D’abord, quelques notions simples…

D’abord, quelques notions simples d’électricité concernant les panneaux solaires, onduleurs et batteries. Nous avons tous des appareils qui peuvent à la fois être branchés sur secteur et être alimentés par des piles. Par exemple, vous avez peut-être un radio-réveil que vous branchez sur secteur. Vous avez un bloc d’alimentation que vous branchez dans une prise électrique et l’autre bout du fil (souvent rond) se branche dans le radio-réveil. Et vous pouvez mettre des piles dans votre radio-réveil qui fonctionneront en cas de coupure du réseau. En réalité, cet appareil fonctionne que sur du courant continu, le type de courant fourni par les piles. Le job du bloc d’alimentation est de convertir le courant alternatif de votre maison en courant continu pour que le radio-réveil puisse l’utiliser.
Les panneaux solaires sont un peu la même chose, mais dans l’autre sens. C’est comme des grandes piles avec leurs côtés + et -. Comme des piles, vous pouvez connecter plusieurs panneaux ensemble et ainsi augmenter l’électricité produite. La seule différence est que les piles produisent leur courant par une réaction chimique et les panneaux utilisent le soleil.

Les onduleurs

Les panneaux (on peut dire une énorme pile) produisent du courant continu, mais votre maison a besoin du courant alternatif. Comme avec le radio-réveil, nous devons utiliser une sorte de bloc d’alimentation pour convertir le courant, mais cette fois-ci dans le sens courant continu vers courant alternatif. C’est le job d’un onduleur.
Les panneaux sont connectés à l’onduleur et l’onduleur est connecté en principe à l’entrée de votre tableau électrique principal, comme les câbles qui arrivent de votre fournisseur d’électricité. Pour les panneaux installés sur un toit, l’onduleur est généralement positionné un peu loin des panneaux. Dans ce cas, l’onduleur convertit le courant continu en courant alternatif pour tous les panneaux. Il existe des "micro-onduleurs", avec un micro-onduleur pour chaque panneau. C’est avantageux, car si un panneau devient défectueux, les autres peuvent continuer à fonctionner.
En France, il y a la règle générale que votre puissance installée ne peut pas dépasser votre contrat de fourniture d’électricité. Si vous avez un contrat de 9 KVA, vous ne pouvez pas avoir plus de 9000W de panneaux. Ceci est aussi pour limiter votre injection car le réseau français ne peut pas tout supporter (voir ci-dessous).
Si vous avez des batteries solaires, l’onduleur s’occupe de stocker votre surplus de production dans la batterie sous forme de courant continu, et convertira le courant dans la batterie en courant alternatif au moment où vous en avez besoin. Une chose importante à comprendre : l’onduleur lui-même a besoin d’être alimenté en électricité afin de faire sa fonction de convertisseur de courant. La plupart des panneaux solaires et des batteries solaires ne fonctionnent pas s’il y a une coupure de courant. Ceci essentiellement pour des raisons de sécurité. Déjà, l’onduleur ne peut pas fonctionner car il n’est plus alimenté en électricité. Mais aussi, si jamais votre onduleur arrivait à fonctionner même pendant une coupure, et que vous produisez beaucoup d’électricité, cette électricité ne peut pas être injectée sur le réseau car elle pourrait électrocuter le personnel qui travaille sur le problème de la coupure. Donc les panneaux cessent de fonctionner pendant une coupure, et également les batteries solaires, faute de courant d’alimentation (sauf pour certaines batteries solaires très récentes, qui propose d’alimenter un petit "circuit de secours" de basse puissance).

