Comment assurer lautonomie nergtique sur un bateau

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Comment assurer lautonomie énergétique sur un
bateau
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• Afin dassurer lautonomie énergétique dun
  bateau 3 étapes sont nécessaires
• Réaliser un bilan énergétique et rechercher les
  solutions les moins énergivores afin de diminuer
  la consommation énergétique. Ce bilan va nous
  permettre ensuite de dimensionner la batterie
  nécessaire.
• Choisir des sources dénergies renouvelables et
  les dimensionner en fonction de la capacité de la
  batterie.
• Choisir un régulateur de charge de la batterie en
  fonction du choix des sources dénergie

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CALCUL DU BILAN DÉNERGIE
Pour réaliser un bilan il faut commencer par
l'inventaire du matériel électrique utilisé en
relevant pour chacun la puissance nécessaire à
son fonctionnement.Ensuite l'énergie  consommée
en est déduite en estimant la durée d'utilisation
de chacun des appareils sur une période de 24
heures.
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Détail d'un bilan énergétique non optimisé d'un
bateau de 11m.
Afin doptimiser la consommation énergétique à
moindre coût la solution envisagée est de
remplacer

• léclairage intérieur par des lampes
  fluocompactes. Cela permettra de diviser par 5 la
  puissance absorbée par ampoules au niveau de
  léclairage intérieur.

• le feu de mât qui fonctionne pendant 10 h par
  un feu de navigation à LED. Cela permettra de
  diviser par 10 la puissance absorbée pour le feu
  de route.

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bilan énergétique optimisé d'un bateau de 11m.
Soit une économie de 460 Wh
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ÉCLAIRAGE EXTÉRIEUR
EXTRAIT CATALOGUE PLASTIMO
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ÉCLAIRAGE INTÉRIEUR
EXTRAIT SITE INTERNET SEATRONIC
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CHOIX DE LA BATTERIE
Le bilan énergétique nous permet de dimensionner
la batterie nécessaire. Plusieurs critères sont à
prendre en compte pour le choix de la batterie
1. La technologie 2. Dimensionnement de la
capacité. 3. Durée de vie et nombre de
cycles. 4. Les dimensions. 5. La masse.
6. Le coût.
Exemple dimensionnement de la capacité
CONSOMMATION TOTALE POUR 24H  W 474 Wh
Q 39,48 Ah Sachant que la batterie ne doit pas
être déchargée à plus de 80 de sa capacité
nominale afin doptimiser sa durée de vie, la
batterie ne pourra être inférieure à 39,48/0,8
49,35 Ah. Il faudra donc choisir une batterie
de 50 Ah
Batterie AGM 12 V 55 Ah
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CHOIX DES PRODUCTEURS DÉNERGIE
Plusieurs solutions sont envisageables,
hydrogénérateur, pile à combustible, éolienne,
panneau solaire.. Nous avons retenu dans le
cadre de cette étude le panneau solaire et
léolienne pour leur facilité de mise uvre et la
transposition possible des ces deux solutions au
niveau domestique.
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LES DIFFÉRENTS TYPES DE PANNEAU SOLAIRE
Un panneau solaire fonctionne par un  effet
photovoltaïque c'est à dire par la création d'une
force électromotrice liée à l'absorption
d'énergie lumineuse dans un solide. Il en existe
de différents types pour une application marine
Panneau flexible ou semi flexible ils acceptent
une flexion pour épouser les courbures du pont
sur lequel ils peuvent être fixés directement
(résistants au piétinement).
Panneau rigide à fixer sur un portique orientable
ou non.
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UTILISATION DE L'ÉNERGIE GÉNÉRÉE PAR LE PANNEAU
SOLAIRE

• Utilisation en stockage
• Pour éviter toute opération manuelle, il est
  judicieux d'utiliser l'énergie produite pour
  recharger les batteries. Dans ce cas il est
  conseillé de passer par un régulateur pour
  contrôler la charge de la batterie.
• Utilisation en direct
• Un panneau solaire peut être utilisé en direct
  sur un appareil comme une résistance de
  dissipation ou un chauffe eau.Dans ce cas il est
  important de vérifier que les intensités
  maximales pouvant  être atteintes par le panneau
  ne dépassent pas les limites admissibles de
  l'appareil. Des appareils électriques classiques
  tels que des réfrigérateurs ne pourront pas être
  alimentés sans l'intermédiaire de batterie. En
  effet, la puissance fournie par les panneaux
  solaires sera soit trop faible pour faire
  fonctionner l'appareil, soit trop importante ce
  qui pourra le détériorer.
• Utilisation mixte (stockage et directe)
• L'utilisation optimale consiste à utiliser le
  panneau solaire pour une utilisation directe
  quand la batterie n'a pas besoin d'énergie et
  pour recharger la batterie si celle ci est
  déchargée. Il existe des dispositifs
  (régulateurs) permettant d'orienter la tension de
  sortie en fonction du besoin.

