Gestion électrique à bord

Gestion électriqueà bord

Économie d’énergie

Le bilan d'énergie50% de gain

• Évite de surdimensionner le parc de batteries.

• Utilisation unique des énergies douces(Solaire, éolien, hydraulique)

• Réduction du coût de l'installation électrique(réduction du parc batterie)

Économie d’énergie

Le bilan d'énergie

• Inventaire : Puissance (W) et Courant (A)

• Estimation du temps d’utilisation sur 24 heures(prendre le cas le plus critique)

• Calculs sur 24 h avec le fichier Excel fourni

Économie d’énergie

Le bilan d'énergie

• L'éclairage intérieur représente 12% de la consommation

• L'éclairage extérieur représente lui aussi 12% de la consommation

• Le poste confort représente 26% de la consommation en particulier à cause du réfrigérateur.

• Le poste électronique représente 50% de la consommation, les trois gros consommateurs étant le pilote le PC et le radar.

Économie d’énergie

Le bilan d'énergie

Le surcoût occasionné par la mise en place d’équipements basse consommation sera largement compensé par le fait que l'on n'aura pas besoin de surdimensionner

l'installation électrique !

Bien réussir son installation électrique

• Lampes basse consommation• Lampes à leds• Lampes fluo compacte

• Montage électrique• Générateurs de courant• Récepteurs• Conducteurs

Rappel sur la résistance d'un circuit :

Embout pour fils souples

loi de Pouillet :

R = p x L/S

Rappel sur la résistance d'un circuit :

Détermination de la section d'un câble

L’utilisation du fichier Excel est fortement conseillé !

Section de câble (mm²)

Longueur de câble (m)

Ampérage

Chute de tension (V)

Perte de puissance (W)

Perte de puissance en 12 V(%)

Perte de puissance en 24 V(%)

1.5 10 60 6,8 408,0 56,7% 28,3%

25 8 80 0,4 34,8 3,6% 1,8%

50 5 100 0,2 17,0 1,4% 0,7%

Rappel sur la résistance d'un circuit :

Implantation et cheminement 

L'électricité à bord

Synoptique d'une installation

Toute installation électrique est construite sur la même

base

• Inventaire matériel• Bilan d'énergie

• Schéma de puissance• Schéma de distribution

• Câblage

Inventaire matériel et bilan d’énergie

• Un fichier Excel à remplir

C’est tout !

Schéma de puissance 

Les photos peuvent être remplacées par des rectangles

Schéma de câblage« Puissance »

Schéma de câblage« Distribution »

Achat du matériel

• Câbles : câble rigide interdit !

• Double isolation obligatoire !

• Cosses à sertir !

(Pas de cosse auto dénudante !)

• Passe coque, épontille !

• Repères !

Convertisseur de tension

Les convertisseurs transforment

une tension continue, issue des batteries,

en tension alternative 230 V

• signal carré en sortie

• signal trapézoïdal (pseudo sinus)

• signal sinusoïdal (pur sinus)

Convertisseur de tension

Certains convertisseurs transforment aussi une tension continue, issue des batteries, en autre tension continue !

• 12V en 19V pour les ordinateurs

• 12V en 24V

• 24V en 12V …

Production d’énergie

Pour limiter le dimensionnement des producteurs d'énergie

électrique, il est important de réduire la consommation en

mettant des appareils adaptés.

D’où un bilan d’énergie approfondit !

Production d’énergie

Régulation

Énergie douce

Alternateur marin

Chargeur de quai

Production d’énergie

Panneaux solairesEnviron 25% de rendement

sur 24 heuresRendement augmenté par un

régulateur MPPTRendement augmenté si

orientable

Production d’énergie

Panneaux solairesVMPP (tension où le panneau

produit son maximum de puissance) ex: 18 Volts

IMPP (intensité correspondant à la tension VMPP) ex: 5A

Puissance impossible à atteindre sans régulateur

ex: 5 x 18 = 90 W

Production d’énergie

Panneaux solairesIsc (intensité de court

circuit)

Voc (tension circuit ouvert)

Ces données sont valables pour une température de 20°C

Production d’énergie

Panneaux solaires

La production sur 24h est diminuée par :

La nuitl’orientation du soleilLe rendement du régulateurLa longueur et section des câblesLa température

Production d’énergie

Eolienne

Beaucoup de pales => couple maxi, démarrage plus rapide, vitesse max limitée, rendement faible à haute vitesse, meilleur rendement à basse vitesse, moins de vibrations (D400)

Peu de pales => c’est l’inverse (air X)

Production d’énergie

Eolienne

Pour empêcher la transmission des vibrations dans la coque !

Silentblocs

Production d’énergie

Eolienne

Énergie cinétique :

Ec = ½ mV²

m = masse de l’air traversantV = vitesse du vent

(rappel)

Production d’énergie

Eolienne

Puissance :

P = ½ moSV3

mo = masse volumique de l’airS = surface éolienneV = vitesse du vent

(rappel)

Production d’énergie

Hydro générateur

Idem à l’éolienne !

