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ÉTUDE DE CAS : Système d’énergie hybride dans une pourvoirie hors réseau

Energie renouvelable

Sébastien Caron, président de Volts Energies Inc.

LE PROJET

Située dans un site éloigné hors réseau dans l’ile d’Anticosti, la Pourvoirie Lac Geneviève d’Anticosti a procédé à la réfection du système de chauffage et d’électricité. Dans le cadre de ce projet, les objectifs du client étaient la réduction du coût d’électricité, la réduction de la consommation énergétique de ses bâtiments et le confort maximum des occupants.

Système d’énergie hybride

La compagnie Volts Energies, spécialisée dans l’intégration de systèmes énergétiques, énergie renouvelable et groupes électrogènes, a été mandatée pour concevoir et installer deux systèmes d’électricité hybrides dans la pourvoirie. Les éléments techniques principaux des systèmes comprenaient des génératrices éco-énergétiques, banques de batteries couplées à des onduleurs. Le suivi des économies a été réalisé directement par le directeur général de la pourvoirie monsieur Pierre Lapointe.

La Pourvoirie Lac Geneviève d’Anticosti possède deux sites où les systèmes hybrides de Volts Energies ont été installés. Le premier est le camp de Pointe-Nord qui comprend 3 bâtiments habités avec une capacité d’accueil totale de 18 personnes incluant 2 employés. Le second, celui du Lac Geneviève, est le camp principal qui comprend 7 bâtiments habités ayant une capacité d’accueil totale de 40 personnes incluant 10 employés.

La saison d’opération de la pourvoirie commence en juin et dure jusqu’à la première semaine de décembre. Le taux d’occupation varie en période estivale, mais est constant pour la saison de chasse au cerf de Virginie soit 10-12 personnes à Pointe-Nord et 29-32 personnes au camp principal en permanence pendant la chasse.

La saison de chasse débute le 1 septembre jusqu’au 5 décembre. C’est pendant l’automne que la demande énergétique est à son maximum.

Après l’étude et avant d’installer le système, Volts Energies a donné les recommandations suivantes qui ont été effectuées afin d’augmenter l’efficacité énergétique.

  • Éliminer le chauffage électrique du chalet des guides en mettant tous les disjoncteurs à off.
  • Il est très inefficace d’avoir du chauffage électrique sur un site hors réseau. Une génératrice a un taux d’efficacité entre 30-35%, imaginez l’efficacité de vos plinthes électriques 300’- 400’ plus loin! Il est facile d’obtenir une meilleure efficacité avec des appareils au propane ou au diésel car l’apport de carburant sert directement au chauffage.

  • Afin d’être plus efficace, Volts a aussi suggéré d’installer un système pour faire sécher le linge près du poêle à l’huile lorsque celui-ci fonctionne. Un chauffe-air solaire a été installé sur le camp des guides afin d’enlever l’humidité et éviter de chauffer que pour cette raison.
  • Les sécheuses électriques ont été remplacées par des sécheuses au propane afin de pouvoir diminuer la puissance de la génératrice.
  • Les laveuses de plus de 10 ans qui étaient présentes ont été changées pour des laveuses certifiées « Energy star », le cycle d’essorage devrait être très efficace afin de diminuer le temps de séchage, la consommation de propane a été par le fait même réduite.
  • Un système de démarrage électronique progressif pour moteur électrique a été installé sur la pompe afin de diminuer les sur-démarrages qui pourraient nuire à l’onduleur.
  • Remplacer toutes les sources de lumière par des ampoules au LED ou fluocompactes.

Un fait important à savoir sur les batteries et la réduction des charges avant l’installation d’un système d’énergie renouvelable avec banque de batteries:

Il est toujours très important de diminuer les charges au maximum, et ainsi éviter de décharger les batteries trop rapidement. La vie des batteries à décharge profonde se calcule en cycle. Lorsque les charges sont trop importantes, nous devons alors charger les batteries plus souvent, voir même plus d’un cycle de charge par jour. Lorsque cette situation se présente, le client devra remplacer sa banque de batterie beaucoup plus rapidement. En plus il y a risque d’évaporation rapide des batteries, ce qui peut occasionner des dommages irréparables. Rappelez-vous que l’on ne devrait pas décharger les batteries de plus de 50%, plus on décharge les batteries profondément, moins de cycles seront disponibles.

Les calculs de charges fait par des professionnels sont très importants car la banque de batterie est le cœur du système, et souvent un des éléments le plus dispendieux de celui-ci. Bien utilisée et entretenue, cette banque de batterie aura une durée de vie satisfaisante et vous fournira un bon retour sur l’investissement.

L’étape suivante était l’installation des systèmes hybrides. Sur le site Pointe-Nord, le système a été installé en juillet 2010. Pour le site principal du Lac Geneviève, en août 2011.

