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Projet système de charge batteries 12 Volts

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20015

Question Forum Électricité : Projet système de charge batteries 12 Volts

DamyNox
Membre inscrit
DamyNox
3 messages
Bonjour ou bonsoir messieurs ou mesdames !

Je me permets de faire appel à vous car j’ai besoin d’aide pour réaliser un projet de bricolage en électricité !

Je souhaiterais réaliser un système de charge (avec régulateur de charge, etc...) de deux batteries 12 Volts (type voitures) reliées à un onduleur DC 12/AC 230 Volts 6000 Watts. La source de charge ne sera pas des panneaux photovoltaïques, comme la plupart des projets semblables, mais un alternateur que je compte fabriquer moi-même avec un système de conversion de courant en continu et de redressement de celui-ci ! Je souhaiterais qu’il y ait toujours du courant entre les batteries et l’onduleur, afin qu’il n’y ait pas d'interruption pour charger les batteries et que, pendant la charge de celles-ci, le circuit puisse toujours fonctionner. Mais tout cela dépends du courant apporté pour la charge des batteries et du matériels utilisés !

Voici un exemple de projets semblables mais avec des panneaux photovoltaïques !

Pour agrandir l'image, cliquez dessus.
Schéma branchement panneau solaire régulateur batteries

Mon but ici est donc de remplacer les panneaux photovoltaïques par un alternateur avec système de redressement du courant et de conversion du courant en continu, fabriqué par moi-même, et de rajouter une autre batterie ! (Et de, sûrement, changer le régulateur de charge pour en mettre un plus adapté !)

Et c’est là que j’ai un problème, il me manque la partie théorique pour réaliser cette alternateur ! J’ai découvert que l’on pouvait réaliser un alternateur avec des bobines de cuivre émaillées et des aimants permanents en néodymes grâce à la chaîne de BapLab ! (https://www.youtube.com/channel/UC-gQMdaDOU8MSvpoG9xLNlg) J’ai regardé toutes ses vidéos sur le sujet surtout celle ou il réalise un alternateur en triphasé qui monte jusqu’à 30 Volts et un peu plus de 3 à 5 ampères ! Après avoir vu toutes ses vidéos, j’ai eu beaucoup de questions qui me sont venues en tête, notaments, sur le côté théorique de la conception de ce type d’alternateurs et je l’ai donc contacté par mail pour y trouver les réponses dont j'avais besoins pour réaliser mon projet ! Sauf que je n’ai jamais eu de retour à mon mail même après relance par tous les moyens possible ! (Il n’était plus actif depuis un an déjà, j’aurais donc dû m’en douter que je ne recevrais pas de réponse et que j’aurais dû venir ici plus tôt avec mes questions !)

Ces questions les voici :
- 1) J'ai réalisé beaucoup de recherches sur ce sujet et j'aimerais réaliser un circuit, avec un régulateur de charge et l’alternateur fabriqué plus tôt, permettant de charger deux batteries (type voiture) en 12 volts afin de relier ces dernières à un onduleur pour avoir du 220-230 volts 3000-6000 Watts. Pensez-vous que mon projet est réalisable ?

- 2) Pour faire écho à ma première question, je pense que ce projet est réalisable mais ce que j'aimerais savoir c’est : Comment déterminer le nombre de bobines et leurs propriétés (Spires, taille, nombre, etc.) et d'aimants (la puissance des aimants, etc.), les dimensions (du rotor, stator, etc.), etc. afin d'augmenter le Voltage et l'Ampérage ? Par le fait, quel est le côté théorique pour réaliser ce type de générateur (l’alternateur) et augmenter le Voltage et l'Ampérage ?

- 3) Dans une de ses vidéos (à BapLab), il a présenté un livre parlant de la conception d'une éolienne ainsi que d’un alternateur (Référence : “Construire une Éolienne” de Hugh Piggott.). Pourriez-vous, s'il-vous-plaît, me conseiller d'autres livres traitants de ce type de générateur (l’alternateur) ainsi que de sa conception de façon théorique et pratique et aussi de façon complète et correcte ?

- 4) Je suis à la recherche d’un régulateur de charge pour mon projet et j’ai trouvé celui-ci :
Régulateur de charge Kemo
Pensez-vous qu’il est adapté à mon projet ? Si non, pourriez-vous m’en conseiller un plus adapté s’il-vous-plaît ?

