L’énergie photovoltaïque à petite échelle pour TEOTWAWKI, par Mike en Alaska.

Lorsque tout s’écroule et que le réseau disparaît pour quelque raison que ce soit, qu’il s’agisse d’une EMP, d’un échange nucléaire total, d’un ouragan, ou peut-être d’une tornade, de la neige qui fait tomber les arbres, ou comme nous le disons ici à l’intérieur de l’Alaska, les quatre raisons pour lesquelles l’électricité tombe en panne : il fait soit trop chaud, soit trop froid, soit trop humide, soit les dawgs pissent sur le poteau téléphonique, et lorsque cela se produit, nous sommes tous également ramenés dans le passé … à une époque où il n’y avait pas de lumière à allumer, pas d’appareils médicaux de maintien en vie, et maintenant c’est « game-on », les amis.

Au fil des ans, j’ai accumulé plusieurs panneaux solaires, allant d’un panneau pliable de surplus militaire, à ceux que j’ai achetés avec divers types d’équipements radio et leurs packs de batteries inclus, et plus récemment un panneau que j’ai acheté avec un système Dakota Lithium 2400 Power bank que j’ai récemment examiné dans un article de SurvivalBlog (voir Partie 1 et Partie 2). (64°.xx.xx » Nord / 147°.xx’.xx » Ouest) où la lumière du soleil devient plus courte chaque jour.

Ce n’est pas encore l’hiver. Vous vous demandez peut-être quel est le premier jour de l’hiver en 2025 ? La date du solstice d’hiver est le dimanche 21 décembre. Pour nous, l’almanach n’a pas vraiment d’importance, car nous définissons l’hiver comme des températures nulles ou inférieures à zéro et de la neige qui ne fond pas avant la fin du mois de mai. Nous avons eu trois fortes chutes de neige au début du mois de septembre, mais elles ont été suivies de pluie et se sont dissipées, de sorte que je ne considère pas qu’il s’agisse d’un hiver. …. Je serais enclin à parler de pré-hiver.

À cette latitude, le soleil se rapproche de l’horizon au fil des mois. En février, il peut ne s’élever qu’à une ou deux largeurs de doigt au-dessus de l’horizon vers 10h30, puis parcourir cet azimut d’est en ouest et retomber sous l’horizon vers 14h30. Si le ciel est obscurci par des nuages et un couvert dense, la journée sera sombre comme à la fin du crépuscule dans les 48 premiers kilomètres du pays. Ma préoccupation a été, et continue d’être : Les panneaux photovoltaïques (PV) valent-ils l’investissement dans une situation de panne de réseau pour une utilisation à long terme ? Par long terme, j’entends l’utilisation des panneaux comme source d’énergie pendant trois semaines ou plus.

J’habite ici depuis 16 ans et j’ai vu de plus en plus de maisons et d’entreprises installer des panneaux solaires sur leurs bâtiments, leurs toits et, dans certains cas, sur des poteaux dans la cour. J’ai été surpris de constater le nombre de « fermes solaires » installées dans notre région. Par « fermes solaires », j’entends les grands panneaux solaires commerciaux, qui peuvent compter jusqu’à 200 panneaux ou plus, alignés sur l’horizon sud. En voyant cette croissance de la production solaire au fil des ans, je me suis finalement dit que je devrais peut-être envisager d’investir dans cette technologie.

J’ai d’abord pensé à l’installation murale de batteries Tesla, qui comprend un banc de batteries Tesla, le régulateur de charge, l’onduleur et le câblage du système de réseau domestique, ainsi qu’un interrupteur de réseau pour couper toute liaison avec le réseau en cas de panne, quelle qu’en soit la raison, afin que le banc qui fournit l’énergie domestique n’envoie pas cette énergie dans le réseau et ne présente pas un risque d’électrocution pour les employés des lignes électriques qui travaillent au rétablissement du réseau. La banque d’alimentation murale Tesla, avec l’installation solaire sur le toit, le câblage et l’installation, était estimée à 65 000 dollars et aurait fourni l’énergie nécessaire à l’ensemble des besoins de la maison. Mais c’était un coût que je ne pouvais tout simplement pas me permettre. Indépendamment des économies d’impôts et autres, il n’était tout simplement pas dans mes projets budgétaires de contracter une autre hypothèque. J’ai donc décidé de faire des recherches sur l’énergie solaire et sur mes besoins de base en énergie pour TEOTWAWKI et d’adapter mes décisions en conséquence.

