Je dispose de 9 panneaux solaires : Panneau solaire 440Wc BIFACIAL N-TYPE Vertex S+ TrinaSolar.
Je dispose d’un toit orienté plein sud en tuile (angle de 30°)
Ma localisation est Kerider, PLOUNEVENTER France X: 48.51667 Y: -4.21667
Alimenter maison : consommation environ 12Kw par jour, recharge voiture comprise
Puissance installée : 9 × 440Wc = 3,96 kWc
Technologie : Panneaux bifaciaux N-TYPE (gain estimé +5 à +15% vs monofacial)
Orientation : Plein Sud
Inclinaison : 30° (optimal pour la latitude 48,5°N)
Localisation : Bretagne (48.51667, -4.21667)
| Mois | Irradiation | Production | Production bifaciale |
|---|---|---|---|
| Janvier | 60 kWh/m² | 190 kWh | 209 kWh |
| Février | 85 kWh/m² | 270 kWh | 297 kWh |
| Mars | 125 kWh/m² | 396 kWh | 436 kWh |
| Avril | 155 kWh/m² | 492 kWh | 541 kWh |
| Mai | 175 kWh/m² | 555 kWh | 611 kWh |
| Juin | 180 kWh/m² | 571 kWh | 628 kWh |
| Juillet | 190 kWh/m² | 603 kWh | 663 kWh |
| Août | 170 kWh/m² | 539 kWh | 593 kWh |
| Septembre | 135 kWh/m² | 428 kWh | 471 kWh |
| Octobre | 95 kWh/m² | 301 kWh | 331 kWh |
| Novembre | 65 kWh/m² | 206 kWh | 227 kWh |
| Décembre | 50 kWh/m² | 159 kWh | 175 kWh |
| TOTAL | 1485 kWh/m² | 4710 kWh | 5182 kWh |
| Saison | Production moyenne | Consommation | Bilan |
|---|---|---|---|
| Hiver | 7,4 kWh/jour | 12 kWh/jour | -4,6 kWh/jour |
| Printemps | 16,3 kWh/jour | 12 kWh/jour | +4,3 kWh/jour |
| Été | 19,5 kWh/jour | 12 kWh/jour | +7,5 kWh/jour |
| Automne | 11,0 kWh/jour | 12 kWh/jour | -1,0 kWh/jour |
Réponse : OUI, largement suffisante
Stratégie recommandée :
Voir tableau ci-dessus. Points clés :
Gain estimé avec suiveur 1 axe : +15 à +25%
Analyse coût/bénéfice :
Recommandation : NON justifié économiquement pour une installation résidentielle de cette taille. Le surplus de production est déjà significatif sans tracking.
Production hivernale par panneau : 7,4 kWh ÷ 9 panneaux = 0,82 kWh/panneau/jour
Panneaux nécessaires : 4,6 kWh ÷ 0,82 kWh/panneau = 5,6 panneaux
👉 Recommandation : +6 panneaux supplémentaires
| Configuration | Panneaux | Puissance | Production hiver | Bilan hivernal |
|---|---|---|---|---|
| Actuelle | 9 | 3,96 kWc | 7,4 kWh/jour | -4,6 kWh/jour |
| Intermédiaire | 12 | 5,28 kWc | 9,9 kWh/jour | -2,1 kWh/jour |
| Optimisée | 15 | 6,60 kWc | 12,3 kWh/jour | +0,3 kWh/jour |
Avec 12 panneaux (3 supplémentaires) :
| Saison | Production moyenne | Consommation | Bilan | Autoconsommation |
|---|---|---|---|---|
| Hiver | 9,9 kWh/jour | 12 kWh/jour | -2,1 kWh/jour | 82% |
| Printemps | 21,7 kWh/jour | 12 kWh/jour | +9,7 kWh/jour | 55% |
| Été | 26,0 kWh/jour | 12 kWh/jour | +14,0 kWh/jour | 46% |
| Automne | 14,7 kWh/jour | 12 kWh/jour | +2,7 kWh/jour | 82% |
| Mois | Production actuelle (9p) | Production 12p | Gain | Bilan jour |
|---|---|---|---|---|
| Janvier | 209 kWh | 279 kWh | +70 kWh | -3,0 kWh/jour |
| Février | 297 kWh | 396 kWh | +99 kWh | -1,9 kWh/jour |
| Mars | 436 kWh | 581 kWh | +145 kWh | +6,7 kWh/jour |
| Avril | 541 kWh | 721 kWh | +180 kWh | +12,0 kWh/jour |
| Mai | 611 kWh | 815 kWh | +204 kWh | +14,3 kWh/jour |
| Juin | 628 kWh | 837 kWh | +209 kWh | +15,9 kWh/jour |