- 5) Comment déterminer le courant nécessaire pour charger une ou plusieurs batteries ? Par le fait, comment déterminer l’Ampérage et le Voltage nécessaire pour charger une ou plusieurs batteries (Dans le cadre de mon projet, de deux batteries ?) ?

- 6) Pour redresser le courant, il faut ajouter au circuit un condensateur et pour convertir le courant en continu, il faut réaliser un “Pont de diode”. Pour le condensateur : Comment le choisir ? Pour le “Pont de diode” : Comment le réaliser et quelle est le côté théorique de celui-ci (Comment choisir les composants (Diodes, etc.), etc.) ?

Globalement, je pense que mon projet est réalisable pour la conception de l'alternateur (Pour les vidéos de BapLab, c’est le principe même du fonctionnement des alternateurs !) mais sans le côté théorique, et sans les explications pour la conception et les améliorations, je ne peux pas aller plus loin !

Je vous remercie de vos temps de lectures et de vos patiences ! Je suis désolé du dérangements que j’ai pu causer ! En attentes de vos réponses, je vous souhaite une agréable journée ou soirée et prenez bien soin de vous et de vos familles !
Cordialement.
DamyNox.

13 juin 2020 à 12:48
Réponse 1 d'un contributeur du forum électricité

Projet système de charge batteries 12 Volts

Martien-071
Membre inscrit
Martien-071
265 messages
Martien-071 ne fait que passer ... il va réfléchir... mais déjà quelques délires :

Bonjour Terrien !
J'aime beaucoup voir des personnes qui cherchent et expérimentent. Ici la tâche est ardue !
Loin de moi l'idée de casser votre élan !

Il y a certaines choses qu'il ne faut pas perdre à l'esprit notamment la citation apocryphe du terrien Antoine Lavoisier : "Rien ne se perd, rien ne se crée, tout se transforme ". Antoine était chimiste mais ceci s'applique aussi à l'énergie et à la conservation de celle-ci.

Alors ... un onduleur capable de fournir une puissance de 3000 à 6000 W en 220 - 230 V à partir de batterie de 12V type voiture(*)... sweat
Conservation de l'énergie ... conservation de la puissance ... (entre énergie et puissance il n'y a qu'une question de temps : Énergie = Puissance x Temps). Il y a aussi conservation/transmission de la puissance.

Donc 3000 - 6000 W en 220 - 230V veulent dire aussi 3000 - 6000 W en 12 V ! (transfert de la puissance purement théorique *)
ET pour obtenir 3000 W en 12 V il faut 250 Ampères, pour 6000 W en 12 V il faut 500 Ampères ! funk
La batterie de voiture va souffrir ! (250 A c'est le courant qu'elle peut tenir pendant quelques secondes pour le démarreur d'une voiture et 500A on est très près du courant de court-circuit s'il n'est pas déjà atteint).

Pour que le système puisse fonctionner en continu il faut que l'alternateur soit capable de charger la batterie le cas échéant et de fournir la puissance demandée au niveau de l'onduleur.

Il conviendrait de diminuer la puissance ou de choisir des batteries plus adaptées.
Certains mettraient des batteries en parallèle... si théoriquement c'est envisageable je n'aime pas trop ce genre de montage car comme sur Terre rien n'est parfait, 2 batteries identiques n'ont pas la même résistance interne.

Je pense que dans un premier temps il vaudrait mieux expérimenter avec un système sous forme de maquette, en plus modeste. Si tout fonctionne, voir en plus grand.

* "théorique" car sur Terre rien n'est parfait, il faut prendre en compte la puissance absorbée par l'onduleur.

Remarque concernant les batteries de voiture :
- Dans un véhicule à moteur thermique, la batterie n'est qu'un réservoir d'énergie dont la fonction principale est de permettre le démarrage du moteur thermique (Mise sous tension de la gestion et démarreur).
Lorsque le moteur thermique tourne, la batterie permet de garder une tension stable et de pallier à d'éventuels appels de courants importants.
Lorsque le moteur tourne, c'est l'alternateur qui fournit l'énergie électrique.
Mesurez le "12 V" sur une voiture ... moteur à l'arrêt 12-12,6 V moteur en marche 13 - 13,6/14V.