Les panneaux Plug-and-Play (PnP)

Il existe une autre forme de panneaux photovoltaïques dite "Plug-and-Play" ("brancher et utiliser"). Ces panneaux comportent une fiche et se branchent directement dans une prise électrique, vous évitant de faire appel à un installateur. Le fameux onduleur est positionné derrière le panneau pour que le courant qui arrive dans la prise électrique soit du courant alternatif, prêt à être utilisé par votre maison.
Les panneaux Plug-and-Play (PnP) comportent quelques notions de sécurité supplémentaires à prendre en compte. Comme ils sont branchés directement dans une prise électrique, les watts produits par les panneaux s’ajoute aux watts qui pourrait déjà être présents dans le circuit (des appareils pourraient être branchés dans d’autres prises électriques sur le même circuit). Le disjoncteur standard sur un circuit de prises électriques étant de 16A, il ne faut pas dépasser 16 x 230V soit 3680 watts. Or, le disjoncteur "ne voit pas" les watts mis dans le circuit par les panneaux, et donc risque de ne pas disjoncter quand il devrait. La section des fils doit également être pris en compte. C’est pourquoi il est hautement recommandé de ne pas brancher d’autres appareils sur un circuit où il y a des panneaux PnP, ou bien de relier les panneaux directement au disjoncteur (bien que là, non branchés dans une prise, ils perdent un peu leur notion de PnP). C’est également pourquoi les fabricants des panneaux PnP recommandent de ne pas brancher plus de 4 panneaux dans une prise (4 panneaux de 500W = 2000W). Bien que le circuit puisse supporter en théorie 3680 watts en total, la prise électrique elle-même, si elle n’est pas de bonne facture, pourrait ne pas supporter ce courant. Parfois, pour être vraiment en sécurité, on voit même des fabricants dont les recommandations sont draconiennes : pas plus de 800W sur un circuit.
Le gestionnaire de la distribution d’électricité (ENEDIS en France) limite aussi le nombre de panneaux PnP que vous pouvez avoir. Rappelons l’objectif principal des panneaux PnP : fournir le talon pour votre maison. C’est quoi le talon ? C’est l’électricité consommée par votre maison quand il n’y a pas de gros appareils en fonctionnement. C’est l’électricité de votre frigo, votre congélateur, votre box internet… c’est environ 500W à 1000W selon les foyers.
Le réseau de distribution en France ne pourrait pas supporter le courant si tout le monde injectait beaucoup de surplus dans le réseau. Déjà, vous ne pouvez pas être rémunéré pour le surplus de vos panneaux PnP que vous injectez dans le réseau. En théorie, vous n’avez même pas le droit d’injecter du courant des PnP dans le réseau, mais ENEDIS tolère un peu d’injection (électriquement parlant, ils sont obligés d’accepter un peu d’injection car de toute façon, l’électricité ne peut pas aller nulle part ; elle DOIT aller quelque part et si votre maison ne le consomme pas, la seule issue c’est le réseau).

La Mairie et ENEDIS

Si vos panneaux PnP ne sont pas installés à plus de 1,80m du sol et que vous avez un maximum de 3000W de panneaux, vous n’avez rien à déclarer à la Mairie. Vous devez par contre informer ENEDIS que vous avez des panneaux PnP via un formulaire sur leur site web (il s’agit d’une déclaration, et non une demande). La limite de 3000W sert à limiter la quantité de watts que vous pourrez injecter sur le réseau. ENEDIS suppose que si vous avez 3000W de panneaux, ils ne vont pas produire les 3000W toute la journée. Même si vous produisez 3000W, votre maison utilise une bonne partie de ces 3000 watts. En cas général, vous produisez 2500W, votre maison utilise 1500 ou 2000W, ainsi vous injectez seulement 500 à 1000W. C’est une injection que ENEDIS peut "tolérer" sur le réseau. En tous cas, même si vous produisez 3000W et il n’y a rien en marche dans votre maison, les 3000W que vous allez injecter sont encore "tolérables". Notez que si vous avez déjà un contrat d'autoconsommation avec injection du surplus, votre limite d'injection passe normalement à 6000 watts.

Comment SWOpti me permet d’avoir plus de 3000W de panneaux PnP ?

