Pourquoi un groupe électrogène avec batterie ne tourne plus 24 h/24 ?

Pas de réseau, un réseau trop loin ou un raccordement trop faible, et votre site tourne sur un groupe ? La réponse est presque toujours la même : ne remplacez pas le groupe, rétrogradez-le. Laissez les panneaux solaires et une batterie porter la charge quotidienne, et laissez un groupe électrogène batterie démarrer automatiquement seulement quand la batterie le demande. Cet article explique pourquoi cela fonctionne et ce que vous coûte un groupe qui tourne en continu. Il montre aussi comment dimensionner le système et quelles règles s'appliquent en Wallonie, à Bruxelles et en Flandre.

Sur votre ferme, votre site isolé ou votre atelier, le groupe électrogène tourne jour et nuit. La nuit, il tourne pour un frigo, quelques lampes et le modem, et vous l'entendez jusque dans la maison. Le carburant doit arriver jusqu'au site et la vidange doit être faite. Et dans un coin de votre tête, il y a la nuit où il s'arrêtera.

Ce qui coûte cher, ce n'est pas le moteur. Ce sont les heures. Un groupe est dimensionné pour votre plus grosse machine. Pourtant, la plus grande partie de la journée et toute la nuit, il n'en fournit qu'une fraction. Chacune de ces heures coûte du carburant et rapproche le prochain entretien. Et quand il est votre seule source d'électricité, une seule panne arrête tout le site.

C'est ainsi que tournait une ferme de Saint-Georges-sur-Meuse, en province de Liège. La rue n'avait pas de raccordement électrique : toute la ferme tournait donc sur un groupe électrogène, jour et nuit. YouPower a installé des panneaux solaires avec un système de batteries : 30 kVA de puissance d'onduleur et 46,2 kWh de stockage. Le groupe est toujours là, mais il ne sert plus que de secours. La ferme est entièrement hors réseau et n'a jamais eu besoin d'un raccordement à la rue. Voir la référence de la ferme à Saint-Georges-sur-Meuse.

Pourquoi un groupe électrogène qui tourne 24 h/24 coûte-t-il si cher ?

Un groupe est dimensionné pour la plus grosse charge du site : la machine à traire, la pompe, le compresseur, l'atelier. La plus grande partie de la journée, et toute la nuit, la charge réelle n'en est qu'une fraction. Le moteur tourne quand même, parce qu'il y a toujours quelque chose qui demande du courant.

Prenons un groupe diesel typique de 30 kVA. Un tableau de consommation indicatif d'un fournisseur britannique de groupes (FW Power) donne environ 2 litres par heure à un quart de charge. À pleine charge, c'est environ 7 litres par heure. Faites-le tourner jour et nuit à un quart de charge et vous brûlez environ 48 litres par jour. Cela fait environ 17 500 litres par an, pour 8 760 heures de marche. Ce sont des chiffres illustratifs, pas ceux de Saint-Georges. Regardez vos propres factures de carburant.

Quatre éléments rendent la marche continue pire que ne le laisse penser la seule facture de carburant :

• Les heures dictent l'entretien. L'huile et les filtres se changent après le nombre d'heures recommandé (ou chaque année, selon ce qui arrive en premier). Un groupe qui ne s'arrête jamais atteint son intervalle d'entretien bien plus vite.
• Une faible charge convient mal à un groupe. Wind & Sun, spécialiste britannique du hors réseau, conseille un groupe qui tourne à au moins 40 % de sa capacité sous les charges prévues. Sauf avis contraire du constructeur.
• Le bruit, les fumées et le risque de vol ne s'arrêtent jamais. Un groupe à côté d'une maison, d'une écurie ou d'un gîte s'entend toute la nuit. Le carburant stocké dans une citerne sur un site isolé attire aussi les voleurs.
• Un seul moteur porte tout le site. Le carburant doit être livré et stocké, et une citerne vide ou une panne arrête tout jusqu'à ce que le moteur redémarre.

Soyons honnêtes avec le moteur : par litre, un groupe peu chargé n'est pas beaucoup moins efficace sur ce tableau. Il donne environ 3 kWh par litre à un quart de charge contre environ 3,4 kWh à pleine charge. La grosse économie ne vient pas du fait de mieux faire tourner le moteur. Elle vient du fait de ne pas le faire tourner du tout pendant la plus grande partie de l'année.