=> Ce que l'on demande à une batterie de voiture est d'être capable de fournir un courant important pendant quelques secondes (plusieurs centaines d'ampères) pour faire tourner le démarreur.

Évidemment on se permet des petits écarts et on s'en sert pour laisser des feux de positions éclairés, et de maintenir divers dispositifs électriques/électroniques sous tension.

- Elles ne sont pas prévues pour des cycles charges/décharges, dans un véhicule elles restent toujours chargée.
Dans le cas de charges/décharges mieux vaut s'orienter vers des batteries dédiées à la traction.

- Une mauvaise utilisation peut provoquer des catastrophes.
https://www.youtube.com/watch?v=LwfPaUd274E
Autre chose que la clef déposée sur la batterie dans le film "Le Corniaud" juste un petit pschitt) n'est-ce pas ?

Cordialement, Martien-071

"Sur Mars, l'énergie est détenue par les martiens !"
13 juin 2020 à 14:24
Réponse 2 d'un contributeur du forum électricité

Projet système de charge batteries 12 Volts

DamyNox
Membre inscrit
DamyNox
3 messages
Bonjour @Martien-071 !

Merci beaucoup de votre réponse !

Pourtant, comme je l'ai dit dans mon sujet, des circuits similaires existent avec des panneaux photovoltaïques et je ne pense pas qu'ils livrent la même puissance en entrée et en sortie de l'onduleur ? A moins que je n'ai pas compris le fonctionnement ce qui est possible !

Voici un exemple du fonctionnement de circuit de charge solaire :
https://www.youtube.com/watch?v=jIEAHx5Qyks&t=14s

(Est-ce que cela voudrait dire que ces gens mentent et que le circuit est faux ?)

Pourtant le principe de l'onduleur (que je confonds souvent avec le convertisseur !) n'est-il pas de transformer le courant fort en courant faible ou vice et versa ? Il me semble c'est ce que j'ai appris mais après peut-être que je me trompe et que j'ai aussi mal compris !

Je vais suivre vos conseils et je vais faire des tests ! (Pas tout de suite car il faut que j'achète le matériel mais sûrement dans le courant de la semaine prochaine !).

Je vous remercie de votre réponse qui m'éclaire ! Au moins vous m'apportez des choses ! Car quand on a des questions auxquelles on ne trouve pas les réponses, on est un peu perdu ! Merci beaucoup !

Je vous souhaite une très bonne journée et prenez bien soin de vous et de votre famille !
Cordialement. DamyNox.

13 juin 2020 à 15:25
Réponse 3 d'un contributeur du forum électricité

Projet système de charge batteries 12 Volts

Bricovidéo
Administrateur
Bricovidéo
9 253 messages
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Bonjour à toutes et à tous.
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En vous en remerciant par avance.
Cordialement, l'équipe de Bricovideo.com
13 juin 2020 à 16:12
Réponse 4 d'un contributeur du forum électricité

Projet système de charge batteries 12 Volts

Martien-071
Membre inscrit
Martien-071
265 messages
Bonjour,

Je me suis peut-être mal exprimé.
Dans quelques convertisseur que ce soit ... transformateur, onduleurs, ou même groupe électrogène la puissance à l'entrée doit être au moins égale à la puissance demandée en sortie + la puissance absorbée pour le fonctionnement du convertisseur. Si on veut 100 W en sortie, il faut au moins 100 W en entrée.
Vous évoquiez des convertisseurs capables de délivrer 3000 W ou 6000 W, il leur faut respectivement 3000 W + la puissance nécessaire au fonctionnement du convertisseur et 6000 W + la puissance nécessaire au fonctionnement du convertisseur pour délivrer leur puissance maximale. Évidemment si vous prenez un modèle 3000 W et que vous ne mettez qu'une charge de 500 W, il ne faudra que la puissance absorbée par le convertisseur pour son fonctionnement + les 500 W.
La puissance absorbée par le convertisseur est constante.