Prenez le cas où vous avez trois jeux de panneaux PnP (bien sûr, tous branchés sur des circuits différents ou mieux, directement sur votre tableau électrique !), chaque jeu capable de produire 3000W. Si vous produisez un total de 7000W et votre maison en consomme 4000W, vous n’allez pas avoir de problèmes avec ENEDIS car vous injectez 3000W, le maximum (le maximum passe normalement à 6000 watts si vous avez déjà un contrat d'autoconsommation avec injection du surplus). Mais si votre production augmente et/ou la consommation de votre maison baisse, vous allez injecter plus de 3000W ; vous dépasseriez votre limite d’injection. Si vous produisez 8000W et la maison n’en consomme que 3000W, c’est 5000W d’injection, 2000W de trop. Comme SWOpti prend toutes ses mesures toutes les 5 secondes, il va détecter cela et il va carrément éteindre un des jeux de panneaux. Si le jeu éteint produisait 2500W, votre nouvelle production est 5500W, moins les 3000W consommés par la maison, laissant 2500W d’injection. Vous pouvez donc avoir une grande quantité de panneaux et SWOpti fera de sorte que vous restez en conformité avec votre limite d’injection. La nature des panneaux PnP est que vous pouvez en acheter au fur et à mesure, ainsi vous vous procurez des panneaux supplémentaires quand vous le désirez et votre budget le permet.

SWOpti est composé de 4 éléments :
• Un mini PC où le logiciel SWOpti et Homeseer sont installés
• Des pinces ampèremétriques pour mesurer votre consommation/production
• Des modules qui communiquent avec les appareils à piloter/surveiller
• Un contrôleur branché sur le mini PC qui communiquent avec ces pinces/modules

On dit "La nécessité est la mère de l'invention". C'est comme cela que SWOpti a été conçu. Son créateur a un chauffe-eau qui fonctionne environ trois heures par jour. Il a aussi des panneaux solaires, et, dans une journée, ces derniers produisent largement la quantité d'électricité pour alimenter le chauffe-eau. Un jour, vers la fin de la matinée, il a remarqué que son chauffe-eau tirait de l'électricité du réseau, et qu'il était très nuageux dehors. Cela a continué pendant une heure (2500 watts à 0,20€ par heure = 0,50€). Puis le soleil est revenu en grande forme, et l'électricité pour terminer les deux dernières heures de fonctionnement du chauffe-eau a été fourni par les panneaux solaires (coût de 0€). Si ce même scénario se produit pendant un mois, c'est 15€ payé inutilement au fournisseur d'électricité, et c'est tout de même 180€ par an. Pas content de ce constat, il cherchait un moyen de faire fonctionner, d'une manière automatique, ses appareils seulement quand il y a assez de production solaire. Il a trouvé pas mal d'apps pour téléphone mobile qui se contentent de vous dire ce que vous êtes en train de produire et parfois votre consommation, mais ne font rien pour véritablement optimiser l'autoconsommation en allumant/éteignant des appareils. Ou bien, ça se fait, mais on ne peut piloter qu'un ou deux appareils. Ou bien, il faut se connecter à un site internet externe avec un identifiant et mot de passe pour voir ce qui se passe chez soi (et si l'internet est coupé ?). Ou bien, ces apps utilisaient des simples prévisions météorologiques pour votre code postal pour vous suggérer d'allumer ou éteindre des appareils, sans tenir compte de ce qui se passe sur VOTRE toit. Ne trouvant rien de satisfaisant, il a décidé de créer le logiciel lui-même.

Avec SWOpti, vous faites une liste d'appareils que vous voulez piloter/surveiller et l'ordre de priorité pour ces derniers (chez vous, vous donnerez peut-être une priorité plus haute à votre chargeur de véhicule électrique, et le chauffe-eau aura la deuxième priorité). Quand vous produisez plus que vous consommez, votre installation solaire envoie le surplus vers votre fournisseur d'énergie. Vous êtes peut-être rémunéré pour cette électricité, mais sans doute pas au même prix qu'il faut dépenser pour avoir la même quantité d'électricité. Au lieu de laisser cette électricité quitter votre maison, SWOpti va allumer un appareil avec la plus haute priorité qui n'est pas déjà allumé.

