L’énergie dans un camping car

L'énergie à bord d'un camping car est source de problèmes. Ceci vient de l'évolution des besoins des utilisateurs. Batterie acide, AGM, au gel, panneau mono ou polycristallin, régulateur PWM, MPPT ... Ce jargon est peut être clair pour certains mais pas pour tout le monde.

                 Je vais essayer de donner ci-dessous, produit par produit ,quelques renseignements afin que tout cela soit un peu plus clair pour vous .

LES BATTERIES

Principale source d'énergie dans le camping car, elles nécessitent toute votre attention.

Il existe deux grands types de batteries : les batteries dites "ouvertes" et les batteries dites "étanches" .

A) Les batteries "ouvertes"

Ce sont les batteries acide les plus répandues. Elles doivent leur appellation au fait qu'elles possèdent des bouchons permettant au gaz créé lors de la charge, de s'évacuer. On s'en sert  aussi pour refaire le niveau car c'est bien là leur principal problème.

Elles sont constituées de 6 plaques de plomb et d'alliage (antimoine ,étain,etc). Chaque plaque délivre 2.1 volts et baigne dans un mélange d'eau et d'acide sulfurique appelé électrolyte. C'est le type de batterie le plus courant car facile à fabriquer et donc bon marché.

Lors de la fin de charge, le bouillonnement créé des bulles d’hydrogène et d’oxygène. Elles s’évacuent par les bouchons et de ce fait le niveau d’électrolyte baisse par perte d'eau. Il faut donc régulièrement refaire les niveaux avec de l'eau distillée ( l'eau du robinet est trop calcaire). Si il y a trop d’évaporation le mélange sera trop acide et la charge ne sera pas optimale. Dans certains cas ou il n'y a presque plus de liquide autour des plaques, une odeur d’œuf pourri lié au dégagement du sulfure d’hydrogène peu apparaître. Méfiez vous !! une batterie dans ce cas de figure peut exploser.

B) Les batteries étanches

1) - les batteries acide avec électrolyte liquide sans entretien 

La durée de vie de la batterie dépendra du volume d'électrolyte mis initialement dans la batterie. L'évaporation se fait moins rapidement que sur une batterie "ouverte" mais quand il n'y a plus d'électrolyte dans la batterie, elle est bonne à changer. Certains fabricants      surdimensionnent la batterie pour mettre plus d’électrolyte et donc augmenter sa durée de vie .

                                           2)- les batteries VRLA (Valve Regulated Lead Acid) batterie régulée par soupape

Les gaz sont récupérés à l' intérieur de la batterie. Ils se recombinent en eau en cycle fermé. Il n'y a donc quasiment pas d'évaporation. Leur durée de vie est supérieure aux batteries sans entretien. La soupape se déclenchera uniquement en cas de surpression. Deux technologies sont employées à ce jour : l'AGM et le GEL.

     - Les batteries AGM (Absorbent Glass Mat). 

Le liquide est absorbé et donc immobilisé par un tissu en fibre de verre (borosilicate). La recombinaison des molécules d’oxygène et d’hydrogène en eau est très importante (99%). Les plaques constituant les batteries AGM sont très peu résistives ce qui leur permettent d'avoir des vitesses de décharge et de charge très rapides. Donc une énergie disponible plus importante. Cette faible résistance leur permet aussi d'avoir un rendement de 96 % à 98% donc plus important que les batteries ouvertes. Ces batteries ont aussi un taux de décharge très faible de l'ordre de 1% à 3% par mois.

Le gros problème de ces batteries est une longévité réduite due à la stratification et à l'acidification de l’électrolyte. Cette batterie est étanche mais il y a toujours un faible dégazage. L’électrolyte va perdre de l'eau et donc augmenter en acidité et agresser les plaques. C'est la corrosion des plaques. Certains constructeurs essaient de remédier à ce problème en créant des batteries AGM cycliques. Elles possèdent des plaques plus épaisses et plus de mélange d'électrolyte.

Ce type de batterie est très sensible aux décharges profondes. Elles sont aussi comme toutes les batteries au plomb sensibles à la chaleur et à la tension de charge.

                - Les batteries GEL 

        Le liquide est mélangé à de la poudre de silice et constitue un gel. Contrairement à sa cousine AGM la batterie gel ne souffre d'aucune évaporation. Sa durée de vie est donc plus importante. Elle est étudiée pour supporter des décharges profondes. Cette batterie peut retrouver sa tension nominale si le temps de maintien en décharge est relativement court .

Les batteries gel ont aussi des inconvénients. Leur résistance interne est élevée. Elles ne supportent pas des recharges rapides et importantes. Plus que les autres batteries, les paramètres de charge doivent être très précis. Il est donc nécessaire de régler le chargeur du véhicule sur la position gel. Détenir un système de régulation de panneau solaire performant est aussi un critère important.

 3) - les batteries au Lithium 

La batterie Lithium s'implante bien sur le marché. Je parle de la pile Lithium -fer-phosphate qui est la plus sure. Elle a de nombreux avantages. Son nombre de cycle est très important. Elle accepte des décharges profondes sans incidence sur sa durée de vie. Son temps de  recharge est  rapide (une pile lithium est une vrai éponge) et accepte des courants de charge importants. Son emplacement est réduit par rapport à une batterie de même capacité gel /agm ou acide. 