| Juillet | 663 kWh | 884 kWh | +221 kWh | +16,5 kWh/jour |
| Août | 593 kWh | 791 kWh | +198 kWh | +13,5 kWh/jour |
| Septembre | 471 kWh | 628 kWh | +157 kWh | +8,9 kWh/jour |
| Octobre | 331 kWh | 441 kWh | +110 kWh | +2,2 kWh/jour |
| Novembre | 227 kWh | 303 kWh | +76 kWh | -1,9 kWh/jour |
| Décembre | 175 kWh | 233 kWh | +58 kWh | -4,5 kWh/jour |
| TOTAL | 5182 kWh | 6909 kWh | +1727 kWh | - |
Gestion des déficits hivernaux :
Optimisation du surplus :
| Configuration | Investissement | Production | Autonomie hiver | ROI | Recommandation |
|---|---|---|---|---|---|
| 9 panneaux | Référence | 5 182 kWh | 62% | - | ✅ Optimal actuel |
| 12 panneaux | +1 300€ | 6 909 kWh | 82% | 6,2 ans | ⭐ Compromis idéal |
| 15 panneaux | +2 600€ | 8 637 kWh | 100% | 5,8 ans | 🔋 Autonomie complète |
✅ Avantages configuration 12 panneaux :
💰 Calcul de rentabilité (12 panneaux) :
🎯 Conclusion : 12 panneaux = Sweet Spot
Avec 15 panneaux (6 supplémentaires) :
| Saison | Production moyenne | Consommation | Nouveau bilan |
|---|---|---|---|
| Hiver | 12,3 kWh/jour | 12 kWh/jour | +0,3 kWh/jour ✅ |
| Printemps | 27,2 kWh/jour | 12 kWh/jour | +15,2 kWh/jour |
| Été | 32,5 kWh/jour | 12 kWh/jour | +20,5 kWh/jour |
| Automne | 18,3 kWh/jour | 12 kWh/jour | +6,3 kWh/jour |
Coût supplémentaire estimé :
Gain énergétique :
Option A - Configuration conservatrice (actuelle + batterie) :
Option B - Configuration autonome (15 panneaux + batterie) :
👉 Recommandation : Option A puis ajout progressif selon évolution des tarifs et besoins
L’installation est parfaitement dimensionnée pour couvrir les besoins annuels avec un excédent vendable. La batterie de 15 kWh permettra d’atteindre 80-90% d’autoconsommation contre 30-40% sans stockage.
L’ajout d’une éolienne verticale à axe vertical (VAWT - Vertical Axis Wind Turbine) peut compléter efficacement l’installation solaire, particulièrement pendant les mois d’hiver où la production photovoltaïque est réduite.
Classe de vent : Classe 3-4 (bonne à très bonne ressource)
Heures équivalent pleine puissance : 2200-2800h/an
Avantages pour le DIY :
Vue de dessus (3 étages décalés de 60°) :
Étage 1 (base) : Étage 2 (milieu) : Étage 3 (sommet) :
╭─────╮ ╱─────╲ ╲─────╱
╱ ╲ ╱ ╲ ╲ ╱
╱ ↻ ╲ ╱ ↻ ╲ ╲ ╱
╱ ╲ ╱ ╲ ╳
╱ ╲ ╱ ╲ ╱ ╲
╱ ╲ ╱ ╲ ╱ ╲
╲ ╱ ╲ ╱ ╲ ╱
╲ ╱ ╲ ╱ ╲ ╱
╲ ╱ ╲ ╱ ╳
╲ ↻ ╱ ╲ ↻ ╱ ╱ ╲
╲ ╱ ╲ ╱ ╱ ╲
╰─────╯ ╲─────╱ ╱─────╲
Recouvrement : 25% Décalage : 60° Décalage : 120°
Parafoudre ⚡
│
┌─ Générateur ──────────────────┐
│ 1-2 kW │ 12m
│ │ │
├─ Roulement supérieur ─────────┤ │ Hauteur
│ │ │ totale
│ ┌─ Étage 3 (1m) ─────────┐ │ │
│ │ Pales Savonius │ │ │
│ └───────────────────────┘ │ │
│ ┌─ Étage 2 (1m) ─────────┐ │ │
│ │ Pales Savonius │ │ │
│ └───────────────────────┘ │ │
│ ┌─ Étage 1 (1m) ─────────┐ │ │
│ │ Pales Savonius │ │ │
│ └───────────────────────┘ │ │
│ │ │
├─ Roulement inférieur ─────────┤ │
│ │ │
└─ Mât télescopique ─────────────┘ ─┘
│
┌────┴────┐
│ Massif │ 2m³
│ béton │
└─────────┘
│
═══════════════════════
Éolienne 1,5kW
│
[Redresseur triphasé]
48V / 60A
│
┌──────────┼──────────┐
│ │
[Régulateur éolien] [Parafoudre]
2kW / 48V DC 48V