Pour déterminer la solution qui me semblait être un investissement de qualité à long terme, j’ai fait le point sur notre situation en ce qui concerne nos besoins réels en énergie par opposition à nos besoins souhaités. Qu’est-ce que nous vraiment besoin par opposition à ce que nous penser dont nous avons besoin ? J’ai pensé que cela déterminerait la meilleure solution pour ce que nous pouvons nous permettre dans une situation à long terme. En tant que vétéran handicapé et survivant du cancer à l’âge de 76 ans, ma définition du long terme peut être un peu différente de votre raisonnement, alors veuillez en tenir compte.

Pour nos besoins en énergie à long terme, j’ai estimé que l’eau potable était la première chose à faire. Nous disposons d’un puits peu profond, car la nappe phréatique est élevée dans cette région. Le problème est que notre eau contient beaucoup de minéraux et qu’il faut la filtrer pour la rendre potable. À cette fin, nous disposons d’un adoucisseur d’eau très robuste à base de sel qui fonctionne sur 120 volts CA, lesquels sont convertis en 12 VCC à l’intérieur de l’unité. C’est la première étape du filtrage dans un système de filtre de 5 microns. L’eau est ensuite envoyée dans les conduites d’eau chaude et d’eau froide par l’intermédiaire de deux autres filtres. La conduite d’eau froide du robinet de la cuisine passe ensuite par un système de filtration par osmose inverse qui comprend 6 filtres différents ainsi qu’un système de lumière ultraviolette. Ce système de filtrage fonctionnera même si la partie UV n’est pas alimentée. Pour finir, nous disposons d’une unité de comptoir de type Zero Water pour boire de l’eau fraîche au robinet, qui sera peut-être bientôt remplacée par une unité de type Big Berkey.

Il y a quatre ans, j’ai remplacé la pompe à eau située sous notre maison par une pompe qui peut fonctionner sur 120 VAC et qui ne consomme pas beaucoup d’ampérage pendant son temps de fonctionnement normal. J’ai fait passer une ligne de cette zone jusqu’à l’ouverture d’accès à l’intérieur de ma maison pour pouvoir la brancher sur mon groupe électrogène Honda 2000i afin que nous puissions toujours avoir de l’eau froide pendant nos coupures de courant habituelles qui ont duré quelques semaines à plusieurs reprises.

Le deuxième élément de notre liste pour l’électricité que nous jugions nécessaire était le réfrigérateur en cas de coupure de courant en été ou pour des situations à long terme. L’hiver nous donne au moins 8 à 9 mois de répit, mais l’été peut changer la donne. Nous disposons également d’un congélateur plus grand dans le garde-manger, mais il sera remplacé par un appareil au propane à l’avenir, si les fonds le permettent.

Le reste de notre liste correspond à ce que je considère comme des besoins importants, mais pas vitaux ; la capacité de recharger les batteries, ou peut-être de faire fonctionner une lampe, ou quelque chose qu’il serait bon d’avoir mais qui ne mettrait pas notre vie en danger. Tout mon matériel de radio amateur et de communication fonctionne en 12 VDC et j’ai déjà prévu une alimentation par batterie pour ce matériel, ainsi que la possibilité de recharger tout ce matériel à partir de sources solaires et du réseau électrique. Les premiers éléments constituaient nos besoins immédiats en matière de sources d’énergie que j’estimais nécessaires pour continuer à fonctionner. Le reste de nos besoins est maintenant satisfait par des lampes à huile Aladdin et quelques autres lampes à huile, quelques très belles lampes de type LED qui peuvent être facilement rechargées en cas de besoin, un poêle à bois catalytique Blaze King très efficace qui a beaucoup plus de capacité et d’efficacité que ce dont nous avions réellement besoin et que j’ai acheté il y a 15 ans lorsque je n’étais pas aussi éduqué à nos besoins en matière de poêles à bois à l’époque. Nous pouvons cuisiner dessus et l’utiliser pour sécher les vêtements mouillés.