Les inconvénients de ces produits sont en premier lieu leur coût. Certaines marques ont bien baissé leur prix. Le deuxième inconvénient est que ces piles n'acceptent pas les surcharges. Il faut donc impérativement un BSM (module de surveillance batterie) . Il surveillera toutes les entrées d'alimentation (220volts, charge moteur, panneau solaire, etc). Leur poids important est aussi à prendre en compte.

Actuellement c'est le système le plus performant pour une autonomie  complète en énergie électrique. 

Nota: Le montage de plusieurs batteries est possible. Le montage doit être en parallèle. Il faut que les batteries soient de  même caractéristique, ampérage et si possible age. Leur durée de vie n'en sera que plus importante.

D'une manière générale il est conseillé de maintenir une charge constante (80% de la capacité de la batterie). Il faut aussi laisser les cycles de charge s'effectuer jusqu’à la fin, afin que l’électrolyte bouillonne un peu. La création des bulles mélangera  l'eau et l'acide de la batterie. Cela évitera ou du moins ralentira les phénomènes de stratification de l’électrolyte et augmentera la durée de vie de votre batterie.

Pour ceux qui désirent plus de renseignements sur la stratification, sulfatation et autres problèmes des batteries,  je mets le lien d'un des sites qui m'a permis de condenser toutes les informations que j'ai mis dans cet article.

Les Chargeurs

Montés d'origine dans les camping cars, ils assurent la recharge de la batterie cellule lors du branchement sur le 220 volts.

Rappel important : une batterie est constituée de 6 éléments de 2 volts  (2.11volts exactement ) ce qui donne 12.7 volts. Un chargeur pour bien charger une batterie doit envoyer une tension supérieure à celle de la batterie sans dépasser la tension maximale admissible (14.4 v pour la plupart des batteries plomb). On peut augmenter l’intensité de charge mais sans dépasser la tension fatidique maximale. Ceci détruirait la batterie. On aura compris qu'une batterie sous chargée ne durera pas dans le temps. Mais une batterie surchargée non plus. Dans la pratique le chargeur devra délivrer 10 à 20% de la capacité batterie. C'est à dire que pour une batterie de 100 Ampères on chargera entre 10 et 20 Ampères .

Nous trouvons 2 principaux  types de chargeurs sur les camping cars.

 

1) Les chargeurs w  

 Relativement ancien, ils sont appelés comme cela car ils chargent la batterie suivant une courbe basée sur l’état de charge de la batterie. Si la batterie est déchargée le chargeur va charger à fond et à mesure que la tension batterie remonte, le chargeur diminue sa charge.  Avec ce type de chargeur on arrive à charger la batterie qu'à 80% de sa capacité maximale.

2) Les chargeurs actuels à découpage  IUOU. 

 Ils doivent leur appellation à une courbe de charge programmée en 3 phases.

1) Phase boost: le chargeur va appliquer un courant de charge constant (10 Ampères par ex) et diminuer sa tension pour maintenir cette intensité aux bornes de la batterie. C'est le mode courant constant. 

2) Phase absorption : le chargeur va appliquer une tension de 14.4 volts. A mesure que l'on se rapprochera de cette valeur il diminuera son intensité débitée. C'est le mode tension constante. 

3) Phase Floating: le chargeur va maintenir une tension entre 13.8 volts et 14.4 volts aux bornes de la batterie. Ceci permet de compenser la consommation à bord du véhicule. C'est le mode entretien. 

Il sera donc primordial de bien choisir l'option charge sur le chargeur en fonction de la batterie qui est sur le véhicule. En effet les algorithmes de charge et les tensions de désulfatage seront différents en fonction d'une batterie acide, agm ou gel.  Un chargeur spécifique pour les batteries au lithium est aussi nécessaire. 

Les panneaux solaires

 

Il existe deux grandes familles de panneaux solaires : les monocristallins et les polycristallins.

Des cellules vont transformer l'énergie solaire en énergie électrique.

Un panneau solaire est un assemblage de plusieurs cellules. Dans un monocristallin, ces cellules sont issues d'un même cristal de silicium de grande taille. Dans un polycristallin, les cellules sont issues de plusieurs cristaux de silicium de tailles variées. Certains panneaux bon marché, sont fabriqués à partir des copeaux provenant des coupes et ré-agglomérés.

Il y a quelques années les panneaux monocristallins étaient plus demandés à cause de leur rapport surfacique plus important. Ils produisaient donc une énergie plus importante à taille identique. Ce phénomène a tendance à avoir beaucoup diminué grâce aux progrès technologiques. Il reste que pour une même puissance, un panneau monocristallin sera plus petit qu'un polycristallin et inversement à même taille un monocristallin produira plus qu' un polycristallin .

Les régulateurs solaires 

Il existe deux familles de régulateur solaire : les PWM et les MMPT.

Les régulateurs PWM (Pulse With Modulation) ou modulation par impulsions. 