De combien une batterie réduit-elle les heures du groupe ?

Dans un système groupe électrogène et batterie, la batterie devient le tampon entre la production et la consommation. L'onduleur/chargeur forme le réseau local à partir de la batterie, 24 heures sur 24. Le groupe ne suit plus la charge. Il recharge.

• En journée : les panneaux solaires alimentent directement le site et chargent la batterie avec le surplus.
• Le soir et la nuit : la batterie alimente le site. Aucun moteur ne tourne.
• Périodes sombres : quand la batterie atteint un état de charge réglé, la régulation démarre le groupe. Il tourne à une charge saine, alimente le site et recharge la batterie, puis s'arrête.
• Charges lourdes : quand une charge dépasse ce que le groupe peut fournir, un onduleur/chargeur Victron avec PowerAssist ajoute de la puissance depuis la batterie. Ainsi, le groupe ne doit pas être dimensionné sur la pointe.

La baisse des heures dépend de votre consommation, de vos panneaux et de l'hiver belge. Notre exemple le mieux documenté est Special Renting Van Zele à Zele, en Flandre orientale. Cette entreprise loue du matériel de levage (électrique) et n'a aucun raccordement au réseau public. L'étude de réseau n'a proposé aucun raccordement au réseau de distribution classique. Le site fonctionne avec 30 kWc de panneaux solaires, une batterie dimensionnée dans l'étude préalable et un groupe de secours.

Les données de monitoring montrent le schéma. Pendant la plus grande partie de l'année, l'énergie solaire couvre largement la consommation. Ce n'est qu'en hiver que la batterie se vide assez souvent pour démarrer le groupe. À partir de décembre, le groupe tourne certains jours, janvier étant le pire mois. Le reste de l'année, il reste à l'arrêt. L'article de presse sur Van Zele ajoute un joli détail. Le groupe est volontairement placé à la cave, pour que sa chaleur ne soit pas perdue mais chauffe le sol. Comment Van Zele fait-il fonctionner un bâtiment sans raccordement, avec un groupe qui ne démarre qu'en hiver ? Lisez notre article sur le bâtiment sans raccordement électrique.

La Belgique connaît en décembre et en janvier des semaines sombres qu'aucune batterie raisonnable ne peut couvrir. C'est pourquoi un site professionnel entièrement hors réseau toute l'année doit prévoir un groupe dans sa conception. Nous détaillons les chiffres d'hiver dans notre guide sur les panneaux solaires hors réseau avec batterie.

Qu'est-ce qu'un groupe électrogène solaire ?

En magasin, un « groupe électrogène solaire » désigne le plus souvent une station d'énergie portable. Elle réunit une batterie, un onduleur et parfois un petit panneau dans un même boîtier. C'est utile pour le camping, un chantier ou un outil. Ce n'est pas un générateur électrique autonome capable d'alimenter une ferme, un atelier ou une maison toute l'année.

Pour un site sans réseau, un vrai système solaire avec groupe comprend quatre éléments dimensionnés ensemble. Des panneaux solaires sur le toit ou au sol et une batterie de stockage. Un ou plusieurs onduleurs/chargeurs qui forment le réseau local. Et un groupe électrogène à démarrage automatique pour les jours sombres. C'est ce que YouPower installe, et c'est ce que décrit la suite de cet article.

Quelles alternatives à un groupe qui tourne 24 h/24 ?

Il y a plus d'une manière de sortir d'un groupe qui ne s'arrête jamais. Voici une comparaison honnête. Les coûts dépendent tellement du site que nous ne citons que les chiffres que nous pouvons étayer.

Une machine lourde vous obligerait à prendre un raccordement plus puissant ? Lisez notre article pour savoir si une batterie peut remplacer une cabine haute tension. Le groupe n'est là que pour les coupures de courant dans une entreprise raccordée ? C'est alors une question d'alimentation de secours : voir notre article sur le groupe no-break en entreprise. Pour un élevage, lisez comment garder la ventilation d'un élevage en marche pendant une coupure.

Peut-on ajouter une batterie à un groupe existant ?

