 220 Ah chacune. L’inverseur de 2 KW prenant en entrée une tension de 12 Volts, on associera 2 batteries en série. A une capacité de 0.75 kWh par batterie, il faut 6 batteries en tout pour offrir les 3.1 kWh déterminé dans la dernière case (en bas, à droite) du tableau des charges.
La boucle est bouclée, il faudra 6 batteries montées 2 à 2 en série, avec 3 groupes de 2 en parallèle, pour permettre à notre famille d’avoir la lumière, regarder la TV, travailler avec ses ordinateurs, faire son thé ou son café, réchauffer sa nourriture, jouir de sa vie sociale avec l’électricité, pendant les moments de coupure du réseau électrique. La plupart des inverseurs disposent d’une fonction intégrée de charge des batteries leur permettant de charger les batteries lorsque le secteur est présent. En cas de coupure, en l’espace d’une fraction de seconde, l’inverseur de puissance « inverse » sa fonction en puisant l’énergie stockée dans les batteries pour la renvoyer vers les charges à alimenter sous forme alternative 220 V. Si aucun appareil n’est branché, l’inverseur (contrairement à un « UPS » ou « Onduleur ») conserve l’énergie en se mettant en mode veille. Dans ce mode il arrête de produire la tension à 220V mais surveille les appels de puissance. Dès qu’un appel est détecté (par exemple un interrupteur est actionné pour allumer une lampe), l’inverseur démarre la génération de la tension à 220V en l’espace d’une fraction de secondes.
Un petit bémol : ce système est idéal en ville ou dans une localité connectée au réseau électrique de temps à autre. C’est cette connexion qui permet de charger les batteries quand la tension secteur est présente, exactement comme l’eau est stockée lorsque ça coule au robinet.
Le système à inverseur et batteries que nous venons de décrire est aussi un complément indispensable pour améliorer l’utilisation d’un groupe électrogène, réduire sa consommation de carburant et augmenter sa durée de vie : lorsqu’il tourne le groupe électrogène alimente l’inverseur qui pourra continuer à donner de la puissance même après que le groupe électrogène soit éteint.
Le système à inverseur de puissance est un bon investissement aussi parce qu’il peut à tout moment être étendu a frais minima pour accueillir des panneaux solaires ou une éolienne, si l’on décide d’évoluer dans cette direction.
En guise de mot de la fin, ATTENTION: l’application décrite dans cet article est un système de grande énergie électrique. L’électricité tue. L’électricité est une affaire de spécialiste. On ne s’improvise pas électricien. Par ailleurs il y a des éléments de dimensionnement des câbles connectant les batteries entre elles et avec l’inverseur, ainsi que les protections nécessaires dans le circuit que nous n’avons pas abordés ici. Nous avons écrit cet article pour montrer qu’il y a moyen de faire les choses différemment. Si vous voulez réaliser cela chez vous, contactez-nous (spbutsana@yahoo.fr ; +243 (0) 99 99 86 259) pour une installation professionnelle par nos soins (si vous êtes en RDC) ou bien pour que nous vous assistions à trouver un fournisseur qualifié dans votre région.

7 Réponses

  1. Tres bon article et pratique pour les pays africains. J’ai beaucoup apprecie votre contribution. Elle merite une publication dans les revues et journaux appropries. Merci Simon.

  2. Je vous souhaite plein de succès, car les suies d’un moteur diesel sont classées dans le groupe des cancérogènes certains pour l’homme par le Centre international de recherche sur le cancer. L’exposition à des suies est reconnue comme facteur de risque pour le cancer du poumon, le cancer de la peau et le cancer de la vessie. C’est pourquoi en Europe, ces moteurs et aussi les voitures doivent obligatoirement être équipé par un catalyseur et d’un filtre à particules pour diminuer le taux de formation des suies dans les moteurs thermiques.

    • Merci Esperence. Pouvez-vous nous donner des pointeurs vers une documentation plus approfondie en matiere d’impact environnemental / sanitaire des emissions des moteurs Diesel?

  3. Bonjjour,
    Quel réglage peut-on faire pour diminuer la consommation d’essence d’un groupe electrogène portatif ,2temps/950VA et 4temps/2Kva

  4. pouvez cousin nous encore le plan details. montage etc les types details batteries

  5. bonsoir je suis fier de vous et vous remercie très sincèrement, car vous venez un temps soit peu répondre à une de mes préoccupation..

  6. Bonne initiative et bons conseils

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