Samlexpower SCC-30AB Le manuel du propriétaire

La page charge ...

Guide

d’Utilisation

Veuillez lire ce

guide avant de

faire fonction

-

ner votre

Contrôleur

de Charge.

Contrôleur

de Charge

Solaire de

30 Ampère

SCC-30AB

2

1. Les Consignes de Sécurité .................................................................................. 3

2. Une Description Générale du Système Solaire ................................................ 5

3. L’Information Générale – Les Batteries ............................................................. 8

4. Les Principes de Fonctionnement & Les Caractéristiques ............................... 21

5. La Construction, la Disposition et les Commandes ......................................... 35

6. L’Installation et le Fonctionnement ................................................................. 41

7. Le Dépannage ................................................................................................... 50

8. Les Spécications .............................................................................................. 53

9. La Garantie ...................................................................................................... 55

INDEX

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3

1

Les Consignes de séCurité

Veuillez lire ces instructions avant d’installer ou faire fonctionner le Contrôleur de Charge an de

prévenir toutes blessures corporelles ou dommages au Contrôleur de Charge..

Générale

La Conformité de l’Installation et du câblage

• L’installation et le câblage doivent être conformes aux codes locaux et au National Electric

Code (NEC); et doivent être effectués par un(e) électricien(ne) diplômé(e).

La prévention des décharges électriques

• Le conducteur de système Négatif doit être correctement mis à la terre. La mise à la terre

doit être conforme aux codes locaux.

• Un désassemblage ou une réparation doit être fait uniquement par un(e) électricien(ne)

qualié(e).

• Déconnectez tous raccordements latéraux d’entrée et de sortie avant de travailler sur les

circuits associés au Contrôleur de charge. Mettre l’interrupteur Marche/Arrêt du Contrôleur

de Charge dans la position Arrêt ne supprime pas entièrement les tensions électriques

dangereuses.

• Faites attention lorsque vous touchez les bornes nus des condensateurs. Les condensateurs

peuvent retenir des hautes tensions mortelles même après que l’appareil soit éteint.

Déchargez les condensateurs avant de travailler sur les circuits électriques.

L’environnement d’installation

• Le Contrôleur de Charge doit être installé à l’intérieur dans un endroit bien ventilé,

frais et sec.

• Ne l’exposer pas à l’humidité, la pluie, la neige ou aux autres liquides

Prévention des risques d’incendie et d’explosion

• L’utilisation d’un Contrôleur de Charge pourrait provoquer des étincelles ou arcs électriques.

Donc, le Contrôleur de Charge ne doit pas être utilisé dans un lieu contenant des matériaux

ou gaz inammables nécessitant des équipements ignifuges. Ainsi, ces lieux devrait

pas contenir des machines alimenter par essence, des réservoirs à carburant et/ou des

compartiments à batterie.

Précautions à prendre en utilisant des batteries

• Les batteries contiennent de l’acide sulfurique, électrolyte très corrosif. Faites attention

d’éviter tout contact avec la peau, les yeux et les vêtements.

• Les batteries produisent de l’hydrogène et de l’oxygène lorsqu’elles sont rechargées,

provoquant un mélange de gaz explosif. Ventilez à fond la zone de la batterie et, suivez

les recommandations du fabricant concernant l’utilisation de la batterie.

• Ne jamais fumer, ni mettre une amme à proximité des batteries.

4

1

Les Consignes de séCurité

• Soyez prudent et réduisez les risques de chute d’objet métallique sur la batterie car

ça pourrait: provoquer des étincelles, ou court-circuiter la batterie / les autres parties

électriques, et causer une explosion.

• Lorsque vous travaillez avec les batteries, enlevez tous vos objets contenant du métal;

par exemple des bagues, bracelets et/ou montres, etc. Les batteries pourraient produire

un courant de court-circuit sufsamment puissant pour souder le métal engendrant une

brûlure grave.

• Si vous devez enlever une batterie, retirez toujours la borne Négative (mise à la terre) de la

batterie en premier. Assurez que tous les accessoires soient éteints, pour ne pas provoquer

des étincellez.