Plusieurs de nos projets avec groupe ont commencé avec un groupe déjà présent sur le site. Nous ne le jetons pas. Nous lui donnons un rôle plus petit et plus utile.

Saint-Georges-sur-Meuse : du groupe 24 h/24 au secours

Une ferme en Wallonie sans raccordement à la rue, entièrement alimentée par un groupe. YouPower a ajouté des panneaux solaires et un système de batteries de 30 kVA et 46,2 kWh. Le groupe ne sert plus que de secours. Aucun raccordement à la rue n'a jamais été nécessaire. Voir la référence à Saint-Georges-sur-Meuse.

Wielsbeke : le groupe tournait de toute façon

Une entreprise de transformation du lin en Flandre occidentale, avec une seule machine lourde. La faire tourner sur le réseau aurait exigé une grande cabine haute tension. À la place, un groupe démarrait, entraînait la machine à lin et continuait à tourner tant qu'elle travaillait. C'est aussi le cas dans une centrale à béton. Charger un peu plus ce groupe pour recharger une batterie de 30,8 kWh (3 x 8 kVA) s'est révélé le bon choix. La batterie alimente le reste de la journée. Voir la référence à Wielsbeke.

Maasmechelen : réseau ou groupe, le client choisit

Le client, dans le Limbourg, avait un groupe pour les urgences. Notre système semi-hors réseau l'a rendu vraiment utile. Le client peut choisir entre le réseau et le groupe comme chargeur de son propre système hors réseau. 24 kVA, 30,8 kWh. Voir la référence à Maasmechelen.

Kasterlee et Maaseik : des sites plus petits, la même logique

À Kasterlee, une écurie et un chalet se trouvaient très loin du réseau. Le propriétaire ne voulait pas faire tourner un groupe à chaque séjour. Ils ont donc choisi un système hors réseau : 5 kVA et 16 kWh, suffisant pour toute l'année. Voir la référence à Kasterlee. À Maaseik, un groupe était déjà disponible. Une batterie domestique de 9 kVA et 15,4 kWh a reçu un mode hors réseau avec raccordement du groupe. Voir la référence à Maaseik.

Comment dimensionner un système groupe électrogène batterie ?

Le dimensionnement part de mesures, pas de la plaque signalétique du groupe. YouPower mesure la consommation réelle et les pointes sur une période et dimensionne tout à partir de là : panneaux, onduleurs, batterie, câbles et groupe. Notre page sur les systèmes hors réseau détaille ce que calcule notre bureau d'études.

• Puissance de pointe par phase. Elle fixe la puissance de l'onduleur/chargeur, y compris les courants de démarrage des moteurs. PowerAssist permet à la batterie de compléter le groupe lors de pointes courtes.
• Capacité de la batterie. Dimensionnée sur la consommation en dehors des heures solaires d'une journée d'hiver, plus une courte autonomie. Une batterie qui couvre une semaine sombre entière est rarement raisonnable en Belgique ; le groupe couvre ces jours-là.
• Puissance du groupe. Assez grande pour la puissance de charge des onduleurs/chargeurs plus les charges qui tournent pendant la recharge. Mais pas si grande qu'il tourne à vide : visez au moins environ 40 % de sa capacité quand il tourne.
• Panneaux solaires. Dimensionnés sur décembre, pas sur juin. Plus la production d'hiver est élevée, moins le groupe tourne.
• Régulation. Les seuils de démarrage et d'arrêt comptent : état de charge, charge, tension de la batterie. Avec les heures de silence, ils déterminent combien de fois et quand le moteur tourne.

Un exemple illustratif, arrondi et non tiré d'un projet réel : un site consomme 60 kWh par jour en hiver, surtout en dehors des heures solaires. Un groupe qui fournit environ 20 kW pour la recharge et les charges couvre cette journée en environ trois heures. Sans batterie, il tournerait 24 heures. Avec du solaire en plus, il ne tourne que les jours sombres. C'est ainsi que l'étude préalable de Van Zele arrive à environ 5 % de la consommation annuelle.

Quel démarrage automatique et quel inverseur de source pour un groupe électrogène ?

Un groupe qu'il faut démarrer à la main n'est pas un secours. C'est une corvée. Pour un système qui fonctionne tout seul, il vous faut deux choses.