│ │
└──────────┬──────────┘
│
[Batterie 15kWh]
48V / 300Ah
│
┌──────────┼──────────┐
│ │
[Onduleur] [Régulateur]
2kW / 230V solaire MPPT
│ │
│ [Panneaux solaires]
│ 9 × 440Wc
│ │
└──────────┬──────────┘
│
[Tableau électrique]
Distribution 230V
│
[Charges maison]
12 kWh/jour
Références aérodynamiques :
Calculs dimensionnels :
Surface balayée :
S = H × D = 3m × 1,5m = 4,5 m²
Puissance théorique (Loi de Betz) :
P = 0,5 × ρ × S × V³ × Cp
Avec :
- ρ = 1,225 kg/m³ (densité air)
- S = 4,5 m²
- V = vitesse vent (m/s)
- Cp = 0,3 (coefficient Savonius)
À V = 8 m/s : P = 0,5 × 1,225 × 4,5 × 8³ × 0,3 = 530W
Couple de démarrage :
C = 0,5 × ρ × S × R × V² × Cs
Avec :
- R = 0,75m (rayon)
- Cs = 0,4 (coefficient de couple Savonius)
À V = 3 m/s : C = 0,5 × 1,225 × 4,5 × 0,75 × 3² × 0,4 = 9,2 Nm
Structure principale :
Système électrique :
Fixation et sécurité :
Phase 1 : Fabrication des pales (Savonius)
Découpe des demi-cylindres :
Assemblage des pales :
Phase 2 : Système de transmission
Arbre principal :
Générateur :
Principe de fonctionnement :
Les moteurs brushless (BLDC) sont en réalité des générateurs synchrones à aimants permanents. Ils peuvent fonctionner en mode générateur sans modification interne.
Avantages des moteurs brushless :
Moteurs brushless recommandés pour éolienne 1-2kW :
| Modèle | Puissance | Vitesse | Tension | Couple | Prix | Application origine |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Turnigy SK3 6374-192 | 1,6 kW | 192 Kv | 48V | 8 Nm | 150€ | E-skateboard |
| Flipsky 6374-170 | 2,2 kW | 170 Kv | 48V | 12 Nm | 180€ | Trottinette élec. |
| VESC 6384-170 | 2,5 kW | 170 Kv | 52V | 14 Nm | 220€ | Véhicule électrique |
| Maytech 6374-140 | 1,8 kW | 140 Kv | 48V | 12 Nm | 165€ | E-bike cargo |
Calcul de production avec moteur brushless :
Formule de base :
Tension générée = Kv × RPM × nombre de pôles / 60
Puissance = Couple × Vitesse angulaire × rendement
Exemple avec Turnigy SK3 6374-192 :
- Kv = 192 (tours/minute/volt)
- À 300 RPM : V = 300 / 192 = 1,56V par pôle
- Pour 14 pôles : V = 1,56 × 14 = 21,8V (avant redressement)
- Après redressement et filtrage : ~30V DC
Adaptation pour éolienne Savonius :
Vitesse de rotation optimale :
Schéma multiplicateur simple :
Éolienne (50-150 RPM) → Courroie dentée → Moteur brushless (200-600 RPM)
Poulies recommandées :
- Poulie motrice (éolienne) : Ø 300mm
- Poulie réceptrice (moteur) : Ø 100mm
- Ratio : 3:1
- Courroie HTD 5M, largeur 25mm
Circuit électrique moteur brushless en générateur :
Moteur Brushless 3 phases
│ │ │
A B C
│ │ │
┌────┼─┼─┼────┐
│ │ │ │ │
│ [Pont redresseur]
│ │ + │ │
│ │ │ │
│ [Condensateur]
│ 1000µF/63V │
│ │ │ │
└────┼───┼────┘
│ │
+ -
│ │
[Régulateur Buck/Boost]
48V / 30A
│ │
+ -
│ │
[Batterie 48V]
Tests et mesures pratiques :
Protocole de test moteur brushless :
Résultats attendus (Turnigy SK3 6374-192) :
| Vent | RPM éolienne | RPM moteur | Tension DC | Puissance | Efficacité |
|---|---|---|---|---|---|
| 5 m/s | 60 RPM | 180 RPM | 25V | 180W | 75% |
| 7 m/s | 85 RPM | 255 RPM | 35V | 420W | 82% |
| 9 m/s | 110 RPM | 330 RPM | 45V | 720W | 85% |
| 11 m/s | 135 RPM | 405 RPM | 55V | 1050W | 87% |