À propos le Contrôleur de Charge

• Veuillez assurer que la Tension d‘entrée fournie au Contrôleur de Charge ne dépasse pas

50 VCC an d’empêcher tous dégâts permanents au Contrôleur de Charge. Assurez que

la Tension en Circuit Ouvert maximale (Vco) du Panneau/Générateur Solaire de 12V soit

inférieure à 50V. Si deux Panneaux Solaires nominaux de 12V sont utilisés en série pour

obtenir un générateur de 24V, assurez que la Tension de Circuit Ouvert maximale de

chaque panneau soit inférieure à 25V.

• Le courant nominal maximal ne devrait pas dépasser 30A. Le Courant de Court-circuit du

Générateur Solaire devrait être inférieur à 30A.

• La Tension de Batterie (nominale) ne devrait pas dépasser 24V. N’utiliser pas une batterie

avec une tension moins que12V.

• Chargez uniquement des Batteries au Plomb-acide de 12V ou 24V lorsque vous utilisez des

programmes de chargement standards ou, des batteries Ni-Cd lorsque les interrupteur DIP

de nombres 2~4 sont dans la position Marche.

• NE PAS court-circuiter le générateur / charge PV lorsque c’est connecté au Contrôleur car

ça pourrait endommager le Contrôleur.

• Le Contrôleur doit être à l’abri de la lumière du soleil. Assurez que la plaque frontale du

Contrôleur est bien dégagée pour faciliter la ventilation.

• Ne pas installer dans un compartiment scellé contenant des batteries.

• Ne jamais connecter le générateur solaire au contrôleur lorsque la batterie est

déconnectée; ça pourrait provoquer une forte tension en circuit ouvert aux bornes,

qui est assez dangereux

• Utilisez uniquement des ls en cuivre avec un régime d’isolation minimale de 75°C,

et d’un calibre américain de ls entre 10 AWG (5,2 mm2) et14 AWG (2,1 mm2) .

• Le conducteur Négatif du système doit être correctement mis à la terre. La mise à

terre doit être conforme aux codes électriques locaux.

5

2

Une Description Générale DU système solaire

Courbes de Courant (I), Tension (V) et Puissance (P) du Panneau , et

comment le Panneau Solaire est classié - Vco , Vpm , Icc , Ipm , Pmax

La Fig. 2.1. Courbes de Courant (I), Tension (V) et Puissance(P)

Une courbe de Courant (I) versus la Tension (V) d’un Panneau Solaire (la Courbe « I-V

») montre les combinaisons possibles de sorties de courant et de Tension. Une courbe

I-V typique pour un Panneau de 12V est montré à la Fig. 2.1.

La puissance dans un circuit électrique CC est le produit de la Tension et le courant.

Mathématiquement :

• Puissance (P) en Watts (W) = Le Courant (I) en Ampères (A) X la Tension (V) en Volts (V)

i.e. W = V x A

Un Panneau Solaire produit le maximum de courant quand il n’y a pas de résistance

dans le circuit, i.e. quand il y a un court-circuit entre les bornes Positive et Négative.

Le courant maximal est appelé le Courant de Court Circuit (Icc). Quand le panneau est

court-circuité, la tension dans le circuit est à zéro.

Inversement, la Tension maximale existe quand le circuit est brisé. Ceci est appelé la

Tension en Circuit Ouvert (Vco). Avec cette condition, la résistance est inniment haute

et il n’y a pas de courant, parce que le circuit n’est pas complet. La valeur typique

de la Tension en Circuit Ouvert est à peu près 0,5 – 0,6V par cellule pour des Cellules

Cristallines et 0,6 – 0,9V pour des Cellules Amorphes. Normalement, un panneau de

12V nominal se compose de 36 cellules en série et un panneau de 24V nominal se

compose de 72 cellules en série. Donc, la Tension en Circuit Ouvert des panneaux à

cellules cristallines serait la suivante :

- Panneau de 12V: 36 cellules x (0,5 à 0,6V par cellule) = 18V à 21,6V

- Panneau de 24V: 72 cellules x (0,5 à 0,6V par cellule) = 36V à 43,2V

Ces deux résistances de charge extrêmes, et la plage de conditions entre ces derniers,

sont indiquées sur la Courbe I-V, le courant, en Ampères, est sur l’axe Y vertical. La

tension, en V, est sur l’axe X horizontal..