Démarrage automatique du groupe électrogène

Le groupe doit disposer d'une entrée de démarrage à distance. C'est un contact à deux fils qui le fait démarrer et tourner, et s'arrêter quand le contact s'ouvre. Le contrôleur du moteur gère le lancement et ses propres arrêts de sécurité. Dans un système Victron, l'appareil GX (par exemple un Cerbo GX) ferme ce contact. Il le fait selon l'état de charge de la batterie, sa tension, son courant ou la charge AC. Il peut aussi démarrer le groupe sur un avertissement de surcharge de l'onduleur. Les heures de silence permettent de fixer des conditions plus strictes la nuit. Ainsi, le moteur ne démarre dans une période calme qu'en cas de vrai besoin.

Inverseur de source (ATS)

Dans une installation classique, un inverseur de source automatique (ATS) bascule la charge entre le réseau et le groupe. Dans un système hors réseau Victron, l'onduleur/chargeur fait ce travail lui-même. Un MultiPlus-II a une entrée AC, ce qui suffit quand le groupe est la seule source AC. Un Quattro a deux entrées AC, pour un raccordement au réseau et un groupe, et choisit automatiquement entre les deux. C'est ainsi que le client de Maasmechelen peut utiliser l'un ou l'autre comme chargeur. S'il vous faut une alimentation sans coupure pour des équipements sensibles dans une entreprise raccordée, lisez notre article sur le groupe no-break en entreprise. Pour une entreprise raccordée au réseau avec un groupe de secours, lisez inverseur de source manuel ou automatique pour votre groupe électrogène.

Faut-il un groupe au diesel, au HVO, au GPL ou au gaz naturel ?

Une fois qu'une batterie a réduit les heures de marche, le choix du carburant compte moins qu'on ne le pense. Il compte quand même.

• Diesel : robuste, disponible partout, fort pour les démarrages de charges lourdes. Les inconvénients sont le stockage du carburant, le risque de vol, les émissions locales et le bruit. En Wallonie, une citerne de mazout de plus de 3 000 litres relève aussi du permis d'environnement (rubrique 63.12.09.01). C'est ce qu'indique la Cellule Environnement d'AKT for Wallonia.
• HVO (huile végétale hydrotraitée) : un diesel paraffinique conforme à la norme EN 15940. Caterpillar et Rolls-Royce (mtu) l'ont approuvé en remplacement du diesel pour certaines séries de leurs groupes électrogènes. Vérifiez l'approbation pour votre moteur précis avant de changer.
• GPL ou propane : se stocke bien et brûle plus proprement. YouPower a réalisé à As (Limbourg) un système entièrement hors réseau avec panneaux solaires, batterie et groupe au propane (24 kVA, 30,8 kWh). Voir la référence à As.
• Gaz naturel : uniquement là où il y a un raccordement au gaz. Une des configurations présentées sur notre page solutions utilise un groupe de secours au gaz naturel.

Notre conseil : réduisez d'abord les heures avec une batterie, choisissez ensuite le carburant. Vous changez de carburant sur un groupe qui tourne encore 8 760 heures par an ? Cela rapporte bien moins que de le faire tourner uniquement les jours sombres d'hiver.

Quelles règles s'appliquent à un groupe électrogène en Belgique ?

Un groupe qui est votre source d'électricité permanente n'est pas traité comme un groupe de secours. Et les règles diffèrent d'une région à l'autre.

Wallonie : déclaration ou permis d'environnement

En Wallonie, un groupe électrogène est, au même titre qu'une chaudière, une installation de combustion. Il relève des rubriques 40.50 et 40.60 de l'arrêté-liste du permis d'environnement. Ce qui compte pour le classement, c'est la puissance thermique nominale du moteur, pas la puissance électrique en kVA. Quand il y a plusieurs installations, leurs puissances thermiques ne s'additionnent pas pour déterminer la rubrique. Ces précisions viennent de la Cellule Environnement d'AKT for Wallonia.

