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Panneaux solaires, MPPT, LiFePO4 22 août 2013 19:24, par caipirinhaBonjour et merci à Fred et à Johann (de LRSolaire ?) de leurs avis,
Je pense que ma question aurait dû être plus précise, je vais y revenir.
Tout d’abord mon opinion sur les batteries LiFePO4, suite à une longue revue sur le web (PTP, un looooong fil sur Cruiser’s forum) :
Le prix n’est pas vraiment plus élevé, à capacité effective équivalente (voir le fil de Robert sur la capacités batterie Pb en fonction des tensions mini utilisables), que des batteries plomb de qualité (Opz, AGM selon vos préférences), par contre le gain de poids et d’encombrement est indiscutable.
Le risque d’incendie qui a défrayé la chronique est réel pour les batteries lithium-polymère (smartphone) ou lithium-cobalt (boeing 787) mais pas pour les LiFePO4. Bien sûr une batterie chargée quelle que soit sa technologie est une source concentrée d’énergie et donc un risque (même en technologie plomb)
Les batteries LiFePO4 acceptent des courants de charge importants (contrairement aux batteries Pb , surtout en fin de charge).
En cas de surcharge il y a destruction de la batterie avec relâchement d’électrolyte (qui semble inflammable ?) donc paramètre à surveiller mais tension connue (ne jamais dépasser 3.85 V par élément sauf pour la mise en condition initiale)
En cas de décharge profonde d’un élément (moins de 2.8 V) il y a risque d’endommagement irréversible (et de polarisation inverse ?)
Donc dans mon utilisation / configuration actuelle (pas résident à bord et même absences longues) je pense qu’en fait le lithium est moins dangereux car :
si batterie Pb je « dois » laisser le chargeur pour éviter la sulfatation due à une sous-charge, or cela pose un problème de sécurité
si batterie Li je peux les laisser partiellement chargées (et totalement déconnectées), et en 1-2 h de charge à l’arrivée à bord (temps de mettre les affaires en place etc...) j’ai déjà récupéré pas mal d’Ah
Le BMS :
les éléments d’une batterie Pb « se trouvent bien » d’être surchargés, cela cause simplement une électrolyse (d’où remplissage périodique sur éléments classiques, ou recombinaison des gaz sur batteries « sans entretien ») et ce processus égalise les éléments en les alignant sur la charge complète
sur une batterie Li qui ne tolère pas la surcharge il faut effectivement surveiller le voltage de chaque élément et interrompre la charge lorsque le premier élément atteint la valeur limite (3.85 V couramment admis) : les autres éléments ne sont alors pas chargés à 100% ce qui ne nuit absolument pas à leur durée de vie mais peut diminuer la capacité totale de la batterie car le même processus s’applique en décharge.
Les utilisateurs de voitures électriques ont donc poussé au développement de BMS, les plus simples permettent de continuer à charger les éléments non « pleins » en dérivant le courant de charge autour de l’élément déjà plein (les plus complexes dérivent l’excès de charge des éléments pleins vers les éléments non pleins mais leur complexité me les fait écarter). Avantage : les dérives progressives de niveau de charge enter les divers éléments disparaissent puisque toute recharge complète réaligne les éléments sur la charge complète (top balancing). Inconvénient 1 : la fin de charge s’effectue à intensité réduite (compatible avec le courant de bypass des éléments du BMS), ce qui n’est pas l’objectif recherché en nautique (charge rapide pour éviter les heures moteur). Inconvénient 2, plus grave : ces BMS semblent fragiles, et le mode de défaillance semble être le mode « bypass » qui va donc,une fois la charge terminée, vider progressivement l’élément concerné !
Par ailleurs ces déséquilibres entre éléments d ’une même batterie semblent très liés aux fortes intensités typiques des véhicules électriques, or en utilisation servitude marine les intensités sont modérées
Donc le consensus des utilisateurs nautiques est de ne pas mettre de BMS, simplement un voltmètre multi-cellules pour s’assurer que chaque élément reste dans les limites de voltage « autorisées » (avec alarme et/ou deconnection automatique si on sort des clous) ; il reste à l’utilisateur soigneux à égaliser ses éléments, une fois par an, avec un chargeur d’appoint connecté sur un élément à la fois.
Pour les chargeurs classiques de qualité (dans mon cas un MultiPlus et des alternateurs avec régulateur externe paramétrable) il n’y a pas de problème particulier pour charger des batteries Li, simplement mettre les bons paramètres et couper le processus de charge si un élément de la batterie atteint le voltage maxi.
Pour revenir à la question initiale du chargement par panneaux solaires les questions qui le tracassent sont :
trouver des équipements (panneaux , régulateurs solaires) dont le rapport qualité/prix soit correct : je veux bien payer 2€/watt (et même 3 chez certains) à condition d’avoir la qualité correspondante et pas seulement un nom connu ajouté sur un panneau lambda
m’assurer que les équipements choisis seront compatibles avec des batteries Li, ce qui n’est pas si évident : si possible pas de floating (ou relativement bas en voltage) car ces batteries n’aiment pas ce mode ; mais alors comment re-déclencher la charge (qui demande un voltage légèrement plus élevé) sans installation complexe ? En fait l’idéal serait que le moniteur de batterie (BVM 602 ou équivalent) puisse déclencher la charge solaire lorsque les batteries passent sous une valeur prédéterminée (disons 85%), la déconnection se faisant ensuite sur le voltage de fin de charge. Si vous connaissez un moniteur qui fournit, sur sortie utilisable par un micro-PC, les infos qu’il propose à l’affichage, c’est jouable. L’autre méthode serait de ne brancher les panneaux que lorsque je suis à bord, leur rôle étant alors limité à compenser la consommation (frigos, pilote, etc...) et la consommation nocturne assurant dans tous les cas qu’au petit matin la batterie est partiellement déchargée et donc prête à accepter du courant d’origine solaire
choisir entre 3 petits régulateurs et un gros, réponse fournie par Tilikum, mais bémol de Johann (sauf que le 15A Morningstar coute le prix du 50A Victron...) - et du reste si la qualité / fiabilité du régulateur Victron est mise en doute, sur quelle base considérer que leurs panneaux solaires valent le surcout par rapport au bas de gamme ?
Tout ce qui précède n’est que mon opinion et n’engage que moi, et tout commentaire même contradictoire sera accueilli par moi avec intérêt !