6

2

Une Description Générale DU système solaire

La puissance d’un dispositif PV qui est disponible à n’importe point sur la courbe est le

produit de Courant (I) en Ampères et la Tension (V) à ce point, exprimé en Watts. Au

point de court-circuit, il n’y aucune puissance de sortie, car il n,y a pas de tension. Au

point de courant de court circuit, il n’y a pas de puissance de sortie, mais cette fois-ci

c’est parce qu’il n’y a pas de courant.

Point de Puissance Maximal et Puissance Nominal du Panneau Solaire

Il y a un point sur la cassure de la courbe I-V quand la puissance de sortie maximale est

obtenue, et ce point est appelé le Point de Puissance Maximale (PPM). La Tension et le

Courant à ce point sont appelées Vpm et Ipm (respectivement).

Les valeurs de Vpm et Ipm sont estimées du V

co

et Icc comme le suivant :

Vmp ≈ (0,75 – 0,9) V

oc

Imp ≈ (0,85 – 0,95) I

sc

La puissance maximale du Panneau Solaire en Watts (Pmax) provient des valeurs de tension

Vpm et de courant Ipm ci-dessus au Point de Puissance Maximal (PPM):

• Puissance Maximal en Watts, Pmax = Vpm X Ipm

Un exemple d’une Courbe I-V et les classications d’un Panneau

Solaire de 12V

La Fig. 2.2. Un exemple d’une Courbe I-V et classications d’un Panneau Solaire de 12V PV

= 2.5A

= 17A

=

= 2.7A

= 21V

COURANT DE COURT-CIRCUIT

PUISSANCE MAXIMALE =

TENSION * COURANT

TENSION EN

CIRCUIT OUVERT

7

2

Une Description Générale DU système solaire

Une Courbe I-V pour un Panneau Solaire typique de 12V est montrée à la Fig. 2.2. La

Tension en Circuit Ouvert Voc est de 21V et le Courant de Court Circuit I

sc

= 2,7V.

Le Point de Puissance Maximale dans la courbe au-dessus est située ou Vpm est de

17V, et le courant Ipm est de 2,5A. Donc, la puissance maximale, Pmax en watts, est

égale à 17V fois 2,5A, ou 42,5 Watts.

Conditions de Test Standards (CTS) pour les Spécications du

Panneau Solaire

La courbe I-V est utilisé pour comparer la performance du Panneau Solaire. La courbe

est donc, généré basé sur des Conditions de Test Standards (CTS) de lumière solaire est

d’une température de 25°C (et qu’il y aucun ombre sur le dispositif). Des conditions

Standards sont présumées de fournir 1,000 Watts d’énergie solaire par mètre carré

(1000 W/m

2

or 1 kW/m

2

). Ceci est appelé le pic de soleil. S’il y a moins que le pic de

soleil le courant de sortie du dispositif PV serait réduit par une valeur proportionnelle.

Par exemple, s’il seulement la moitié du pic de soleil fourni : (500 W/m

2

), la valeur du

courant de sortie est approximativement coupée en deux.

Les Facteurs Affectant la Tension et le Courant de sortie

d’une Cellule Solaire

La quantité de courant électrique généré par l’excitation d’une Cellule Solaire à une

température spécique est affectée par lumière incidente en deux manières :

• l’intensité de la lumière incidente.

• Par la longueur d’onde des rayons incidentes.

Les matériaux utilisés dans les Cellules Solaires ont des réponses spectrales différentes

à la lumière incidentes, et montre une sensibilité variable en toute déférence

à l’absorption des photons aux longueurs d’onde spéciques. Chaque matériel

semi-conducteur aura un seuil de fréquence de radiation incidente ; en dessous

du seuil, les électrons ne seront pas sujets à l’effet photovoltaïque. Au- dessus du

seuil, l’énergie cinétique d’un photo-électron émis varie par rapport à la longueur

d’onde de la radiation incidente, mais n’a aucune relation à l’intensité de lumière.