En fait, dans les deux cas des systèmes d’énergie hybride installés, ils nous permettent d’arrêter les génératrices plusieurs heures par jours en se servant des batteries comme source d’énergie lors de périodes où la demande est moindre. Lorsque le taux de décharge des batteries atteint 50%, ou bien que la demande d’énergie atteint le seuil programmé dans l’onduleur, la génératrice démarre par un signal envoyé de l’onduleur. Cette dernière fourni l’énergie au site et recharge les batteries en se servant des chargeurs qui sont intégrés aux onduleurs. Cette méthode nous permet d’utiliser le groupe électrogène à capacité optimal. Auparavant, les 2 sites étaient alimentés en électricité par les génératrices fonctionnant 24h/24h, quoique des appareils au propane ont aussi été utilisés.

D’après monsieur Lapointe, les génératrices dans les deux sites devaient être remplacées en raison de leur âge, mais, étant donné le coût très élevé du diésel qui ne cesse d’augmenter (particulièrement à l’ile d’Anticosti en raison de son éloignement) la pourvoirie avait besoin de diminuer les coûts d’exploitation, et le carburant est la deuxième dépense après les salaires. C’est pour cette raison qu’ils ont fait appel à l’équipe de Volts Energies qui sont spécialisés en solutions d’économie d’énergie et implantation de systèmes hybrides pour sites hors réseau.

d’énergie hybride

Dessin 3D : Système hybride de Volts Energies du site principal

Avec plusieurs changements au niveau de l’appareillage électriques, ainsi qu’au niveau de l’éclairage, nous avons été en mesure de réduire la demande électrique, et par le fait même, la puissance des nouvelles génératrices utilisées; en fait, la moitié de la puissance des anciennes génératrices a été installée. Ce qui nous donne une économie de carburant supplémentaire.

Président de Volts Energies, monsieur Sébastien Caron donne des détails techniques :

« À Pointe-Nord, nous avons décidé d’installer une génératrice de 20 kW avec moteur Isuzu pour remplacer l’unité de 40 kW avec moteur John Deere. L’ancienne génératrice est restée branchée en backup sur un commutateur de transfert manuel.

Les 2 groupes électrogènes peuvent être contrôlés par les onduleurs au besoin. Nous avons choisi des onduleurs Outback Power System scellés (car situé au bord de l’eau) pour fournir la puissance au site. 5000 watts est suffisant à fournir la plupart du temps, et il est possible d’obtenir la pleine puissance de la génératrice de 20 kW à l’aide d’un autre commutateur de transfert manuel. Une banque de batterie avec un peu plus de 40 kW de réserve fait partie du système. »

batterie Trojan à décharge-profonde

Banque de batterie Trojan à décharge profonde et onduleurs Outback Power System en arrière-plan

« Au site principal du Lac Geneviève, deux génératrices remplacent les vieilles unités de 40 kW et 60 kW qui étaient sur le site. Les nouvelles puissances sont de 40 kW pour la haute saison et de 20 kW pour la basse saison. Ces groupes électrogènes sont contrôlés par le système d’onduleur de 14.4 kW avec capacité de surcharge de 28.8 kW. Ce dernier est couplé à une banque de batterie de 63 000 watts de réserve. Une entrée électrique ainsi que deux commutateurs de transfert manuel sont installés dans un conteneur maritime de 20′ modifié pour recevoir les équipements. Ce dernier compte deux pièces séparées insonorisées et isolées. »

génératrices diésel

Photo: Génératrices diésel à 1800 RPM industrielles de puissance de 20 kW et de 40 kW. En arrière-plan les lignes et pompes de carburant et illumination LED au plafond

LES RÉSULTATS

Les systèmes hybrides installés ont permis à la pourvoirie de réduire considérablement les coûts de production d’énergie et d’avoir un impact moindre sur l’environnement et sur la facture de carburant.

Monsieur Lapointe fait le bilan des économies réalisées sur les deux sites:

« Site de Pointe-Nord: la consommation moyenne sur 10 ans avec l’ancien système de génératrices était de 11,370 litres de diésel par saison d’opération, la consommation de la dernière saison (2012) avec le système hybride a été de 3860 litres (-7,510 litres.). »

« Site du camp principal du Lac Geneviève: la consommation moyenne sur 10 ans avec l’ancien système de génératrices était de 21,790 litres de diésel par saison d’opération, la consommation de la dernière saison (2012) avec le système hybride a été de 10,820 litres (-10,970 litres). Nous prévoyons des économies supplémentaires cette année car nous avons changé notre système de pompage de l’eau qui était très âgé et consommait énormément».

Source : « La Maîtrise de l’énergie »

Source : “Photos: www.anticostiplg.com”