Projet d'aménagement d'une île

[barda]

oui, ça fait un joli tas... mais je rappelle ce que je t'ai dis tout à l'heure: il faut quantifier les besoins des habitants pour savoir dans quelle échelle d'énergie tu te situes, et, qualitativement, de quelle énergie tu as besoin... l'énergie, par exemple pour du chauffage ou de l'ecs, peut aussi se stocker facilement sous forme de chaleur (exemple, les ballons d'ecs ou l'hydro-accumulation pour le chauffage au bois....
pour le moment, en l'absence de chiffres, tout part dans n'importe quel sens, chacun y allant de sa petite idée ou de sa lubie...

A mon avis, tu aurais intérêt à réduire de moitié le nombre des habitants, ou à doubler la taille de l'île, sinon, tu ne pourras pas nourrir tout le monde...

exemple de quantification (discutable évidemment), par habitant vivant en foyer moyen de 2 personnes:

Energie domestique
- électricité besoin spécifique (éclairage, froid, électro-ménager brun, communications, électronique...): 2kwh/j, également consommé toute l'année
- ecs : 1500 kwh/ soit 5kwh/jour, sous forme d'eau chaude
- chauffage: 1000 kwh/an, répartis sur 7 mois d'hiver, sous forme de chaleur
- lavage: 200 kwh/an
- déplacements divers: 500 kwh

A cela s'ajoutent les besoins collectifs et professionnels, pas si simples à quantifier.... (mais c'est réglé apparemment)

l'ecs et le chauffage peuvent voir leur consommation réelle diminuer de moitié ou des deux tiers en utilisant une pac et l'hydro-accumulation; par ailleurs, un appoint solaire thermique peut encore abaisser la note d'électricité. les autres besoins doivent impérativement être couverts par une source électrique impliquant un stockage pour partie (les besoins spécifiques) ou une habile consommation dans la journée (lavage et déplacements).

nous arrivons à une conso annuelle par personne de 700+500+300+200+500=2200 kwh/an d'énergie électrique (on suppose que l'île n'est pas boisée, sinon, on peut utiliser la biomasse pour le chauffage), soit une puissance instantanée moyenne de 250 w/ habitant; ou plus exactement de 200w l'été et 350 w les 7 mois froids... soit une puissance de 250 kw en moyenne de façon continue pour 1000 habitants...
c'est une puissance assez faible, mais c'est le "continue" qui constitue le problème essentiel: une éolienne de 250 kw ne les fournira que 2000 h/an, une hydrolienne ne les fournira que 4000h par an, des panneaux photovoltaiques que 1000 heures par an... et la seule source d'énergie qui soit à peu près garantie, c'est l'hydrolienne... le dimensionnement ne peut donc se faire qu'à partir de la source d'énergie la plus fiable qui devra être capable de fournir la totalité de l'énergie nécessaire pour les jours les plus défavorables, soit 350 kwh pendant 24 h; le stockage rendu nécessaire par l'intermittence sera effectué pour l'essentiel par hydroaccumulation (dans chaque habitation) et pour une faible part par batterie (capacité de 1 à 2 kwh dans chaque habitation).

Chaque habitation comporterait donc un ballon-tampon thermique de 1 m3 (qui peut d'ailleurs constituer en même temps l'émetteur de chaleur, suffisant dans une habitation rt2012) capable d'emmagasiner environ 60 kwh d'énergie thermique et une batterie de 200 Ah dédiée aux besoins spécifiques.
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[Tilleul]

@barda : aucun générateur électrique n'est garanti parce qu'ils tombent tous en panne et toujours au mauvais moment... Et le solaire produit 4300 heures par an et pas 1000 heures par an : ça voudrait dire que les nuits durent 21 heures ce qui poserait quelques problèmes vis à vis de ce qu'on connait de la rotation de la terre !

Quand on fait ce genre d'exercice on fait un dimensionnement par rapport à une probabilité d'approvisionnement (même sur réseau en France on a plusieurs heures d'interruptions chaque années), le solaire est au contraire très fiable car il a l'avantage d'être très connu donc c'est plutôt à considérer comme un des moyens d'améliorer la garantie d'approvisionnement. L'éolien est un peu plus compliqué à gérer car il obéit à des cycles un peu plus long que le cycle jour nuit (à moins qu'on soit dans des cas plus spéciaux comme l'alternance brise de terre/brise de mer ce qui a quand même des chances d'arriver souvent sur les îles).