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PRODUCTION DUN PANNEAU SOLAIRE
Les panneaux solaires sont un moyen efficace et
silencieux pour disposer d'énergie à bord
particulièrement l'été. Contrairement aux idées
reçues la différence de puissance diffusée par le
soleil entre le nord et le sud de la France n'est
pas si significative que cela (25 de moins en
Bretagne par rapport au sud). Par contre en
fonction de la saison, la production varie du
simple au triple. Le tableau ci dessous montre
la quantité d'énergie disponible pour un panneau
de 100W en Bretagne en fonction de la
saison valeur indicative extraite des
relevés de l'Atlas Européen du rayonnement
solaire
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CHOIX DU PANNEAU SOLAIRE
Comment choisir Pour choisir un panneau solaire
il faut tout d'abord déterminer ce qu'il doit
apporter en énergie quotidienne (en Ah). Il faut
ensuite définir quel support est le mieux adapté
à votre bateau panneau solaire semi rigide
(fixation sur le pont) panneau solaire rigide
(fixation sur portique). A noter que les
panneaux solaires peuvent être montés en
parallèle sans aucun problème particulier. Le
choix sest porté sur un panneau solaire de
faible puissance car celui-ci vient en complément
de la production énergétique de léolienne.
Panneau solaire solara rigide 27
watts Caractéristiques Tension 12 Volts.
Puissance 27 Watt. Dimensions en mm
54045735 Poids 3 Kg
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LES DIFFÉRENTS TYPES DÉOLIENNE MARINE

Éolienne tripales Éolienne multipales
Éolienne à axe vertical
hélicoïdale
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PERFORMANCES DES ÉOLIENNES
Influence du nombre de pales d'une éolienne Moins
il y a de pales, meilleur est le rendement
(lorsqu'il y a trop de pales, la pâle précédente
perturbe l'air arrivant sur la pale
suivante). Par contre une éolienne avec un plus
grand nombre de pales démarrera plus tôt.
Éolienne à axe vertical Avec un rendement
désormais équivalent voir supérieur aux éoliennes
"classiques", ce type déoliennes permet de
saffranchir des limites introduites par la
taille des pales et leur vitesse de rotation.
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BRANCHEMENT ÉLECTRIQUE DE LÉOLIENNE
Le branchement électrique est très simple car
seulement deux fils sont à connecter. La
puissance d'une éolienne étant variable il est
nécessaire d'utiliser un régulateur pour éviter
de surcharger les batteries ou pour exploiter au
mieux l'énergie disponible. Selon les modèles
les régulateurs sont soit intégrés soit déportés
de l'éolienne.
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CHOIX DE LÉOLIENNE
Le choix sest porté sur léolienne sur
léolienne Rutland 503, elle se caractérise par
son faible encombrement.
Caractéristiques Elle démarre à partir de 5
nuds de vent. Puissance délivrée a 20 nuds de
vent 25 W Puissance maxi à 30 nuds de vent
45 W 6 pales au profil aérodynamique protégées
par un panneau. Diamètre 510 mm Longueur 220
mm Poids 3,5 Kg
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PRODUCTION ÉNERGÉTIQUE DE LÉOLIENNE RUTLAND 503
En considérant pour une journée un vent en
moyenne de 15 nuds (27,8 km/h), léolienne
fournira un courant de 1 A. Soit pour une
journée une énergie (W U x I x t) de 288 Wh
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RÔLE DU RÉGULATEUR

• Réguler la tension à ses bornes en fonction du
  niveau de charge de la batterie.
• Limiter le courant de charge.
• Dans le but doptimiser la charge de la batterie
  afin daugmenter sa durée de vie.

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PRINCIPE DE FONCTIONNEMENT
Quel que soit le type de batterie, la
recommandation des constructeurs est de respecter
un cycle de charge en trois phases.
Boost Respecter l'intensité maximale admissible
par la batterie Lors de cette phase, le chargeur
donne le maximum de sa puissance à la batterie
Absorption Durant cette phase, la batterie est
chargée à tension constante, elle absorbe de
l'énergie en fonction de son état de charge.
Floating La phase de floating consiste à
appliquer à la batterie une tension très proche
de la tension de la batterie au repos. Cette
tension peut être appliquée pendant des années
sans que cela porte préjudice à la
batterie.L'intérêt d'appliquer cette tension de
lutter contre le phénomène d'auto décharge qui
peut conduire à la sulfatation de la batterie.
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CHOIX DU RÉGULATEUR EN FONCTION DE LA SOURCE
DÉNERGIE
Régulateurs pour Éolienne Une éolienne,
contrairement à un panneau solaire ne peut être
laissée en circuit ouvert si tel était le cas,
ceci conduirait à la démagnétisation de
l'aimant.Par conséquent, les régulateurs devant
être utilisés fonctionnent selon le principe de
la diversion. Le régulateur est placé en
parallèle à la batterie et, en fonction de la
tension aux bornes de celle ci, il dévie
l'énergie en provenance de la source vers la
charge secondaire qui peut être par exemple un
chauffe eau.
Régulateurs solaires Le panneau solaire pouvant
fonctionner en circuit ouvert (sans charge) il
nest pas nécessaire de dévier lénergie. Le
régulateur adapte le niveau de tension en
fonction de létat de charge de la batterie.
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CHOIX DU RÉGULATEUR EN FONCTION DE LA SOURCE
DÉNERGIE
Lorsque les 2 systèmes de production éolienne et
panneau solaire sont couplés ensemble pour
assurer la recharge dune même batterie, il
existe des régulateurs capable de gérer ces 2
modes dalimentation. Exemple Régulateur
Marlec HRDX 12 V