Watts, kilowatts et kilowattheures expliqués (kW vs kWh)

Watts, kilowatts et kilowattheures expliqués (kW vs kWh)

L’électricité peut parfois sembler magique. Des fils entrent dans votre maison en transportant du courant. Vous actionnez un interrupteur ou appuyez sur un bouton, et les lumières s’allument, la télévision se réveille ou la cafetière s’anime. Comment tout cela fonctionne-t-il ?

L’article ci-dessous est une explication du fonctionnement de l’électricité, des watts nécessaires pour alimenter vos ampoules aux kilowattheures d’énergie électrique utilisés que votre service public enregistre sur votre facture d’électricité mensuelle.

Sur cette page :

• Qu’est-ce qu’un watt ?
• Comment l’électricité est comme l’eau
• Mesurer le flux de puissance
• Watts, kilowatts, et kilowattheures
• Comment l’électricité est comme un marathon
• KW et kWh sur votre facture d’électricité
• Comment les panneaux solaires réduisent les coûts
• L’effet de votre état sur la valeur de l’énergie solaire

Qu’est-ce qu’un watt ?

Un watt (W) est une unité de puissance. Pensez à la puissance comme à « la capacité de faire un travail ». Techniquement, un watt est une mesure du transfert d’énergie qui équivaut à un joule par seconde, mais comme personne en dehors d’un laboratoire n’a prononcé le mot « joule » depuis le cours de physique du lycée, nous nous en tiendrons à « watt ». »

Avec l’électricité, la puissance est égale à la tension multipliée par l’ampérage. Ou encore, un watt (W) est égal à un volt (V) multiplié par un ampère (A).

Une bonne façon de penser à l’électricité est que c’est un peu comme l’eau. La tension est la poussée, ou la pression, et l’ampérage est le débit. Quand on parle d’électricité, l’ampérage est aussi appelé courant.

Comment l’électricité est comme l’eau

Imaginez un tuyau avec une buse de pulvérisation à l’extrémité. Disons que la buse a trois réglages : arrêt, faible et fort. La pression de l’eau derrière la buse est constante ; cette pression est comme une tension. En position arrêt, il n’y a pas de débit, donc pas de tension.

Mettez la buse en position « basse », et vous avez de la puissance ! Vous avez augmenté l’ampérage et l’eau coule. Le débit est mesuré en gallons par minute, et pour revenir à notre métaphore, ce débit serait le « wattage ».

Tournez la buse à fond pour augmenter à nouveau l’ampérage, et vous avez plus de puissance ; plus de « wattage ».

Mesurer le flux de puissance

En restant dans la métaphore de l’eau : le flux qui sort est une mesure de la puissance. Dirigez le tuyau dans un seau pendant 10 minutes et vous le remplirez. L’eau qui a coulé dans le seau est comme une mesure de l’énergie qui a circulé dans le tuyau.

Une façon courante pour les gens d’interagir avec les watts est à travers l’ampoule électrique. Disons qu’une ampoule de 100 watts a besoin d’autant de puissance pour briller. Si vous laissez une ampoule de 100 watts allumée pendant une heure, vous avez utilisé 100 wattheures.

Un kilowatt de puissance (kW) correspond à 1 000 watts, donc si vous laissez 10 ampoules de 100 watts (1 kW d’ampoules) allumées pendant une heure, vous aurez utilisé un kilowattheure (kWh).

C’est l’une des raisons pour lesquelles passer à des ampoules à faible consommation peut avoir un si grand impact. Une ampoule LED qui peut produire autant de lumière qu’une ampoule à incandescence de 100 watts ne nécessite que 14 watts. Cela signifie que vous pouvez faire fonctionner 10 LED de 14 watts pendant 7,25 heures et utiliser la même quantité d’énergie totale que les ampoules à incandescence en une heure.

Watts, Kilowatts et Kilowatt-heures : puissance vs. énergie

Encore, un watt est une mesure de la puissance, ou de la capacité à effectuer un travail, et un wattheure est une mesure de l’énergie, c’est-à-dire la quantité de travail effectuée pendant une certaine période de temps.

Un kilowatt est simplement un millier de watts, et un kilowattheure est un enregistrement d’une production moyenne de mille watts sur une heure.

Une autre façon de penser à la puissance et à l’énergie est un marathonien. La puissance est comme la capacité de courir à un certain rythme, et la distance que le coureur couvre est la quantité d’énergie qu’il a utilisée.

En 2019, le marathonien le plus rapide du monde a terminé une course en presque exactement 2 heures. Cela signifie qu’il a émis suffisamment de puissance pour courir de façon constante à environ 13,1 miles par heure, et les 26,2 miles du marathon sont la mesure de l’énergie qu’il a utilisée.

Si nous mesurions la puissance constante du coureur à environ 300 watts, il aurait dépensé 600 wattheures sur les 26,2 miles de la course. S’il pouvait courir à la même puissance pendant 5 heures, sa production totale d’énergie serait de 1 500 watts-heures, soit 1,5 kilowatt-heures.

kW et kWh sur votre facture d’électricité

Alors que votre maison utilise de l’électricité pendant la journée, un compteur tourne (ou compte numériquement) pour enregistrer la quantité d’énergie que vous utilisez à tout moment. Cette mesure s’additionne à un certain nombre de kWh de consommation d’énergie à la fin du mois.

