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Calcul d’un bilan d’énergie

Un bilan d’énergie sert à la fois à dimensionner le parc de batterie et à déterminer quels sont les producteurs d’énergie à mettre en place pour répondre à la consommation d’électricité quotidienne. C’est une étape nécessaire pour mettre en place une installation adaptée aux besoins.

Pour réaliser un bilan il faut commencer par l’inventaire du matériel électrique utilisé en relevant pour chacun la puissance nécessaire à son fonctionnement (ces valeurs sont généralement indiquées sur les appareils et sont exprimées soit en Ampère soit en Watt).

Ensuite l’énergie consommée en est déduite en estimant la durée d’utilisation de chacun des appareils sur une période de 24 heures. Afin de prendre en compte le cas le plus critique, ce bilan sera réalisé pendant une période de navigation où l’énergie consommée est la plus importante.

Dans cette page deux cas sont étudiés :

  1. Un cas typique d’un voilier de 11 mètres où l’installation n’a pas été conçue pour réduire la consommation électrique.
  2. Dans le deuxième bilan, l’installation a été optimisée pour réduire la consommation, en utilisant des lampes et un PC adaptés et en isolant de façon plus satisfaisante le réfrigérateur.

Cette comparaison montre à quel point il est intéressant d’utiliser des appareils basse consommation. Ceux ci permettent en effet de réduire presque de moitié l’énergie nécessaire.

Enfin, un fichier au format excel est téléchargeable pour vous permettre de réaliser votre bilan d’énergie. Cliquer avec le bouton droit de la souris sur ce lien puis sélectionner « enregistrer sous » pour enregistrer ce fichier sur votre PC.

Pour utiliser ce fichier :

1) remplissez la consommation en watts et la durée d’utilisation de chacun des appareils et le bilan apparaitra automatiquement en bas de page. Des lignes vides ont été ajoutées pour vous permettre de prendre en compte d’autres équipements.
2) Renseignez la production quotidienne de chacun des générateurs à bord (onglet production).
3) La feuille bilan est remplie automatiquement et permet de déterminer s’il y a équilibre entre l’énergie nécessaire et les différents producteurs.

Explication sur le bilan réalisé (premier cas)

Les différents postes de consommation sont détaillés dans le tableau (ci dessous) de bilan énergétique.
On remarque que :

  1. L’éclairage intérieur représente 12% de la consommation
  2. L’éclairage extérieur représente lui aussi 12% de la consommation
  3. Le poste confort représente 26% de la consommation en particulier à cause du réfrigérateur.
  4. Le poste électronique représente 50% de la consommation, les deux gros consommateurs étant le pilote et le PC

La consommation totale est de 200 Ah sur une période de 24h.
Pour répondre à ce besoin, il faudra installer un parc de batterie de servitude de 250 Ah, si les batteries sont de type AGM ou gel (possibilité de les décharger jusqu’à 80% de leur capacité), voir choisir une batterie pour plus d’informations.

Si la navigation dure uniquement 24 heures et que le bateau retourne au port, le chargeur de quai assurera ensuite la recharge des batteries. Sinon, il faudra mettre en place des générateurs tels que des éoliennes, des panneaux solaires, utiliser l’alternateur ou un groupe électrogène. Vous pouvez visiter chacun des liens ci dessus pour avoir une estimation de l’énergie qui peut être fournie par chacun de ces producteurs.

Explication sur le bilan Optimisé

Les optimisations suivantes ont été faites :

  1. Eclairage intérieur: Passage à des lampes fluocompactes ce qui réduit l’énergie consommée de 20Ah.
  2. L’éclairage extérieur: Passage à une lampe à leds en tête de mât (réduction de 19Ah)
  3. Confort: Meilleure isolation du réfrigérateur (réduction de l’énergie consommée de 22Ah)
  4. Poste électronique: Utilisation d’un PC basse consommation et meilleur paramétrage du mode veille (réduction de 28Ah).

Voir le tableau détaillé (ci dessous).
La consommation totale est maintenant de 110 Ah sur une période de 24h et a presque été divisée par deux.
Pour répondre à ce besoin, il faudra installer un parc de batterie de servitude de 135 Ah, si les batteries sont de type AGM ou gel (possibilité de les décharger jusqu’à 80% de leur capacité), voir choisir une batterie pour plus d’informations.

Cet exemple montre à quel point, il est important d’optimiser la consommation électrique en mettant des équipements adaptés (lampes, PC, ..). Ceci est valable pour toutes les installations autonomes et constitue la première étape d’optimisation de l’installation électrique. Le surcoût occasionné par la mise en place de ces équipements basse consommation sera largement compensé par le fait que l’on n’aura pas besoin de surdimensionner l’installation électrique. En l’occurrence dans le cas ci dessous, il faudra prévoir une production d’énergie deux fois moindre.