Dans le cas évoqué dans la vidéo :
2 panneaux solaire de 100 W chacun ==> puissance de 200 W max
1 régulateur de charge
1 batterie 12V 50 Ah (500A) les 500A sont le courant de démarrage admissible)
1 onduleur 12V / 220V 600 W
1 Projecteur halogène de 400 W (66,6 % de la capacité de l'onduleur)

Les panneaux sont en plein soleil => la pleine tension et le plein courant de charge sont disponibles :
- tension aux bornes de la batterie 13,9 V d'après le régulateur.
- courant de charge 12 A. 12 A de courant de charge est déjà fort élevé pour une batterie acide-plomb. On préfère un courant de 1/10 de la capacité de la batterie ici ce serait 5A pour éviter des échauffements, des dégagements important d'hydrogène et assurer une longue vie à la batterie.
Il ne faut pas oublier que la charge d'une batterie est un phénomène avec réaction chimique et il faut laisser le temps à la réaction de s'effectuer.
Lorsque l'auteur démarre l'onduleur avec la charge de 400W (projecteur halogène), le courant de charge augmente et passe de 12,20 A à 12,40 A et la tension aux bornes de la batterie descend à 12,5 V.
Tout fonctionne très bien comme il est dit. L'onduleur délivre les 400 W.
Il aurait été intéressant de mesurer le courant pris par l'onduleur mais celui-ci est d'au moins 400/12,5 = 32 A Disons 33 A avec la consommation de l'onduleur.

La batterie a une capacité de 50Ah (du moins à l'état neuf) ... avec la charge de 400 W en gros on en a pour un peu plus d'une heure d'éclairage sans charge de batterie (panneaux solaires dans le noir).
En plein soleil ... Il faut toujours 33 A pour alimenter l'onduleur et son projecteur mais il y a 12 A en provenance des panneaux solaires => courant de décharge de la batterie : 33 A - 12 A = 21 A.
Le projecteur halogène pourrait rester allumé pendant 2 petites heures puis fini cry il faut laisser le temps à la batterie de se recharger. Avec 12 A de courant de charge ... environ 4-5h.

En ce qui concerne la terminologie ... Convertisseur, Onduleur :
Onduleur implique que l'on passe d'une tension/courant continu à de l'alternatif, le nom convertisseur a un connotation plus générale et désigne un dispositif qui adapte les grandeurs électriques. Ainsi on peut avoir un convertisseur DC-DC ou DC-AC ou AC-DC.
Un onduleur est un convertisseur mais un convertisseur n'est pas nécessairement un onduleur. sweat Un peu comme le carré qui est un rectangle et le rectangle qui s'il n'a pas ses 4 côtés de longueurs égales n'est pas un carré. funk

Cordialement,
Martien-071

"Comme tous les martiens, Martien-071 a appris beaucoup de choses, sait les utiliser mais a bien du mal à s'exprimer."
13 juin 2020 à 18:13
Réponse 5 d'un contributeur du forum électricité

Projet système de charge batteries 12 Volts

DamyNox
Membre inscrit
DamyNox
3 messages
Bonjour @Martien-071 !

Merci beaucoup de votre réponse !

Merci beaucoup pour ces rappels de notion ! En cours, on nous a expliqué ces notions mais j'ai eu du mal à les retenir donc merci pour ce rappel !
Je me rends compte que finalement je ne connais pas très bien mon sujet de projet ! Merci beaucoup pour vos explications !

Il n'y a une chose que je comprends pas, veuillez m'excuser, le but de mon projet et qu'elles (la ou les batteries !) restent toujours en charge et que le régulateur de charge contrôle celle-ci afin d'éviter les surcharges (et le vieillissement accéléré de ces dernière !) !
Pour que je puisse utiliser mon onduleur à 6000 watts, par exemple, il faut que les batteries délivrent la même puissance ! Mais comment brancher les batteries pour avoir la puissance nécessaire ? Et comment la source de charge (à savoir ici l'alternateur fabriqué par moi même !) va pouvoir charger toutes ces batteries ? (Sachant que dans un régulateur de charge, l'ampérage est limité et plutôt bas en général !).
J'ai oublié de préciser que la charge, par le fait, sera toujours en continu sauf pour interruption quand la batterie est chargée mais, une fois déchargée, le régulateur de courant laisse passer le courant pour réalimenter la batterie donc normalement il ne devrait pas y avoir d’interruption total du circuit pour la charge ! (A moins que, ici, je n'ai pas compris le fonctionnement du régulateur de charge et je m'en excuse !).

Je vous remercie pour toutes vos réponses et votre patience, je vous souhaite une très bonne journée et prenez bien soin de vous et de votre famille !
Cordialement. DamyNox.

14 juin 2020 à 17:38

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Septembre 2020. Bonjour à toutes et à tous.
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