[barda]

sur les pannes, on est bien d'accord...
sur le photovoltaique, il est admis par à peu près tout le monde qu'en bretagne (en France du nord aussi d'ailleurs), 1 kw installé produit environ 1000 kwh par an; moi, je veux bien que tu dises l'inverse, mais il vaudrait mieux fournir des statistiques...
quant à parler de "réseau", sur l'espace de la France, a fortiori de l'Europe de l'ouest, cela a un sens; sur une ile d'une centaine d'hectare, il vaut mieux parler de complémentarité des diverses sources, pas toujours garantie d'ailleurs, car le vent comme le soleil en bretagne sont assez capricieux; de fait la seule source d'énergie réellement prédictible, quoiqu'intermittente, c'est celle des marées, donc de l'énergie hydrolienne... même en mai 2013, elle était égale à elle-même, alors que le soleil....

ma proposition reste donc d'articuler le mix autour de cette énergie, dimensionnée pour couvrir l'essentiel des besoins (l'énergie serait largement stockée sous forme thermique, et un peu sous forme chimique -batteries-), l'éolien et le photovoltaique ne venant qu'en complément...

pour les seuls besoins domestiques, la puissance à installer serait d'environ 500 kw pour l'hydrolien, 200 kw pour l'éolien et une centaine de kw pour le photovoltaique. il est clair qu'il y aura surproduction à certaines périodes; en développant le stockage, on pourrait diminuer la puissance installée, mais je ne sais pas trop comment faire; en tout état de cause, la solution step me parait largement fantaisiste... peut-être du thermique,

[bzh_nicolas]

de fait la seule source d'énergie réellement prédictible, quoiqu'intermittente, c'est celle des marées, donc de l'énergie hydrolienne...

Intermittente est un grand mot. Si on se trouve dans une zone où les courants sont générés pas les marées (toute la Manche et une bonne partie de la côte Atlantique), alors on peut la considérer comme une source d'énergie continue.
Il y a au maximum 2 heures de non production par jour au moment des 2 étales (et souvent elles durent bien moins que ça), ces périodes peuvent facilement être compensées soit par une source alternative (solaire, vent) si les conditions conviennent à ce moment ; sinon un stockage de faible à moyenne capacité suffira.

Pour le cas des pannes : bien entendu comme on n'utilisera jamais un seul générateur et que plusieurs sources devraient être présente, il suffit de "faire avec" en attendant les réparations en se serrant la ceinture. Les iliens vivent dans un milieu particulier à partir de là, ils sont prêt (et doivent l'être) à subir un certain nombre de désagrément (tempête, pannes, grève des sociétés faisant la liaison, etc...).

[Tilleul]

Je dis simplement que ce n'est pas comme ça qu'on dimensionne un mini-réseau électrique insulaire après libre à toi d'inventer ta propre méthode, mais tu vas vite t'apercevoir que tu va te retrouver avec des équipements massivement surdimensionnés et un cout d'électricité gigantesque. Typiquement un dimensionnement se fait plus sur les couts d'installation plutôt que sur les profils de production, en l'état l'hydrolien est beaucoup trop cher par rapport au PV et à l'éolien pour se baser là dessus.

Par rapport aux données sur la production PV, déjà 1 kW de photovoltaïque ça n'existe pas, c'est un 1 kWc de photovoltaique et de plus 1000 kWh par an, ça ne veut pas dire que le PV fonctionne 1000 heures par an en produisant 1 kW de puissance et 0 kW le reste des 7760 heures... Et vu que même en Bretagne on sait quand même que généralement l'été tombe en été et que l'hiver tombe en hiver, ce n'est pas forcément dur d'arriver à avoir des estimations fiables (les calculs astronomiques permettant de connaitre la trajectoire du soleil sont quand même relativement connu depuis des siècles et on ne brûle plus personne depuis longtemps pour faire ça...). C'est d'ailleurs cocasse de dire qu'on ne peut pas prévoir une production solaire...tout en donnant une prévision de production d'un 1kWc de solaire en Bretagne !

D'ailleurs c'est aussi différent pour l'éolien, le 2000-2500 heures équivalent pleine puissance par an c'est un dimensionnement économique de raccordé au réseau... si on est sur une île on pourra utilisé plutôt des éoliennes avec une générateur plus petit et des pales plus grande pour monter à 3000 heures/4000 heures par an, c'est juste que ça coutera plus cher à installer.