Détail d’un bilan énergétique d’un bateau de 11m non optimisé.

Consommateurs Puissance Tps utilisation Consommation Part dans la
Watts – Ampères sur 24h Wh – Ah consommation (%)
Eclairage intérieure 294 – 24,50 12,27%
Lum. carré centrale 25 – 2,08 4 100 – 8,33 4,17%
Lum. carré évier 20 – 1,67 2 40 – 3,33 1,67%
Lum. table à carte 10 – 0,83 2 20 – 1,67 0,83%
Lum. cabine 1 20 – 1,67 2 40 – 3,33 1,67%
Lum. cabine 2 20 – 1,67 2 40 – 3,33 1,67%
Lum. salle de bains 20 – 1,67 0,5 10 – 0,83 0,42%
Lum. couleur penderie 20 – 1,67 0,2 4 – 0,33 0,17%
Lum. ccabine avant 20 – 1,67 2 40- 3,33 1,67%
Eclairage extérieur 285 – 23,75 11,89%
Feu de route proue 10 – 0,83 0,5 5 – 0,42 0,21%
Feu de route poupe 10 – 0,83 0,5 5 – 0,42 0,21%
Feu de mouillage 10 – 0,83 0 0 – 0,00 0,00%
Lumière de pont 50 – 4,17 0,5 25 – 2,08 1,04%
Feu de route (mât) 25 – 2,08 10 250 – 20,83 10,43%
Confort / Equipement 625 – 52,08 26,08%
Pompe eau douce 100 – 8,33 0,25 25 – 2,08 1,04%
Réfrigérateur 45 – 3,75 12 540 – 45,00 22,53%
Hifi 15 – 1,25 4 60 – 5,00 2,50%
Electronique 1191 – 99,24 46,69%
PC actif 60 – 5,00 6 360 – 30,00 15,02%
PC en mode veille 10 – 0,83 18 180 – 15,00 7,51%
Compteur d’ampère / volt 0,12 – 0,01 24 2,88 – 0,24 0,12%
Pilote 30 – 2,50 12 360 – 30,00 15,02%
Gps sans rétro éclairage 1,5 – 0,13 12 18 – 1,50 0,75%
Gps avec rétro éclairage 2,5 – 0,21 12 30 – 2,50 1,25%
Répéteur gps 2 – 0,17 24 48 – 4,00 2,00%
Girouette anémomètre 4 – 0,33 24 96 – 8,00 4,01%
Sondeur 4 – 0,33 24 96 – 8,00 4,01%
Moteur
Démarreur 360 – 30,00 0,01 1,8 – 0,15 0,08%
Consommation totale 2397 – 200

Détail d’un bilan énergétique d’un bateau de 11m avec une installation optimisée pour réduire la consommation.

Consommateurs Puissance Tps utilisation Consommation Part dans la Réduction
Watts – Ampères sur 24h Wh – Ah consommation (%) (Ah)
Eclairage intérieure 59 – 4,90 4,45% -19,60
Lum. carré centrale 5 – 0,42 4 20 – 1,67 1,51% -6,67
Lum. carré évier 4 – 0,33 2 8 – 0,67 0,61% -2,67
Lum. table à carte 2 – 0,17 2 4 – 0,33 0,30% -1,33
Lum. cabine 1 4 – 0,33 2 8 – 0,67 0,61% -2,67
Lum. cabine 2 4 – 0,33 2 8 – 0,67 0,61% -2,67
Lum. salle de bains 4 – 0,33 0,5 2 – 0,17 0,15% -0,67
Lum. couleur penderie 4 – 0,33 0,2 0,8 – 0,07 0,06% -0,27
Lum. ccabine avant 4 – 0,33 2 8 – 0,67 0,61% -2,67
Eclairage extérieur 60 – 5,00 4,54% -18,75
Feu de route proue 10 – 0,83 0,5 5 – 0,42 0,38% 0,00
Feu de route poupe 10 – 0,83 0,5 5 – 0,42 0,38% 0,00
Feu de mouillage 10 – 0,83 0 0 – 0,00 0,00% 0,00
Lumière de pont 50 – 4,17 0,5 25 – 2,08 1,89% 0,00
Feu de route (mât) 2,5 – 0,21 10 25 – 2,8 1,89% -18,75
Confort / Equipement 355 – 29,58 26,86% -22,50
Pompe eau douce 100 – 8,33 0,25 25 – 2,08 1,89% 0,00
Réfrigérateur 45 – 3,75 6 270 – 22,50 20,43% -22,50
Hifi 15 – 1,25 4 60 – 5,00 4,54% 0,00
Electronique 846 – 70,49 64,01% -28,75
PC actif 60 – 5,00 6 360 – 30,00 15,02%