Mais, ce qui est génial, c'est que cela marche dans l'autre sens ! Si vous produisez 4000 watts et vous consommez 3000 watts (dont votre chauffe-eau avec ses 2500 watts), votre surplus de 1000 watts est envoyé au réseau. Si quelqu'un allume un sèche-cheveux de 1500 watts, vous serez obligé de "prendre" 500 watts du réseau. Même si SWOpti va pas directement piloter le sèche-cheveux, en prenant ses mesures toutes les 5 secondes, il va détecter que vous consommez de l'électricité du réseau, et il va chercher à éteindre un appareil qu'il pilote afin de réduire voire éliminer ces 500 watts. S'il éteint le chauffe-eau temporairement, cela va "donner" 2500 watts à votre maison, et donc les 500 watts "manquants". Vous allez même injecter 2000 watts vers le réseau. Dès que votre production solaire augmente et/ou on n'utilise plus le sèche-cheveux et/ou votre consommation baisse ailleurs dans la maison, SWOpti remettra en route le chauffe-eau.

Et les autres fonctionnalités de SWOpti ?

SWOpti n'a pas besoin de votre intervention pour tourner. Vous pouvez regarder tout ce qui se passe en vous connectant à son écran de contrôle depuis un navigateur internet (à l'intérieur de chez vous ou depuis l'extérieur).

L'écran de contrôle montre tous les flux d'énergie : panneaux solaires vers la maison, vers le réseau extérieur ou vers vos batteries (si vous en avez) ; l'électricité que vous recevez depuis l'extérieur ou depuis vos batteries ; la consommation totale de votre maison. L'état de vos appareils et le nombre de watts actuellement consommés par ces derniers sont également affichés.
• Si vous voulez forcer un appareil à fonctionner (même si vous n'avez pas assez de production), faites une "Marche Forcée" ou au contraire un "Arrêt Forcé".
• Vous pouvez aussi ajouter le nombre de minutes à rester dans ces modes avec la fonctionnalité "Marche Forcée Minutée" ou bien "Arrêt Forcé Minuté".
• Envie que votre Marche Forcée Minutée ne démarre qu'à un autre moment ? Faites une Marche Forcée Minutée Différée. Ceci est utile par exemple quand quelqu'un prend une douche à dix heures du matin avant de partir au travail, et vous voulez vous assurer qu'il y a assez d'eau chaude pour cette personne. Vous mettez en route une Marche Forcée Minutée Différée de 60 minutes à partir de 5h du matin. Et vous pouvez configurer cette fonctionnalité de ne pas se faire le week-end et le mercredi, car la personne ne travaille pas ces jours-là.
• Votre filtration piscine doit fonctionner 5 heures par jour ? Faites une Marche Assurée de 5 heures. Au lever du soleil, SWOpti mettra en route une Marche Forcée Minutée de 300 minutes pour cet appareil. Comme un appareil en mode "Normal", SWOpti va allumer et éteindre la filtration dans la journée selon votre production solaire, mais les minutes restants ne passeront pas de 300 à 299 etc. que si la filtration a réellement travaillé. Si les 300 minutes sont atteintes dans la journée, vous pouvez indiquer à SWOpti quelle suite à donner à la filtration. Par contre, au coucher du soleil, si l'appareil n'a pas fait ses 300 minutes, SWOpti mettra en route une Marche Forcée Minutée pour le nombre de minutes restants à faire. Bien sûr, si vous bénéficiez des heures creuses, SWOpti lancera cette Marche Forcée Minutée au début de la prochaine période des heures creuses.
• Vous êtes abonné EDF Tempo ? Avec un tarif exorbitant d'environ 0,70 € par kWh en période heures pleines un jour rouge, laissez SWOpti gérer cela ! Notez que l'écran de contrôle de SWOpti indique la couleur actuelle et celle de demain. A 22h le soir le jour avant un jour rouge, SWOpti mettra en Marche Forcée les appareils que vous avez spécifiés (normalement les chauffe-eau, chargeur véhicule électrique, etc. Le but est de faire travailler ces appareils avant 6h du matin, afin d'avoir de l'eau chaude pour la journée et une bonne charge de votre véhicule et ainsi ne pas consommer d'électricité du tout le jour rouge pour ces appareils. Donc à 6h du matin, SWOpti mettra en route un Arrêt Forcé jusqu'à 22h pour ces appareils, en ajoutant les radiateurs électriques, etc. (c'est vous qui décidez les appareils concernés).

