Panneaux solaires, alternateurs, chargeurs… Quelles solutions pour recharger mes batteries tout en les protégeant ?
S’il existe plusieurs solutions pour produire de l’électricité à bord d’un bateau ou d’un véhicule terrestre, l’un des facteurs à prendre en compte est la protection du parc de batteries. Panneaux solaires, alternateurs, chargeurs… tour d’horizon de ces technologies et de leur capacité à charger vos batteries tout en les protégeant.
Le bilan électrique : une première étape cruciale avant de dimensionner le système de recharge des batteries
Avant de renouveler votre parc de batteries, il vous faudra avant tout calculer votre bilan électrique. Cette première étape est indispensable et consiste à calculer la consommation électrique quotidienne à bord du véhicule maritime ou terrestre. C’est à partir de ce calcul que vous pourrez déduire la taille idéale de votre parc de batteries de servitude.
Pour réaliser un bilan électrique, la consommation électrique de chaque appareil doit donc être estimée en nombre d’Ampères ou de Watt consommés par heure, suivant la valeur choisie.
Ce bilan électrique vous servira ensuite à dimensionner votre système de charge de batterie et à choisir la solution de recharge la plus adaptée à vos besoins. Chargeur de quai, alternateur, panneaux solaires, éolienne, hydro générateur, alternateur d'arbre d'hélice… La charge des appareils présents à bord peut se faire de différentes façons. Or, chacune de ces solutions de charge présente des caractéristiques et des coûts d’utilisation différents.
Quels sont les moyens de charge en électricité ?
Le chargeur de quai : un essentiel pour les navires
A condition d’être correctement dimensionné, le chargeur de quai permet de recharger en une nuit les batteries des appareils présents à bord de votre bateau. Le tout, en étalant la consommation instantanée du bord.
Pour une protection optimale de votre parc de batteries, les constructeurs conseillent une puissance de charge comprise entre 20% et 25% de la capacité de charge des batteries. Il vous faudra cependant garder à l’esprit que le temps de recharge avec ce type de chargeur dépend essentiellement de l’intensité disponible sur le quai. Ainsi, votre bateau devra se trouver obligatoirement à quai pour pouvoir profiter d’une alimentation 220 V.
Le chargeur de quai est un système excellent en charge pure, capable de gérer l'autodécharge des batteries, silencieux et indépendant des conditions météo. Peu coûteux, il permet de recharger les batteries à 100%.
L'alternateur et le régulateur, un investissement intelligent
Couplé avec le moteur principal du véhicule, l’alternateur se met à charger la batterie de votre véhicule maritime ou terrestre dès que celui-ci démarre, et ce, indépendamment de la météo. Cependant, les alternateurs de type standard comprenant un moteur in board ne suffisent pas toujours pour couvrir la recharge de l’ensemble du parc batterie. Ils sont souvent tout juste assez puissants pour recharger la batterie de démarrage d’un véhicule diesel, et nécessitent donc d’être remplacés par un modèle plus puissant.
Par exemple, avec un alternateur de 100 ou 120 Ampères équipé d'un chargeur ou d’un régulateur d'alternateur délivrant une charge en 3 phases, il sera possible de charger entièrement des batteries avec 8 h de moteur.
L’installation d’un ensemble alternateur / régulateur vous coûtera environ 1 500 €. Le combustible nécessaire au fonctionnement du moteur revient, lui, à 0,06 € par Ah produits. Toutefois, aucun coût de combustible ne vient s’ajouter lorsque la propulsion est en route. Du côté des inconvénients, il est bon de noter qu’avec ce type de système, la charge avec moteur éteint est impossible. De plus, ils n’offrent pas le meilleur rendement en charge pure et ne permettent pas de gérer l'autodécharge des batteries.
Charger efficacement et à moindre coût vos batteries grâce aux générateurs (groupes électrogènes) essence ou diesel
En fonction de leur taille, les générateurs essence ou diesel produisent jusqu’à 100KW. Pour qu’un groupe électrogène fonctionne efficacement, il est essentiel de disposer d’un chargeur de quai d’une grande puissance. Ce dernier doit avoir la capacité d’absorber la production du générateur.
Qu’ils fonctionnent à essence ou diesel, ces générateurs sont assez silencieux, grâce à un cocon protecteur insonorisant. La recharge de batteries se fait alors via le groupe électrogène et à travers le chargeur. Le temps de charge dépend du ratio entre le courant fourni par le chargeur et la taille du parc de batteries à charger. Ainsi, un parc de 800 Ah , nécessitera 8 heures de charge avec un chargeur de 100 A. Ce type de générateur nécessite un investissement initial d’environ 5 000€ et vous coûtera 0,03 € par Ah produits.