Production d’énergie

AlternateurIdem à l’éolienne

Non c’était une blague !

Production d’énergie

Alternateurrégulation basique :permet au mieux de recharger la

batterie à 80%

Avec Booster :Optimisation de la vitesse de

charge et de la charge finale

Production d’énergie

Alternateurpresque toujours quatre connexions :

                - B+ : sortie positive à relier au + de la batterie.                - B : sortie négative à relier au - de la batterie.                - W ou R : signal sinusoïdal à relier au compte tours;                - D+ : utilisée pour une régulation interne

Production d’énergie

Alternateur

Un alternateur marin évolue dans un milieu corrosif ! :      - Paliers anodisés.      - Roulements étanches et graissés à vie.      - Parties métalliques traitées contre la corrosion (bichromatage)      - Bobinage isolé à la résine.      - Négatif isolé de la masse.

Production d’énergie

Chargeur de quai

• Chargeur transformateur

Lourd mais isolé galvaniquement

• Chargeur à découpage

Parasites, bruit ventilateur

Optimisé pour la charge des batteries

Entrée de 70V 265V – 50 et 60 hz

Stockage d’énergie

Type de batterieTension

d'absorptionTension de

floating

Plomb ouvert 14.8V 13.8V

Plomb fermé ou AGM

14.4V 13.5V

Gel 14.1-14.4V 13.3V

Stockage d’énergie

Trois grandes sortes de batteries

Liquide (Électrolyte liquide)

AGM (Absorbe Glass Mat)

Gel (Électrolyte gélifié)

Les grandes différences portent sur :La Nature de l'électrolyte (liquide AGM ou gélifié)La Géométrie des électrodes (plaques fines,

épaisses ou tubulaires)Les Matériaux des électrodes

Stockage d’énergie

Trois grandes sortes de batteries

Liquide Peu chère, avec ou sans entretien, bac de rétention, forte autodécharge.

AGM coût moyen, sans entretien, longue durée de vie, démarrage moteur.

Gel coût élevé, sans entretien, longue durée de vie, servitude.

Stockage d’énergie

Cycle de charge en trois phases

Boost : Respecter l'intensité maximale admissible par la batterie

Absorption

Floating

Stockage d’énergieDifférents alliages sont disponibles :

- plomb antimoine (pbsb) :  coût moindre, génération d'hydrogène - plomb calcium (pbca) : bien en décharge profonde

- plomb calcium étain (pbcasn) : il s'agit de l'alliage le mieux adapté pour une utilisation en servitude. l'étain améliore considérablement le nombre de cycles de charge décharge.

Stockage d’énergie

Batterie de démarrage : AGM et GelLe CCA (intensité maximale que peut fournir la batterie)

est calculé pendant une durée de 30s

Batterie de servitude : Geldécharge profonde (80%), nombre de cycles

important

Stockage d’énergiePoints à connaître pour utiliser convenablement une batterie :

L'effet de la températureLa charge d'une batterieLe rendement de charge 

La décharge d'une batterie(influence d'une décharge profonde)

Lieu : compartiment ventiléLe compartiment moteur doit être évité

Stockage d’énergie

Exemple : batterie à électrolyte liquide chargée à 100% (après un repos de 8h).

Température Tension

0° C 12 Volts

10 ° C 12,3 Volts

20 ° C 12,6 Volts

30 ° C 12,9 Volts

40 ° C 13,2 Volts

Les chargeurs et régulateurs devront tenir compte de la température des batteries !

Stockage d’énergieDécharges profondes sur une batterie AGM

Laisser une batterie déchargée durant une longue période est une des causes de

détérioration principales

Stockage d’énergieBien dimensionner le parc

Éviter les surcharges

Traiter et prévenir la sulfatation

Gérer l'autodécharge

Surveiller les connexions

Type électrolyte Autodécharge

Electrolyte liquide 4%

Electrolyte type AGM 3 %

Electrolyte type Gel 2 %

Stockage d’énergieChoisir une batterie

La technologie.Dimensionnement de la capacité et

impact sur la durée de vie.Durée de vie et nombre de cycles.

L'intensité maximale.Les dimensions.

Le poids.

Stockage d’énergieChoisir une batterie

Technologie

Utilisation

Types de plaques

Types d'électrolyte

Servitude

Démarrage

Décharge profonde (50%)

Décharge profonde (80%)

Décharge complète (100%)

Plaques minces

Liquide

- - - +++ - - - - - - - - -

Plaques épaisses

Liquide

++ +-350

cycles- - - - - -

Plaques épaisses

AGM+++

++450

cycles275

cycles200

Plaques épaisses

Gel+++

+650

cycles420

cycles350

Contrôle de l'énergie

Moniteur de batterie

Des questions ?Merci de votre

Attention !

Bon appétit