SWOpti et le chauffage

SWOpti peut piloter vos radiateurs électriques (et dans certains cas, votre pompe à chaleur). Des températures de consigne standard sont déjà programmées pour chaque radiateur, mais vous pouvez régler, pour chaque radiateur individuellement, une température de consigne à la demi-heure près, et ceci peut être différente pour chaque jour de la semaine. Les économies sont substantielles quand vos radiateurs sont pilotés par SWOpti et voici pourquoi. Regardons ce qui se passe sans un SWOpti : Vous avez 5 radiateurs électriques qui consomment chacun 1000 watts. Selon la température dans chaque pièce, un radiateur va faire "clique" et chauffer la pièce et s'éteindra avec un autre "clique" dans 20 minutes peut-être. Chaque radiateur fait ainsi ; il n'y a pas d'orchestration entre les radiateurs. Si votre production solaire est de 3000 watts, et que 1000 watts sont utilisés par d'autres appareils dans votre maison, vous avez donc 2000 watts disponibles. Si deux de vos radiateurs sont allumés, c'est bien, vous faites bon usage de ces 2000 watts. Mais si trois radiateurs sont allumés, vous aurez besoin de prendre 1000 watts du réseau. Ce n'est pas bien car il faut payer. SWOpti par contre gérera les radiateurs pour éviter autant que possible de consommer l'électricité du réseau.

Vous connaissez sans doute les onduleurs de secours dits "unités d'alimentation sans interruption (UPS en anglais)" où vous branchez un ordinateur sur la batterie puis vous branchez la batterie dans une prise électrique. En temps normal, le courant de votre maison garde la batterie chargée et en même temps le courant passe à travers la batterie pour alimenter l'ordinateur. S'il y a une coupure de courant, la batterie prend le relais instantanément pour continuer à alimenter l'ordinateur, jusqu'à ce que le courant du réseau soit rétabli. Si la batterie est correctement dimensionnée, elle pourrait être utilisée pour alimenter un frigo, un congélateur, des lumières...

En effet, un congélateur moderne consomme 200 watts pendant 20 minutes (quand le moteur/compresseur travaille), puis seulement quelques watts (voire 0 watts) pendant 40 minutes. En matière de kilowatts-heures, cela veut dire que le congélateur consomme en réalité 200/3 watts ou 67 watts par heure. En négligeant les quelques watts consommés pendant les 40 minutes, il est facile de comprendre qu'une batterie d'une capacité de 1 KwH (1000 watts) peut alimenter ce congélateur pendant une nuit entière et même plus (1000 watts / 67 watts par heure = 14,92 heures, disons 14 heures).

La batterie peut être installée "en local", c.-à-d. à côté de votre congélateur ou bien, si vous voulez alimenter votre circuit de lumières, la batterie peut être positionnée près de votre armoire électrique. Dans ce cas, le disjoncteur qui alimente actuellement votre circuit de lumière va alimenter la batterie, et c'est la batterie qui alimentera le circuit de lumières.

Avec l'électricité gratuite du soleil, SWOpti, pendant la journée, va recharger la batterie et, comme cette électricité passe à travers la batterie, le congélateur va être aussi alimenté gratuitement. Au coucher du soleil, SWOpti "coupe" la batterie, ainsi simulant une coupure de courant, et la batterie prend donc le relais. Ceci dit, s'il y a une véritable coupure de courant dans la journée, la batterie va pouvoir continuer à alimenter votre congélateur, ainsi protégeant son contenu.

Quels sont les avantages d'un MRN par rapport à une batterie solaire ?
• Une MRN est BEAUCOUP moins chère qu'une batterie solaire
• Une batterie solaire a besoin du courant du réseau afin de convertir le courant continu dans la batterie en courant alternatif ; vous ne pouvez pas utiliser votre batterie solaire s'il y a une coupure de courant !
• Il faut un certain temps pour charger une grosse batterie solaire ; ce n'est pas le cas avec une MRN vu sa plus petite capacité