[barda]

merci professeur d'école maternelle... de nous expliquer le pré b.a. ba des énergies nouvelles... merci, enfant de chœur des religions vertes de nous faire profiter de ton début de savoir tout neuf sur les dieux ra et éole... désolé de n'avoir pas compris plus tôt à quel niveau tu te situais, j'aurais fait un effort pour être encore plus simple, et redémontrer une fois encore le théorème de Pythagore et le principe de la poussée d'Archimède...

le problème, c'est qu'une fois de plus tu t'es trompé de sujet... ce n'est pas l'optimisation des éoliennes qui est en cause (soit dit en passant, il faudra que tu expliques ton coup des pales plus grandes et du moteur plus petit aux ingénieurs qui s'en occupent, ça les amusera) -ça on sait faire depuis un certain temps-, c'est la capacité des enr à fournir de façon fiable la totalité des besoins de l'ile (et surtout de ses habitants); obligatoirement, quand une source d'énergie est aléatoire, on est amené à surdimensionner la puissance et à stocker de l'énergie...
quelle est la façon la plus simple et la plus fiable, sachant que l'énergie la plus prévisible est celle qui permettra de dimensionner le plus précisément le stockage, et que celle qui a le meilleur "taux de charge" permettra de minimiser ce stockage... il s'avère que l'une et l'autre de ces qualités se trouvent dans les hydroliennes:
- elles ont le meilleurs taux de charge, 50% environ, ce qui veut dire qu'elles fournissent sur un an comme si elles fonctionnaient la moitié du temps à pleine charge, l'autre moitié à zéro (ce n'est pas une réalité physique, c'est un coefficient calculé, puisqu'il faut tout -absolument tout- expliquer pour certains); les éoliennes ayant un taux de charge de 25% environ, et le photovoltaique de 10% environ
- elles sont totalement prévisibles (autant qu'un horaire de train, pannes mises à part comme le faisait remarquer notre brillant penseur) et leur intermittence se fait sur une durée de cycle faible (12 heures), qui rend parfaitement crédible un stockage thermique, peu coûteux et peu polluant, en alternative à un stockage par batteries (très coûteux et très polluant pour ces quantités d'énergie) ou par step (irréaliste sur une ile à peu près plate et de faibles dimensions); il s'avère par ailleurs que le besoin thermique est un des plus consommateurs d'énergie, donc ça tombe bien.

évidemment, ces problèmes d'optimisation n'ont plus guère de justification si l'on est relié au réseau EDF, ou le nucléaire et le gaz peuvent compenser presque n'importe quoi (dans certaines limites quand même), comme le propose apparemment tilleul, malheureusement, l'hypothèse de départ est d'être totalement autonome...

dernier point; l'économique n'a guère sa place dans cet échange, pet-r ayant précisé que les questions économiques étaient sans importance, qui concerne une utopie; il est donc inutile de chercher le prix d'une hydrolienne; ce type d'engin est encore en phase d'expérimentation, n'est à ma connaissance pas commercialisé, et n'a donc pas de prix...

je maintiens donc en première approche ma propsition d'un système hydrolien d'environ 500 kw de puissance nominale, assisté de 200 kw d'éolien et d'environ 100 kw de photovoltaique, avec stockage thermique individuel par pac (1 ballon ecs de 400 l + une cuve hydro-accumulation de 1 ou 2 m3, qui fera radiateur central en même temps, par maison) et 200 Ah de batteries par maison pour les besoins spécifiques...
j'insiste sur l'individualisation du stockage, seul moyen à mon avis de sensibiliser les habitants aux économies drastiques d'énergie...

[Tilleul]

En même temps des projets de ce type j'en ai fait donc je me dis que ça peut être intéressant de partager une expérience concrète...

Si tu n'as pas envie de parler de coût, il n'y a pas de problème : tu prends du PV que tu fais fonctionner avec un performance ratio de 0,3, des batteries pour 3 jours de consommation et voilà tout le monde est autonome (et au passage autonome ne veut pas dire autarcie)... Reiser faisait ça dans sa maison solaire il y a 30 ans et les japonais dans leur phares il y a 50 ans... Ca marche aussi avec les éoliennes et là on peut remonter jusqu'à un siècle pour voir les fermiers américains être alimenté en électricité uniquement avec du vent. Les EnR historiquement c'est un marché qui s'est développé pour répondre à la demande d'électricité des sites qui ne pouvaient pas être raccordés au réseau donc va pas me dire que ce qui existe depuis aussi longtemps est utopique.

