GUIDE TECHNIQUE N°8 : Comment calculer sa consommation quotidienne d’énergie électrique ?
La consommation quotidienne d’énergie électrique est l’angoisse de chacun d’entre nous. En effet, consommer plus d’énergie signifie qu’il faut un plus grand nombre de batteries et, par conséquent, des sources de charge plus importantes. La toute première chose à faire est donc de calculer la quantité d’énergie que nous envisageons de consommer chaque jour. Pour le savoir, on additionne la consommation d’énergie quotidienne de chaque consommateur.
Tout d’abord, quelques notions électriques de base
Consommation quotidienne d’énergie électrique (Wh/J) = Puissance (W) x Temps (h) sur une journée
CONSOMMATION QUOTIDIENNE D’ENERGIE ELECTRIQUE :
C’est la quantité d’énergie électrique nécessaire chaque jour. L’unité de mesure est le Watt x heure par jour, ou Wh/J. L’analogie avec la douche serait la quantité de litres d’eau dont vous avez besoin par jour pour vous doucher.
PUISSANCE :
Energie électrique donnée ou reçue par un appareil pendant 1 heure. L’unité de mesure est le watt, son symbole W. L’analogie avec la douche serait le débit d’eau plus ou moins élevé selon l’ouverture plus ou moins grande du robinet.
TEMPS :
Combien d’heures par jour la charge est utilisée ? L’analogie avec la douche serait le nombre de fois où vous prenez une douche par jour et la durée que vous y consacrez à chaque fois.
Pour arriver à renseigner cette consommation, il faut donc appliquer une deuxième formule. Elle permet de calculer la puissance ou l’intensité consommée par un appareil pour une tension donnée. Cette formule, c’est :
Puissance (W) = tension (V) x courant (A)
PUISSANCE :
Voir définition et analogie précédentes.
TENSION :
C’est la différence d’état électrique entre deux points d’un circuit. L’unité est le volt, son symbole V. L’analogie avec la douche serait la différence de pression d’eau selon la distance qui sépare votre corps et la douchette lorsque vous manipulez celle-ci.
COURANT :
C’est la quantité d’électricité ou d’électrons qui passent dans un conducteur en une seconde. L’unité est l’ampère, son symbole est A. L’analogie avec la douche serait la quantité de litres que votre douche est capable de délivrer chaque minute (litre par minute ou L/mn).
Cette formule permet d’obtenir la puissance (exprimée en Watts) à partir de la tension délivrée par la batterie (le plus souvent, dans nos installations, 12 ou 24 Volts) et l’intensité (en Ampères). Inversement, on peut donc en déduire l’intensité à partir de la puissance et de la tension. L’intensité sera égale à la puissance divisée par la tension (Intensité = Puissance ÷ Tension).
Après avoir listé tous vos appareils embarqués, il faut rechercher les informations qui vous permettrons de calculer la consommation en watts x heure (Wh) de chacun.
Vous trouverez ces informations :
- Sur les appareils (cas du sèche-cheveux, voir plus loin),
- Dans la documentation du fabricant (cas de la glacière qui n’a pas encore été achetée au moment de ce bilan),
- Sur les chargeurs des appareils (cas de l’ordinateur portable, voir plus loin).
Maintenant, rien de mieux qu’une bonne étude de cas
Afin de vous aider à procéder de manière structurée et rigoureuse, nous allons prendre comme exemple une installation dont l’étude a été réalisée par La Route Libre pour un jeune couple : Isabelle et Éric.
Il s’agit d’un Volkswagen Crafter L2H3 dans lequel ils souhaitaient pouvoir utiliser un certain nombre d’équipements électriques en 12 V DC et en 230 V AC.
Volskwagen Crafter L2H3 – Illustration
Nous avons commencé par faire le bilan de la consommation quotidienne en 12 V DC.
Voici le tableau récapitulatif :
Tableau 1 : bilan énergétique des appareils branchés sur le circuit 12 V CC
* Intensité moyenne ??? Dans les cas de consommateurs ayant plusieurs fonctions ou réglages possibles (lanterneau ventilé ici), il faut additionner tous les ampérages indiqués par le fabricant et en faire la moyenne.
N’oubliez pas que les chiffres ci-dessus varient beaucoup en fonction de la météo. Par une chaude journée d’été, nous consommons plus d’énergie (lanterneau ventilé, glacière) et par une journée fraîche, nous consommons moins d’énergie que ce que nous avons calculé ci-dessus.
En hiver, ce lanterneau ventilé et cette glacière consomment beaucoup moins d’énergie, mais le chauffage en consomme davantage. Par conséquent, notre consommation quotidienne d’énergie varie sensiblement entre ces deux périodes (130 Wh de différence).
Pour ne pas avoir de surprise dans le dimensionnement des appareils de charge et du parc de batteries, il faut prendre la valeur la plus importante (l’hiver dans la plupart des cas). Donc, ici ce sera 820 Wh.