Nous disposons donc de l’éclairage nécessaire, électrique ou non. Nous pouvons chauffer et cuisiner, et maintenant nous pouvons avoir de l’eau. Et, si nécessaire, la réfrigération saisonnière de nos aliments congelés et non congelés. Bien entendu, nous disposons également d’une réserve alimentaire à long terme avec des aliments déshydratés et en conserve.

Passons maintenant à la question qui nous occupe : Rapport sur les panneaux solaires dans la zone arctique. J’ai acheté trois panneaux solaires principaux. Le dernier en date est le panneau de 180 watts de Dakota Lithium Battery Company, un autre provient d’une unité de surplus militaire DRMO (60 watts) lorsque j’étais encore actif dans les réserves et que je pouvais acheter des articles auprès de DRMO, et un autre provient d’un ancien système de radio amateur que je construisais et que j’ai acheté sur eBay. J’ai également quelques panneaux plus petits qui ont été inclus dans l’achat de matériel radioamateur. Je les inclurai également dans ce rapport. Et enfin, un panneau qui m’a été envoyé en cadeau il y a quelques années et qui semble être une unité correcte pour l’utilisation de petits objets tels qu’un chargeur de téléphone portable, etc. Cependant, je ne l’ai pas beaucoup utilisé depuis que j’ai commencé à jouer avec des panneaux plus grands et plus performants. Celui-là, je le garde dans la boîte à gants de mon camion.

L’ÉQUIPEMENT DE TEST UTILISÉ POUR CE RAPPORT

Je suis ingénieur en électronique de métier et tous mes équipements de test au travail, ainsi que la plupart de mes équipements de test à la maison, ont été calibrés selon les normes NIST en raison de la nécessité de cette exigence dans ma vie professionnelle. Le matériel d’essai conforme aux normes NIST coûte plus cher, mais si c’est nécessaire, le surcoût en vaut la peine. J’ai deux oscilloscopes, l’un est un PicoScope 3203D (étalonné selon les normes NIST) et l’autre est mon oscilloscope Hantek (autoétalonné).

Les tests de panneaux solaires sont essentiels pour garantir la qualité et la sécurité d’un module. Les panneaux solaires ont une longue durée de vie s’ils sont correctement construits et installés. Un équipement de qualité devrait produire de l’électricité utilisable pendant plus de 25 ans. Compte tenu de la longévité de votre investissement, vous devez vous assurer que tous les équipements de votre installation, tels que ceux installés sur votre toit, fonctionneront correctement et en toute sécurité. Voir les normes de sécurité applicables aux panneaux solaires utilisés à des fins domestiques et commerciales.. Les panneaux portables dont je dispose peuvent ou non répondre à ces normes, mais ils remplissent très bien leur fonction.

J’ai également commandé une unité de test construite et calibrée spécifiquement pour tester les panneaux solaires sous une charge d’essai. Évaluez tous les panneaux solaires comme vous le feriez pour n’importe quelle batterie ou source d’énergie, c’est-à-dire sous charge et avec suffisamment de précision pour vous donner un aperçu réel des performances de l’appareil testé.

Voici un appareil de mesure utile : 1800W Solar Panel Tester MPPT Photovoltaic Multimeter & ; Watt Meter Smart Portable Tool for Solar PV Panel Data &amp ; Troubleshoot Measures Power Output, Performance, and Open Circuit Voltage. (NOTE : Mon évaluation de cette unité est présentée à la fin de cet article).

Le multimètre numérique Fluke (DMM) me dit si le panneau produit une tension quelconque, le Pico Scope peut me dire s’il y a un bruit induit sur la ligne du panneau, par exemple un signal RF anormalement élevé provenant d’une source d’énergie ou d’un émetteur à proximité. Tout type de bruit induit sur la sortie de la ligne du panneau solaire peut être induit sur le banc de charge. Il est vrai que la batterie va  » accorder  » ce bruit, qui n’est donc pas un facteur critique, à moins qu’il ne soit suffisant pour être induit dans vos autres équipements électroniques. Cela est particulièrement vrai pour toute tension alternative générée ou appliquée à un circuit électronique tel qu’une radio, un ordinateur ou autre. Il existe quelques systèmes sur le marché qui produisent une tension alternative à partir d’une source de courant continu, mais qui induisent beaucoup de bruit dans la charge. Une tension alternative de type « onde sinusoïdale pure » produite à partir d’une source de courant continu est ce que nous recherchons dans une situation d’utilisation d’énergie d’urgence.

