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 energie a bord

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berni13
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Nombre de messages : 81
Localisation : marseille
Date d'inscription : 22/11/2005

MessageSujet: energie a bord   Jeu 12 Jan - 18:48

L'énergie à bord
Profiter du confort de votre bateau et assurer votre sécurité par un bon
fonctionnement de l’instrumentation de navigation et de communication
suppose que vous disposiez à bord d’une énergie suffisante et disponible.
Cette fois encore, une revue de détail s’impose avant de prendre le large.

La fée électricité

Batterie au plomb

C’est un dispositif fournissant de l’énergie électrique à partir d’énergie chimique.
Il est constitué d’un électrolyte (acide sulfurique dilué) dans lequel baignent 2 électrodes :

• Electrode positive (anode)
• Electrode négative (cathode)

Lors de la réaction chimique (oxydoréduction), acide sulfurique, bioxyde de plomb et plomb se combinent pour former de l’eau et du sulfate de plomb.
Cette réaction crée un déplacement des électrons de l’anode vers la cathode.
Les électrodes sont reliées à 2 bornes, positive et négative. En les reliant par un conducteur, on permet à un courant électrique de le traverser.
Trois types de batteries existent :
• La batterie classique dite "ouverte" : elle comporte des bouchons pour une éventuelle addition d’eau.
• La batterie dites "étanche" : dans ce cas l’électrolyte est absorbé par un matériau spongieux ou est gélifié.
• La batterie sans entretien ne nécessite aucune addition d’eau. Elle possède des plaques sans antimoines
Electriquement, la batterie se définie par :

• La tension exprimée en Volt (V). C’est la différence de potentiel entre les bornes de la batterie.

• La capacité en Ampères heures (Ah). Elle définit la quantité d’électricité qu’une batterie peut fournir pendant un temps donné par le fabriquant. en général 20h ou 10h. On parle de Capacité en 20h (C 20) ou Capacité en 10h (C 10).
• La puissance de démarrage en Ampères (A). Elle définit le courant qu’une batterie peut fournir pendant le temps du démarrage avec une tension minimale à une température donnée par le fabriquant (-18° pour une batterie de démarrage).

Le choix d’une batterie

• Batteries de démarrage
Sollicitées lors du démarrage du moteur, elles sont caractérisées par la possibilité de débiter un courant très important pendant un temps très court. Le choix d’une batterie sera déterminé par l’intensité du courant d’appel du démarreur.
Ex : 800A pour une batterie de 200Ah.

• Batteries de traction
Utilisées en servitude (le confort à bord des bateaux), elles devront assurer une importante consommation d’énergie. Elles sont utilisées en charges et décharges successives appelées "cyclages". Le choix de la batterie se fera après avoir établi le bilan de puissance. Il consiste à lister tous les matériels électriques installés à bord et de déterminer, en fonction de certains coefficients, l’énergie/jour nécessaire pour la bonne marche du bateau.
• Batteries stationnaires
Utilisées pour l’éclairage de secours, la téléphonie, le secours informatique ; sollicitées uniquement en cas de panne.
Elles sont chargées en permanence à très faible intensité.

• Autre choix
Sur les petits bateaux, il est possible d’utiliser une seule batterie pour le démarrage et la servitude. En général, l’énergie consommée par le démarrage du moteur est négligeable par rapport à celle consommée par les autres appareils électriques du bord.
La capacité de la batterie sera donc calculée en fonction de la consommation de ces appareils et on s’assurera que l’intensité maximum de démarrage de cette batterie soit suffisante pour le démarrage du moteur.
Il faudra régulièrement surveiller la charge de la batterie, pour permettre le démarrage du moteur.