Ils travaillent en envoyant des impulsions de tension du panneau solaire à la batterie. Les deux éléments ( batterie et panneau ) sont donc connectés et déconnectés sous forme de hachage.

Les régulateurs MPPT (Maximum Power Point Tracking) ou recherche du point de puissance maximum. 

Les MPPT optimisent constamment la charge de la batterie. Ils balayent la tension du panneau solaire afin de délivrer le maximum. Ces régulateurs permettent d'adapter la tension délivrée par le panneau pour l' adapter à la tension maximale admissible par la batterie. Le régulateur va donc redonner une énergie maximale à la batterie. On constate un gain de charge de l'ordre de 20 à 30 % par rapport à un régulateur PWM.

Leur efficacité est encore plus visible par temps couvert. Ils peuvent aussi  travailler avec des tensions d'entrée de 24 volts ou 36 volts ce qui donne la possibilité de poser plusieurs panneaux solaires en série sur le toit du véhicule. L’intensité dans les fils sera diminuée et donc la section des câbles aussi.   

Si vous êtes amenés à réaliser un projet de pose de panneaux solaire, optez pour un régulateur MMPT.

 

Les générateurs d’énergie auxiliaires

Les piles à combustible 

Générateur basé sur la technologie DMFC (pile à combustible à méthanol direct). La transformation chimique du méthanol  créé du courant 12 volts  pour alimenter vos batteries.

                                             La marque Efoy est actuellement  leader sur le marché.

 Les générateurs gaz

Le principe est d'alimenter un moteur avec du gaz qui entraîne un générateur afin qu'il délivre du courant dans votre camping car.

Les principaux produits sur le marché sont les générateurs à gaz du type éco énergie de chez TELAIR ou  le chargeur BULLPOWER.

 Les générateurs thermiques ou groupes électrogènes

Un moteur thermique fonctionnant à l'essence ou au Gazoil entraîne une génératrice de courant  .

Plusieurs marques fournissent ce genre de produit : Dometic, Telair, Bullpower.

Il en existe des portables et des fixes positionnés sous le véhicule.

 Les éoliennes 

Peu utilisées, il faut savoir que comme un panneau solaire, les éoliennes fournissent de l'énergie à base d'une source propre et gratuite. Pourquoi donc s'en priver. Il existe plusieurs types d’éoliennes qui ont été spécialement conçues pour le camping car. Elles peuvent délivrer 80 à 100 Watts par vent moyen. Une solution pas forcement adaptée à chacun mais il ne faut pas oublier leurs existences.

  Les convertisseurs de tension.

Transformant le 12 volt provenant de la batterie cellule, il produit du 220 volts pour alimenter vos appareils. Ils ne sont pas vraiment une source d’énergie, mais plutôt un transformateur d’énergie. Devant les multitudes de questions et d'interrogations, il me semblait utile d'en parler un peu. Il existe 4 grands types de convertisseurs.

Types de convertisseurs

Je ne parlerai pas des convertisseurs à 'signal carré" car ce sont des entrées de gamme. Ils servent à recharger une batterie à la rigueur, mais ils ne délivrent pas un signal suffisamment propre pour être utilisés avec des appareils plus évolués.

Je ne parlerai pas non plus des convertisseurs pour couplage réseau qui ne servent que pour réinjecter du 220 volts dans le réseau EDF.

Il nous reste donc 2 types de convertisseurs utiles dans le camping car et dont vous avez du entendre parler : Les pseudo sinus et les purs sinus.

La principale différence vient de la courbe que va délivrer le convertisseur.

Le réseau EDF fourni un courant 220 Volts avec une sinusoïde parfaite  de 50 HERTZ.

                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                   Le convertisseur pur sinus va reproduire cette sinusoïde (50 hertz) exactement comme sur le réseau habitation.

 

 

Le quasi -sinus va avoir une multitude de courbe (50 hertz,60 hertz,150 hertz) car le signal sera moins bien épuré et donc nous n'aurons pas de tension stabilisée.

 

 

 

La conséquence est que vous fatiguerez voire endommagerez l'appareil électrique qui est branché dessus. En effet certains appareils comme des ordinateurs ou des téléviseurs n'acceptent que du pur sinus. Des appareils inductifs ne fonctionneront pas non plus avec un pseudo sinus.

petit rappel :

un matériel résistif : grille pain, bouilloire, plaque cuisson, cafetière, ne sont en fait qu'une résistance qui va demander la même puissance tout le temps.

Un matériel inductif : cela concerne quasiment tous les moteurs électriques : climatiseur, compresseur, réfrigérateur, va demander au cours de son fonctionnement et principalement au démarrage pendant 2 à 3 seconde jusqu’à 3 fois sa puissance normale. Un convertisseur pseudo sinus ne pourra pas répondre à cette demande .

D'une manière générale et parce qu' un convertisseur peut servir à alimenter un appareil auquel on n'avait pas pensé, je vous conseille lors de l'achat de privilégier le pur sinus.

J’espère que ces renseignements vous auront aider à y voir un peu plus clair dans le monde de l'énergie.

N’hésitez pas à me contacter si besoin.

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