Gestion électrique à bord

Économie d’énergie Le bilan d'énergie 50% 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)

(prendre le cas le plus critique) 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 : loi de Pouillet : R = p x L/S Embout pour fils souples

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 

Synoptique d'une installation 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 !

Les photos peuvent être remplacées par des rectangles 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 …

D’où un bilan d’énergie approfondit ! 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 solaires Environ 25% de rendement sur 24 heures Rendement augmenté par un régulateur MPPT Rendement augmenté si orientable

Production d’énergie Panneaux solaires VMPP (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 Voc (tension circuit ouvert) Panneaux solaires Isc (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 nuit l’orientation du soleil Le rendement du régulateur La longueur et section des câbles La 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 traversant V = vitesse du vent (rappel)

Production d’énergie Eolienne Puissance : P = ½ moSV3 mo = masse volumique de l’air S = surface éolienne V = vitesse du vent (rappel)

Production d’énergie Hydro générateur Idem à l’éolienne !

Production d’énergie Alternateur Idem à l’éolienne Non c’était une blague !

Production d’énergie Alternateur régulation 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 Alternateur presque 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 transformateur 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 batterie Tension d'absorption Tension 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.

Cycle de charge en trois phases Stockage d’énergie Cycle de charge en trois phases Boost : Respecter l'intensité maximale admissible par la batterie Absorption Floating

Stockage d’énergie Différents 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 Gel Le CCA (intensité maximale que peut fournir la batterie) est calculé pendant une durée de 30s Batterie de servitude : Gel décharge profonde (80%), nombre de cycles important

Points à connaître pour utiliser convenablement une batterie : Stockage d’énergie Points à connaître pour utiliser convenablement une batterie : L'effet de la température La charge d'une batterie Le rendement de charge  La décharge d'une batterie (influence d'une décharge profonde) Lieu : compartiment ventilé Le 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 !

Décharges profondes sur une batterie AGM Stockage d’énergie Décharges profondes sur une batterie AGM Laisser une batterie déchargée durant une longue période est une des causes de détérioration principales

Stockage d’énergie Bien dimensionner le parc Traiter et prévenir la sulfatation Gérer l'autodécharge Éviter les surcharges Surveiller les connexions Type électrolyte Autodécharge Electrolyte liquide 4% Electrolyte type AGM 3 % Electrolyte type Gel 2 %

Stockage d’énergie Choisir 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’énergie Choisir 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 ++ +- 350 cycles AGM 450 cycles 275 cycles 200 Gel + 650 cycles 420 cycles 350

Contrôle de l'énergie Moniteur de batterie

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Bon appétit