Une augmentation de l’intensité de lumière va augmenter proportionnellement le

taux d’émission de photo-électrons dans le matériel photovoltaïque. Dans les vraies

applications, la lumière absorbée par la cellule solaire sera une combinaison de

radiation solaire directe, et de lumière diffusée rebondi par les surfaces environnantes.

Les cellules sont normalement couché avec un matériel anti-réecteur pour absorber

la maximum de radiation possible.

Le courant de sortie du Panneau Solaire peut être augmenté à cause d’un effet appelé

“l’Effet de Bord de Nuage”. Quand le soleil passe à travers un trou entre les nuages,

les panneaux solaire vont recevoir la pleine lumière solaire directe et aussi la lumière

reète des nuages . Ils absorberont plus d’énergie en comparaison à un jour sans

8

2

Une Description Générale DU système solaire

nuages. Donc, un facteur de 1,25 fois le Courant de Court-circuit Icc est recommandée

pour le calibrage de la capacité de courant du Contrôleur de charge.

Le courant de sortie d’une Cellule Solaire a un Coefcient de Température Positive

– le courant de sortie augmente quand la température augmente. Cependant, il est

négligeable – moins que 0.1 % / °C du Courant de Court-Circuit I

cc

.

La Tension de Sortie de la Cellule Solaire un Coefcient de Température Négative

– La Tension de sortie augmente avec une diminution de la température. Par exemple,

une Cellule à Silicone a un Coefcient de Température de – 2,3 mV / °C / Cellule. Donc,

pendants les jours froid d’hivers, la tension va augmenter.

Comme point de repère, la

tension nominale du Contrôleur de Charge doit être calibré à 1,25 fois la Tension en Circuit Ouvert

Vco de Panneau Solaire pour assurer que le Contrôleur de Charge n’est pas endommagé à cause

d’une surtension.

Types de Batterie

Il y a plusieurs types de batterie différentes comme le Plomb-Acide, Nickel-Fer (Ni-

Fe), Nickel-Cadmium (Ni-Cad) etc. Des batteries se composent de cellules individuelles

liées en série pour obtenir la Tension de Batterie nécessaire. Les batteries sont de type

sans- entretien (aussi appelé VRLA) à cellulesnon-étanchéisée / ventilée / Inondée /

mouilliés.

Batteries au Nickel-Fer (Ni-Fe) et au Nickel-Cadmium (Ni-Cad)

Les batteries au Nickel-Fer (Ni-Fe) ou Nickel-Cadmium (Ni-Cad) (aussi appelé des

batteries alcalines) ont une Tension de Cellule nominale de 1,2V par cellule. La

Tension nominale d’une banque de batteries au Ni-Cad / Ni-Fe peut être modié pour

être pareille q’une banque au plomb-acide en manipulant la quantité de cellules

(10 cellules pour une banque de 12V, 20 cellules pour 24V et 40 cellules pour 48V).

Cependant, la batterie au Ni-Cad / Ni-Fe doit être chargée à une tension plus élevée

pour être complètement rechargée et va baisser à une tension plus basse durant le

déchargement comparé à une batterie au plomb-acide de taille pareille.

Batterie au Plomb-Acide

Une batterie au Plomb-acide se compose de plusieurs cellules de 2V nominales (la vraie

tension est de 2,105V) qui sont liées en série p.e. une batterie de 12V nominale aura

six cellules de 2V nominales en séries (la vraie tension des 6 cellules sera de 2,105 x 6 =

12,63). Chaque cellule de 2V nominale dans la batterie se compose d’un compartiment

protégé indépendant qui des plaques Positives et Négative (Électrodes) trempé dans

un électrolyte d’Acide Sulfurique diluée – solution de 33,5% v/v Acide Sulfurique et

eau. *Les électrodes Positif et Négatif se composeraient soit de plaques plates, ou d’une forme

3

L’INformatIoN GéNéraLE : LEs BattErIEs

9

3

L’InformatIon GénéraLe: Les BatterIes

de rouleau spiral pour faire des cellules cylindrique/tubulaire. Dans une batterie complètement

chargée, la plaque Positive est fait de Dioxyde de Plomb, La plaque Négative est fait de Plomb

et l’Acide Sulfurique dans l’électrolyte a une concentration maximale de 33,5% v/v.