L’entretien des batteries

• La charge
Un des principaux facteurs de la longévité d’une batterie réside dans la bonne réalisation de la charge de cette batterie :
- Vérifier l’état de décharge de la batterie.
- Une batterie déchargée
_______________________

Le plein d'énergie

Les alternateurs

Les alternateurs sont des machines mécano-électriques qui transforment l’énergie mécanique (moteurs), en énergie électrique.
Ils se composent d’un rotor, d’un stator, et d’un redresseur.

• Alternateur attelé sur un moteur (moteur de propulsion ou groupe électrogène), l’amorçage de la charge de l’alternateur débutera à une vitesse de rotation de l’alternateur d’environ 1200 tr/mn. La puissance maximum sera obtenue entre 3000 et 5000 tr/mn.
Courant délivré :
En 14V, de 45A à 160A. En 28V, de 35A à 175A.

• Alternateur à amorçage anticipé, attelé sur l’arbre d’hélice, il utilise la rotation naturelle de l’hélice lors de la navigation sous voile.
L’amorçage de la charge se fera à partir de 380 tr/mn pour du 14V, et 680 tr/mn pour du 28V.
Courant délivré :
lorsque le moteur fonctionne, cet alternateur apporte une énergie supplémentaire à l’alternateur du moteur jusqu’à 25/30A.

Pour le montage :
Il est nécessaire d’utiliser un répartiteur de charge. Son rôle est d’isoler les batteries entre elles et de diriger le courant de l’alternateur en priorité vers les batteries les plus déchargées.
Le fait d’intercaler un répartiteur fait chuter la tension de l’alternateur, ce qui ne permettra pas de charger les batteries à 100%.
Il est donc utile de modifier l’alternateur en ajoutant une diode.

Les chargeurs

Les chargeurs sont des appareils servant à recharger les batteries lorsque le bateau est à quai ou si on dispose d’un groupe électrogène.
La capacité du chargeur doit correspondre à 10% ou 15% de la capacité des batteries installées.
La recharge peut se faire suivant plusieurs méthodes :

• Le chargeur à "tension courant" UI La charge s’effectue à courant constant (I), malgré des variations de secteur importantes et une tension U cc (courant continu) variable. Lorsque la tension normale de fin de charge est atteinte, le chargeur se met en mode "tension", c’est à dire à une tension constante, le courant débité est pratiquement nul.

• Le chargeur à "courant tension" IU x Uo
Ces chargeurs alimentent la batterie en 3 phases : le boost, l’égalisation et le floating. Ils permettent une charge des batteries plus rapide que le chargeur "tension courant" UI.

Les panneaux solaires

La transformation photovoltaïque est le moyen pour transformer directement l’énergie rayonnée par le soleil sous forme de lumière, en électricité.
La tension des panneaux solaires est constante en fonction du nombre de cellules (0.5V par cellule). Le courant quant à lui est proportionnel à la surface de la cellule et à la quantité de lumière reçue.

Ex : pour une utilisation en 12V, le panneau solaire sera constitué de 32 à 36 cellules.

Puissance et rendement :
Un plein soleil de juin représente un éclairement de 1KW/m2.
Un ciel nuageux mais clair, 0.5 KW/m2.
Un ciel couvert, 0.1 KW/m2.

Ex : le courant produit par un panneau de 20W, pour un éclairement maximum de 1KW/m2 est de 1.38A, et de 0.7A pour 0.5KW/m2.

Pour le montage :
Deux panneaux en série voient leur tension doubler, deux panneaux en parallèle voient leur puissance doubler. Les limiteurs de charge ou régulateurs, qui limitent le courant en fonction de la charge des batteries, sont nécessaires dans la mesure ou les panneaux débitent de manière continue. Ils évitent la surcharge.

Les éoliennes

Les éoliennes transforment l’énergie du vent en énergie électrique, pour cela l’axe de l’hélice de l’éolienne est accouplé à un alternateur.
Elles peuvent avoir deux ou plusieurs pales, leur puissance est directement liée à la surface balayée et à la vitesse du vent.
Puissance = 0.37 x Surf. x Vit.
noyade
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