• Selon la puissance thermique, votre groupe est non classé, soumis à déclaration (classe 3) ou soumis à permis d'environnement (classe 2). Vérifiez la rubrique et la classe exactes avec l'outil Choix des rubriques du SPW, ou auprès du service environnement de votre commune.
• Une déclaration de classe 3 se dépose auprès de la commune où se trouve l'établissement. Elle vaut 10 ans et ses frais varient d'une commune à l'autre. Un permis de classe 2 demande un dossier plus complet.
• Une citerne de mazout de plus de 3 000 litres est aussi une installation classée (rubrique 63.12.09.01). Pensez-y si vous gardez un groupe diesel avec une grande réserve de carburant.
• Réduire fortement les heures de marche ne change pas la puissance thermique du moteur, donc pas forcément sa classe. Cela change en revanche le bruit, les émissions et le carburant stocké que le voisinage et la commune voient.

Bruxelles

À Bruxelles, un groupe fixe peut aussi être soumis au permis d'environnement. Renseignez-vous auprès de Bruxelles Environnement ou de votre commune sur la classe qui s'applique à votre installation.

Flandre : VLAREM (pour les sites en Flandre)

• Les groupes relèvent de la rubrique 12.1 (production d'électricité) et, pour les moteurs fixes, de la rubrique 31.1 (moteurs à combustion). Les groupes de secours de moins de 400 kVA qui tournent moins de 100 heures par année civile ne sont pas classés. L'exploitant doit noter leurs heures de marche. Un groupe qui alimente un site chaque jour n'entre pas dans cette exemption. Vérifiez le classement de votre site auprès de votre commune ou d'un conseiller en environnement.
• Moins de 500 heures par an : le VLAREM ne compte la puissance de ces groupes qu'à 50 %. Cela vaut pour l'addition des puissances installées. Réduire les heures avec une batterie peut donc aussi influencer le classement d'une installation en Flandre.

Contrôle RGIE et déclaration

Une installation hors réseau est contrôlée selon le RGIE comme toute autre installation électrique. En Flandre, une installation en îlotage avec un onduleur à partir de 800 VA doit en plus être déclarée au régulateur flamand (VNR). Notre guide sur le solaire hors réseau l'explique.

Combien coûte un système groupe électrogène batterie ?

Chaque site avec groupe est différent : consommation, pointes, surface de toit, distance jusqu'au réseau. C'est pourquoi nous ne publions pas de liste de prix. Ce que nous pouvons partager, c'est ce que disent nos références.

• Special Renting Van Zele : un temps de retour attendu de 6,5 ans pour l'installation hors réseau complète. Plus la consommation est élevée, plus le système est rentable. Dans l'article de presse, le propriétaire table sur sept à huit ans.
• L'exigence chez Van Zele était claire : le système hors réseau devait être économiquement responsable par rapport à un raccordement classique.
• Votre économie à vous se trouve surtout dans le carburant et l'entretien des heures que le groupe ne tourne plus. Vos factures de carburant des douze derniers mois sont le meilleur point de départ.

Pour un chiffre adapté à votre site, demandez-nous un calcul. Il nous faut votre consommation, vos pointes et les caractéristiques de votre groupe.

Comment passer d'un groupe qui tourne 24 h/24 à un groupe de secours ?

Travailler avec nous commence par vos propres chiffres. Voici ce que vous préparez, et voici comment le projet se déroule ensuite.

1. Étape 1 : Rassemblez vos données. Factures de carburant, heures de marche, type et puissance du groupe, et si possible quelques jours de données de consommation.
2. Étape 2 : Mesurer. YouPower mesure la consommation réelle et les pointes, pour que la conception repose sur votre site et non sur la plaque signalétique du groupe.
3. Étape 3 : Concevoir pour décembre. Nous dimensionnons ensemble les panneaux, la batterie, les onduleurs/chargeurs et le rôle du groupe, avec les seuils de démarrage et d'arrêt.
4. Étape 4 : Vérifier les règles. Déclaration ou permis d'environnement en Wallonie, permis à Bruxelles ou VLAREM en Flandre pour le groupe, contrôle RGIE, et déclaration au régulateur si nécessaire.
5. Étape 5 : Installer et mettre en service. Nous installons le système et raccordons le groupe pour le démarrage automatique.
6. Étape 6 : Suivre. Notre logiciel de monitoring montre en temps réel combien d'énergie solaire est consommée directement. Vous voyez aussi ce qui va dans la batterie et quand le groupe tourne.