À la fin de chaque cycle de facturation, la société « lit » votre compteur et enregistre un total pour la consommation d’énergie. Elle applique ensuite ses calculs fantaisistes (et parfois extrêmement compliqués) et vous facture à un certain taux de centimes par kWh.

Disons que vous utilisez 1 000 kWh par mois, et que votre tarif électrique est de 0,15 $/kWh – votre facture s’élèverait à 150 $, plus les frais de raccordement et de service supplémentaires.

Comment les panneaux solaires réduisent vos coûts énergétiques

Les panneaux solaires produisent de l’énergie pour faire fonctionner votre climatiseur, votre lave-vaisselle et d’autres appareils et dispositifs. L’énergie solaire réduit votre facture d’énergie en remplaçant l’électricité que vous auriez autrement achetée à la compagnie d’électricité.

L’électricité est créée par les panneaux solaires lorsque des photons de lumière excitent des électrons dans une couche de la surface d’un panneau. Ces électrons excités sont attirés par l’autre couche du panneau, et vont voyager à travers un fil conducteur pour arriver de l’autre côté. En détournant ce voyage à travers les fils de votre maison, l’électricité solaire peut être utilisée pour alimenter votre maison.

Chaque panneau solaire est conçu pour convertir un certain nombre de photons en électrons en plein soleil, c’est-à-dire pour produire un certain nombre de watts. La puissance de crête moyenne d’un panneau solaire de nos jours est d’environ 340 watts. Un système solaire typique pour une maison a besoin d’environ 18 de ces panneaux, pour une puissance nominale totale d’environ 6 kW de puissance.

Nous savons qu’un système de panneaux solaires de 6 kW peut produire cette puissance en plein soleil, mais si le soleil brille toute la journée, il n’est techniquement « plein » qu’à midi. Pendant les autres parties de la journée, le soleil brille à un angle plus faible.

Pour revenir à la discussion sur la tension/ampérage ci-dessus, dès que suffisamment de soleil touche la surface d’un panneau solaire, sa pleine tension est prête, mais le nombre de photons excitant des électrons est faible, donc son ampérage (courant) est faible.

A mesure que le soleil se lève et brille plus directement sur le panneau, le nombre d’électrons excités augmente jusqu’au maximum, ou plein soleil. Si vous regardez la production d’énergie solaire pendant la journée, elle ressemble à une courbe en cloche avec les chiffres les plus bas au lever et au coucher du soleil et un pic arrondi au milieu.

Pour faciliter la compréhension de la quantité d’énergie qu’un panneau solaire peut produire au cours d’une journée moyenne, les personnes qui étudient le solaire ont inventé le concept d’heures de soleil maximum.

Ils considèrent toute l’énergie solaire disponible à un endroit donné sur la terre pendant toute une année, et la divisent par 365 pour obtenir un nombre moyen d’heures pendant lesquelles le soleil devrait briller depuis son point le plus haut dans le ciel pour produire cette quantité d’énergie.

Disons que vous vivez dans une région avec une moyenne de 5 heures de soleil de pointe par jour. On pourrait s’attendre à ce que votre système solaire de 6 kW produise environ 30 kWh d’électricité lors d’une journée moyenne. Bien sûr, la plupart des jours ne sont pas moyens, il est donc plus probable que la production de votre système fasse plus ou moins d’énergie un jour donné, mais elle se situerait au final autour de 10 950 kWh par an (365 fois 30 kWh/jour).

En utilisant notre exemple ci-dessus, une maison qui a besoin de 12 000 kWh par an peut réduire la quantité d’électricité qu’elle obtient du réseau à seulement 1 050 kWh avec notre exemple de système de 6 kW et 5 heures de soleil maximum par jour. Cela représente une économie de 1 642,50 $ sur cette période, grâce au solaire.

Comment votre État affecte la valeur de l’énergie solaire

Tous les kWh solaires sont créés égaux, mais à moins que vous ne disposiez de la facturation nette, ils ne sont pas tous crédités de la même manière sur votre facture d’énergie.

Le comptage net est une règle qui garantit que chaque kWh d’énergie solaire est crédité intégralement au taux de détail sur votre facture. Si vos panneaux solaires produisent plus que votre consommation mensuelle d’électricité, vous gagnez un crédit qui est appliqué à la facture du mois suivant.

En savoir plus : Qu’est-ce que le comptage net et comment fonctionne-t-il ?

La plupart des États ont mis en place des règles de comptage net, mais certains ne le font pas. Sans un crédit de détail complet pour l’énergie que vos panneaux solaires produisent, aller au solaire n’est pas aussi avantageux financièrement.

Lisez nos guides solaires par État pour obtenir des informations sur le comptage net, et utilisez le calculateur de panneaux solaires en ligne le plus précis pour connaître les coûts et les économies estimés pour des panneaux solaires sur votre toit spécifique.

Principes clés

• Les watts et les kilowatts sont des mesures de la puissance, ou de la capacité à effectuer un travail.
• Les kilowattheures sont une mesure de l’énergie, ou du travail effectué dans le temps.
• Les appareils et les dispositifs utilisent de l’énergie, et le fait de les garder allumés au fil du temps entraîne une consommation d’énergie, qui est mesurée et enregistrée en kilowattheures sur votre facture d’électricité.
• Les panneaux solaires produisent de l’énergie, et le soleil qui brille sur eux au fil du temps produit des kilowattheures d’énergie qui réduisent votre facture d’électricité par le nombre de kilowattheures produits.