S’équiper de capteurs photovoltaïques, une solution aux résultats variables
L’installation de panneaux photovoltaïques est relativement économique - environ 1000 € - et présente l’avantage d’éliminer les coûts d’achat de combustible. Autre avantage, les panneaux photovoltaïques sont totalement silencieux.
Cependant, même dans des conditions d’ensoleillement optimales, les panneaux solaires seuls ne suffisent pas à recharger entièrement une batterie. C’est l'inconvénient de ces capteurs dont le fonctionnement dépend fortement des conditions météorologiques. Les panneaux photovoltaïques peuvent produire une moyenne de 20 A lors d’une journée à ciel couvert et jusqu’à 150 A lors d’une journée ensoleillée. Enfin, vous devrez disposer d’une grande surface sur votre véhicule pour pouvoir installer ce type d’équipement.
La pile à combustible : performante mais coûteuse
La pile à combustible a l’avantage d’être à la fois non polluante, silencieuse et de garantir une production autonome d’électricité en toute circonstance météorologique. Ce générateur utilise la transformation électrochimique présente dans une pile, d'eau et de méthanol à l'anode, et d'oxygène à la cathode, avec comme seuls produits de dégagement de l’eau et du CO2. Les piles à combustible vous permettront de recharger les batteries de votre véhicule à 100%.
Le prix d'installation d’une pile à combustible est d’environ 6000 €, avec un combustible assez élevé, coûtant plus ou moins 0,5 €/Ah produit.
Les hydro générateurs, des solutions de charges parfaites pour les grandes traversées en bateau
Installés soit sur le tableau arrière, soit sous la coque du bateau, les hydro générateurs se composent d’un alternateur posé sur un axe, dont le mouvement est actionné par une hélice immergée à l’arrière du navire. La production d’énergie de ce type de générateurs dépend de la vitesse du bateau et oscille aux alentours de 10A. Leur puissance de recharge se situe entre 0 et 120 Ah/jour et varie en fonction des conditions de navigation et de la météo.
Lors de grandes traversées, les navires naviguent plusieurs jours d’affilée et l'hydro générateur est actif 24h/24. De surcroît silencieux, ces équipements vous permettent alors de recharger les batteries tout en étalant la consommation du bord. Leur prix est d’environ 6 500€ et une telle installation ne nécessite pas de combustible supplémentaire.
Les éoliennes : des équipements peu chers, mais qui peuvent s’avérer trop bruyants
Totalement dépendante de la force du vent, la production d’une éolienne est de 0 à 240 Ah/jour. Pour augmenter cette production ou tenter d’atteindre l’autonomie énergétique sur un bateau de plaisance, il est possible d’installer deux éoliennes. Cependant, l’installation et l’équilibrage doivent être effectués avec le plus grand soin. En effet, les hélices des éoliennes peuvent provoquer des sifflements et des vibrations sur l’ensemble votre embarcation. Le prix d’un tel équipement tourne autour des 2500 € et ne nécessite pas de coût supplémentaire pour le combustible.
Les alternateurs d'arbre pour les bateaux : un système facile d’utilisation et éprouvé
Également appelés alternateurs de sillage, ces équipements utilisent la rotation de l’arbre d’hélice, laissé libre, moteur éteint, pour produire du courant. Ils ne fonctionnent que lorsque le bateau est en mouvement. En effet, sur un voilier par exemple, la vitesse du navire actionne l'hélice immergée, qui fait fonctionner, à son tour, l'alternateur d'arbre.
Si la plus grande partie de la production des alternateurs s’effectue à la vitesse de 3 nœuds, ils atteignent leur puissance maximale à partir de 5 nœuds. A cette vitesse, les alternateurs d’arbres produisent entre 20 et 25 A. Ainsi, ils sont très utiles pour les grandes traversées, puisqu’ils permettent de charger les batteries en totalité sur une période d’environ 12h, tout en étalant la consommation du bord. Ces chargeurs se font de plus en plus rares et tendent à être remplacés par des sail drive, moins encombrants et plus silencieux.
Vous l’aurez compris : chaque solution de recharge présente ses avantages et ses inconvénients. Pour choisir un système de charge adapté, il convient donc de prendre en compte, le budget que vous souhaitez allouer à votre équipement de charge, la place disponible à bord du véhicule, ainsi que les besoins énergétiques et leur traduction en capacité de batterie. Quitte à combiner différentes installations.
Conscient de ces enjeux Dolphin Charger conçoit, fabrique et distribue une gamme complète de solutions de conversion d’énergie robustes et intelligentes. Ce spécialiste de la marine et du roulant propose notamment 4 gammes de chargeurs de batterie, allant de 10 à 100A. Un projet ? Une question ? Parlez-nous de vos besoins.
Les données chiffrées de cet article sont issues du travail de François Meyer, journaliste nautique, dont vous pouvez retrouver les articles sur le site IntoTheBoat.