Modifications nécessaires :
Coût comparatif :
Fournisseurs moteurs brushless :
Limitations à considérer :
Phase 3 : Installation
Fondation :
Montage :
Courbe de puissance (éolienne 1,5 kW) :
| Vitesse vent | Puissance | Production mensuelle |
|---|---|---|
| 3 m/s | 50 W | 15 kWh |
| 5 m/s | 200 W | 60 kWh |
| 7 m/s | 500 W | 150 kWh |
| 9 m/s | 900 W | 270 kWh |
| 11 m/s | 1200 W | 360 kWh |
| 13 m/s | 1500 W | 450 kWh |
| Saison | Vent moyen | Production mensuelle | Complément solaire |
|---|---|---|---|
| Hiver | 8,2 m/s | 280 kWh/mois | +9,3 kWh/jour |
| Printemps | 6,5 m/s | 180 kWh/mois | +6,0 kWh/jour |
| Été | 4,8 m/s | 90 kWh/mois | +3,0 kWh/jour |
| Automne | 7,5 m/s | 220 kWh/mois | +7,3 kWh/jour |
| TOTAL | 6,5 m/s | 1970 kWh/an | +5,4 kWh/jour |
| Saison | Solaire | Éolien | Total | Consommation | Bilan |
|---|---|---|---|---|---|
| Hiver | 7,4 kWh/j | 9,3 kWh/j | 16,7 kWh/j | 12 kWh/j | +4,7 kWh/j ✅ |
| Printemps | 16,3 kWh/j | 6,0 kWh/j | 22,3 kWh/j | 12 kWh/j | +10,3 kWh/j |
| Été | 19,5 kWh/j | 3,0 kWh/j | 22,5 kWh/j | 12 kWh/j | +10,5 kWh/j |
| Automne | 11,0 kWh/j | 7,3 kWh/j | 18,3 kWh/j | 12 kWh/j | +6,3 kWh/j |
🎯 Résultat : Autoconsommation 100% toute l’année avec surplus constant !
| Composant | Coût standard | Coût avec brushless | Économie |
|---|---|---|---|
| Matériaux structure | 800€ | 800€ | - |
| Générateur dédié | 1200€ | - | - |
| Moteur brushless + adaptation | - | 320€ | 880€ |
| Électronique de puissance | 600€ | 600€ | - |
| Mât et fondation | 600€ | 600€ | - |
| Outillage et divers | 400€ | 400€ | - |
| TOTAL standard | 3600€ | - | - |
| TOTAL avec brushless | - | 2720€ | 880€ |
Avantage économique brushless : 24% d’économie supplémentaire !
Comparaison avec achat commercial :
Production annuelle : 1970 kWh
Économie électricité : 1970 kWh × 0,25€ = 493€/an
ROI DIY standard : 3600€ ÷ 493€ = 7,3 ans
ROI DIY brushless : 2720€ ÷ 493€ = 5,5 ans
Durée de vie : 20-25 ans
L’ajout d’une éolienne verticale DIY de 1,5 kW permet :
Recommandation finale : Le couple solaire (9 panneaux) + éolien vertical (1,5kW) + batterie (15kWh) constitue la solution optimale pour l’autonomie énergétique complète à coût maîtrisé.
Savonius, S.J. (1931) - « The S-rotor and its applications »
Blackwell, B.F. et al. (1977) - « Wind Tunnel Performance Data for the Darrieus Wind Turbine »
Kamoji, M.A. et al. (2009) - « Experimental investigations on single stage modified Savonius rotor »
Roy, S. & Saha, U.K. (2013) - « Review on the numerical investigations into the design and development of Savonius wind rotors »
V(h) = V(h₀) × ln(h/z₀) / ln(h₀/z₀)
Avec :
- h₀ = 10m (hauteur référence)
- h = 12m (hauteur éolienne)
- z₀ = 0,1m (rugosité terrain suburbain)
HOMER Pro - Optimisation système hybride
PVsyst - Simulation photovoltaïque
ANSYS Fluent - CFD éolien (validation aérodynamique)
« Wind Power Workshop » - Hugh Piggott
« Éoliennes : théorie, conception et calcul pratique » - Désiré Le Gouriérès
« Small Wind Turbines » - David Wood
Document mis à jour le 10 octobre 2025
Étude réalisée pour installation Kerider, PLOUNEVENTER (29440)