Mes tests montrent que la tension alternative à vide et sous charge dans la banque d’énergie est si propre que même mon oscilloscope (Pico Scope) n’a pas pu réaliser de manière adéquate une capture de fonction mathématique de la forme d’onde erronée. En revanche, mon alimentation par le réseau est aussi sale que tout ce qui sort de la bouche d’un politicien. Par conséquent, si vous utilisez l’alimentation du réseau pour des équipements électroniques sensibles, vous devriez peut-être vous équiper d’une forme de filtrage de l’alimentation. Nous avons un EMPShield système de filtrage qui a vraiment aidé à réduire le « bruit » de notre réseau. Il n’y a qu’une seule compagnie d’électricité ici et se plaindre de leur électricité sale ne va pas résoudre le problème. Je recommande le dispositif EMP Shield Whole Home Generator EMP Shielding &ampning Protection (SP-120-240-G). C’est un bon investissement pour conditionner votre énergie, même si vous n’en avez jamais besoin pour la protection contre l’EMP.

Quant au compteur que j’ai acheté pour cet article : Il peut fonctionner, mais en lisant les exigences d’entrée pour que le test fonctionne, il doit y avoir un minimum de 20 à 120 volts provenant des panneaux solaires. Et depuis un mois, la lumière du soleil descend de plus en plus bas sur l’horizon, aggravée par un ciel couvert et des tempêtes de neige qui se succèdent jour après jour. C’est typique de notre région à cette époque de l’année, donc à moins que Dieu ne m’accorde une belle journée ensoleillée et une zone sans arbre pour faire fonctionner l’unité de test, mes seules conclusions peuvent être que le panneau de 180 watts que j’ai acheté avec mon power bank a été capable de produire assez d’énergie pour appliquer une certaine charge dans le bank, mais… pas suffisamment en un jour de spectre de lumière du jour pour charger complètement le système en un seul réglage.

Au taux que j’obtiens actuellement, environ 1 % de charge par cycle de lumière du jour de 2½ à 3 heures. Il faudra donc au moins deux mois de ce type d’apport pour recharger la banque à pleine capacité. D’un autre côté, si nous pouvions avoir un jour clair avec une lumière solaire complète, même juste au-dessus de l’horizon, je sais qu’en quelques heures je pourrais obtenir une charge de 100% de la capacité.

Ma conclusion est que l’énergie solaire avec des panneaux solaires de type moderne fournira suffisamment d’énergie pour réduire de manière substantielle les besoins actuels en électricité pour quelques articles d’urgence que nous jugeons nécessaires, que ce soit dans une situation d’urgence à long terme ou non.

Si je voulais alimenter toute ma maison, cela pourrait s’avérer problématique dans ma situation actuelle en raison de notre latitude et du manque de lumière solaire constante, et de tous les grands épicéas et bouleaux qui entourent ma maison et qui bloquent l’accès direct à l’horizon pour récolter les rayons du soleil d’hiver à faible angle. D’un autre côté, cela réduirait considérablement ma facture d’électricité, qui s’élève normalement à 250 ou 350 dollars par mois. Et en cas de TEOTWAWKI, elle permettrait de réduire à long terme la capacité de production d’électricité. Si vous comptez sur l’énergie solaire photovoltaïque dans l’Arctique, alors comptez sur un régime alimentaire sévère pendant six mois de l’année.

Les panneaux plus petits de 60 watts ou moins étaient bien meilleurs pour recharger les petites banques d’énergie portables couramment utilisées pour recharger les téléphones portables, les ordinateurs et autres, mais ces unités produisent une tension suffisamment faible pour que, là encore, mon unité de test portative ne soit pas assez performante pour influencer ce rapport.

Mon projet de disposer d’une source secondaire d’énergie hors réseau est donc un bon projet. Il nécessitera des ajustements, comme l’ajout d’une deuxième banque d’énergie et d’un deuxième panneau de 180 watts pour une plus grande capacité. Cela nous donnerait une augmentation significative de l’utilisation pour nos besoins en reliant ces banques d’énergie. En été, il s’agirait d’une source d’énergie hors réseau très efficace. Ici, nous n’avons pas besoin de climatisation en été.