Très clairement je le redis que l'hydrolien pour du site autonome c'est une mauvaise idée, maintenant si tu ne veux pas entendre l'argument économique il y a un argument très concret : une hydrolienne tu l'as met là où il y a plein d'énergie donc à un endroit où les conditions peuvent être très rapidement dangereuse pour quelqu'un qui va en faire la maintenance. Autonome = difficile à faire bouger des spécialistes sur place. L'éolien et le PV c'est facile à comprendre et facile d'accès.

Concernant le taux de charge, c'est une notion qui n'existe pas dans l'autonome. Typiquement si tu veux diminuer la batterie tu vas au contraire avoir une diminution du taux de charge.

Concernant le besoin thermique ça ne marchera pas tout simplement parce que tu ne pourras jamais faire transiter toute la puissance nécessaire à moins d'avoir un réseau électrique qui va être impossible à construire : tes câbles vont être énormes. N'oublie pas que tu as deux limites : l'énergie et la puissance, là tu n'as jamais fait que de t'intéresser à l'énergie alors que c'est la puissance qui est souvent le plus problématique.

Pour les batteries, à partir du moment où il y a recyclage, et il y a obligatoirement recyclage dans une batterie pour site autonome puisque la personne qui te livre la batterie va forcément reprendre l'ancienne pour ne pas repartir à vide et parce que ça vaut du pognon, il n'y a aucun problèmes environnementaux... Tous les discours environnementaux sur les batteries c'est qu'il faut les rapporter à une filière de recyclage et ne pas les jeter dans la nature : pas qu'il ne faut pas les utiliser !

[yves35]

bonsoir,

ça existe déja en plus petit votre affaire.... ,et sous le nez de certains:
http://www.molene.fr/quemenes.htm
http://www.iledequemenes.fr/fr/
http://www.iledequemenes.fr/fr/ile-d...ons-techniques

yves

[yves35]

http://www.iledequemenes.fr/fr/ile-d...-d-electricite

[Touche-à-tout]

Bonjour,

Si j'ai bien compris la question initiale, il s'agirait d'installer un réseau desservant toutes les habitations depuis une centrale éolienne. Cela représente une masse de travaux colossale ! A cette échelle, ne serait-il pas préférable que chaque construction soit indépendante ? Et ce aussi bien en consommation qu'en rejets.
Le problème de la densité de population me semble effectivement sensible. a moins de faire de l'habitat collectif sur plusieurs niveaux la surface de l'île sera insuffisante pour le logement, les utilités, la production vivrière et un écosystème naturel. Parlant d'alimentation, de la production aquacole, oui, mais on ne peut pas restreindre la consommation d'une population à un seul type d'aliments. Non seulement, il risque d'y avoir une lassitude rapide, mais le danger est grand de voir une pénurie en cas d'incident de production. Une récolte perdue, un élevage décimé et c'est la cata. La même chose vaut pour le production énergétique. Une multiplicité d'installations autonomes réduit l'impact d'une panne et permet une flexibilité par une entraide en attendant la réparation.
Ce projet a le grand intérêt de mettre en évidence la difficulté de l'aménagement d'un territoire limité pour répondre aux besoins de l'homme moderne. Beaucoup de choses peuvent en être déduites, et la plupart sont déplaisantes.
Bon, il n'a pas été précisé qu'il s'agissait d'autarcie intégrale, on peut donc imaginer des apports extérieurs mais il faut quantifier ces apports, ainsi que la gestion des déchets. De même, la question des flux de personnes extérieures est pertinente car les besoins et rejets évoluent rapidement avec le nombre de personnes présentes. Le modèle de l'île est donc à paramétrer avec des marges confortables, car une population, ça évolue. La démographie peut augmenter ou diminuer et fausser les prévisions moyennes. Et qui dit population, dit mentalités. Le matériel ne suffit pas; si les modes de consommation ne sont pas parfaitement maîtrisés, ça finira par coincer. On ne peut pas, en effet, baser un tel projet sur un concept "immobilier", la personnalité des gens concernés importe également. Les compétences aussi, puisqu'il faut disposer de techniciens, d'ouvriers pour l'aquaculture et l'agriculture, de tous ceux nécessaires au fonctionnement d'une communauté indépendante, bref, un modèle social (et en dehors de toute considération économique, parce que ça, c'est gratiné aussi !).
Tout cela va donc beaucoup plus loin que le simple dimensionnement énergétique, lequel est probablement le plus simple à traiter dans cette histoire.

Cordialement,
Nicolas.