L’intensité consommée sous une tension donnée (informations que l’on trouve sur les chargeurs de PC par exemple) sont les valeurs maximales de consommation de l’appareil. Même si cette consommation ne sera pas toujours nécessaire, ce sont bien ces valeurs maxi qu’il faut prendre en compte afin de bien déterminer la capacité la batterie en très haute utilisation et au plus fort de la charge.
Par exemple le chargeur de l’ordinateur ASUS ci-dessous qui consomme en output (sortie) 19,5 V x 9.23 A = 180 W.
Sur les alimentations et chargeurs, il faut regarder les infos OUTPUT et non celles en INPUT
La conversion du courant continu en courant alternatif entraîne une perte d’efficacité d’environ 10 % (cf guide technique N°5 « Les convertisseurs DC/AC »). Par conséquent, faites en sorte de limiter l’utilisation d’appareils directement branchés sur le 230 V AC. Par exemple, essayez de vous procurer un convertisseur DC/DC de 12V pour alimenter votre ordinateur portable, votre téléphone, votre appareil photo, etc.
Ou, pensez à changer d’appareil : moins puissant ou fonctionnant en 12 V DC.
Regardez, par exemple, la puissance MAXI consommée par ce sèche-cheveux !
NOTE
Une démonstration de l’incidence d’un convertisseur sur le bilan énergétique d’une installation électrique autonome, ça vous intéresse ? Ok, alors, c’est par ici.
Cette perte d’efficacité entraîne une plus grande consommation du côté batterie. Pour les calculs, il faut appliquer un coefficient de 0,90 (90 %) correspondant au rendement minimum que doit garantir l’utilisation d’un bon convertisseur.
Par exemple, un convertisseur de 2000 W ayant un rendement de 90 % consommera 2200 W du côté batterie (cf guide N°5).
Tableau 2 : bilan énergétique des appareils pouvant être branchés sur le circuit 230 V AC
Pour terminer, posons-nous les bonnes questions
Comme le montre le résultat obtenu dans ce deuxième tableau, nous avons ici une consommation plus élevée que celle générée par l’utilisation d’appareils en 12 V DC, et ce, pour trois fois moins d’appareils.
Avant de passer à l’étape suivante, il est important de réfléchir à comment limiter le plus possible la consommation engendrée par ces appareils en 230 V AC. Même si, évidemment, dans la réalité, ils ne seront pas tous utilisés en même temps. Ce que nous prendrons en compte, d’ailleurs, pour faire le bon choix du convertisseur adapté à notre situation.
C’est aussi le moment de voir s’il n’est pas nécessaire de prévoir l’installation dans une tension supérieure (24 ou 48 V DC). Il n’est pas mentionné, volontairement, le 36 V car les appareils sources de charge dans cette tension sont plus compliqués même impossible à trouver. A commencer par les régulateurs de charge solaire. Idem pour les convertisseurs de courant continu 36/12 V DC.
Plus on doit faire face à une forte consommation dans nos véhicules, plus il est préférable de penser à du 24 V.
À capacité égale, la réserve d’énergie d’une batterie (ou d’un banc de batteries) est proportionnelle à la tension exploitable.
Par exemple, si on a une batterie de 12V de 100 Ah, on obtient 12 V x 100 Ah = 1 200 Wh de réserve.
Pour une installation de même capacité mais en 24 V, c’est 2 400 Wh, soit le double. Donc on peut stocker plus d’énergie dans une batterie à tension élevée et pour une même capacité. Remarquez que 2 batteries de 12 V de 100 Ah branchées en parallèle ou en série donnent aussi 2 400 Wh. On peut obtenir les mêmes réserves d’énergie en installant des batteries selon les montages série et parallèle (cf guide technique N°2 « La batterie : le cœur du système »).
Si on doit augmenter la tension du système, il existe des sources de charge en 24 ou 48 V (voir tableaux comparatifs). Pour les consommateurs en 12 V, pas de soucis non plus, on peut trouver un grand choix de convertisseurs de courant continu 24/12 ou 48/12 V DC. Si besoin, n’hésitez pas à nous solliciter pour être accompagnés dans vos recherches ⇒ voir la page SERVICES.
Pour le moment, pour cette étude de cas, nous arrivons donc à un total de consommation journalière de 1700 Wh (820 + 885), ce qui est important pour un « petit logement » de ce type.
Ne l’oublions pas, la vie en véhicule habitable et mobile nécessite de changer ses habitudes de consommation !
« La meilleure énergie
est celle que l’on ne consomme pas. »
À SAVOIR :
Vous souhaitez réaliser votre propre bilan énergétique mais n’avez aucun support numérique ou papier ? Pas de soucis, La Route Libre vous propose de télécharger ses tableaux vierges qu’il ne vous restera plus qu’à compléter en prenant comme exemple l’étude de cas de ce guide.
Cà vous intéresse ?
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