La Construction des Plaques de Batterie - Batteries au

Plomb-Antimoine et Plomb-Calcium

Durant la construction, les deux plaques Positive et Négative sont pareilles.

Chaque plaque est composé d’une grille rectangulaire faite de Plomb allié et qui a des

trous rectangulaires comme montré à la Fig 3.1 ci-dessous :

La Fig 3.1. La structure de Grille des Plaques Positive et Négative dans une Batterie au Plomb-Acide

Les trous dans la grille de la plaque sont remplis d’une pâte de matériel actif se

compose de Plomb Rouge et l’Acide Sulfurique diluée à 33% (les fabricants utilise

parfois des mélanges différentes). La pâte est pressée dans les trou de la grille. La

pâte reste poreuse et permet l’Acide Sulfurique dan l’électrolyte de réagir avec le

plomb dans la plaque, augmentant l’aire par plusieurs fois. À cet étape, les plaques

Positive et Négative sont identiques. Une fois sec, les plaques sont entreposées

ensemble avec un séparateur approprié et puis insérer dans le conteneur de batterie.

Après que la cellule est ajoutée, elle est donnée une « Charge de Formation ».

Pendant la « Charge de Formation », la pâte au plomb dans la plaque Positive change

progressivement au Dioxyde de Plomb (couleur chocolat), et la pâte au plomb dans

la plaque Négative change à un Plomb spongieux (couleur gris ardoise). La cellule

chargée est prête à être utilisée.

La structure de grille des plaques se compose de Plomb allié. Une structure de

grille fait exclusivement au Plomb pur n’est pas assez fort pour se tenir debout en

supportant le matériel actif. D’autres métaux dan des petites quantités sont alliés au

Plomb pour renforcer la grille et pour améliorer les propriétés électriques. Les métaux

les plus souvent utilisés comme alliage sont l’Antimoine, le Calcium, l’Étain et le

Sélénium.

10

3

L’InformatIon GénéraLe: Les BatterIes

Les deux alliages les plus communs utilisés pour endurcir la grille sont l’Antimoine et

le Calcium. Les Batteries avec ces types de grille sont parfois appelées des batteries

au “Plomb-Antimoine” et au “Plomb-Calcium”. L’étain est ajoutée au Plomb-Calcium

pour améliorer la progression du cycle.

Les différences majeurs entre les batteries au Plomb-Antimoine et celles au Plomb-

Calcium sont les suivantes :

• Les batteries au Plomb-antimoine pourront être profondément cycliser plus que les batteries

au Plomb-Calcium.

• Les Batteries au Plomb-Antimoine exige un entretien plus fréquent en vieillissement car elles

utilisent une quantité grandissant d’eau et exigent les chargement d’égalisation périodiques.

• Les batteries au Plomb-Calcium ont un taux d’auto-consommation plus bas et donc, tirent

moins de courant pendant le stockage

Les Réactions Électrochimique durant le Chargement et

Déchargement de la Batterie au Plomb Acide.

La puissance électrique dans la batterie au plomb-acide est produite par une réaction

électrochimique comme le suivant :

Pendant le déchargement, l’Acide Sulfurique dans l’électrolyte réagi avec les plaques

Positive et Négative plates résultant dans la conversion des matériaux actifs dans les

deux plaques au Sulfate de Plomb. À la fois, les électrons sont libérés et produisent un

courant électrique qui voyage à la charge. La concentration de l’Acide Sulfurique dans

l’électrolyte est réduise au cours du déchargement de la batterie (l’électrolyte devient

de l’eau pure quand la batterie est complètement déchargée).

Pendant le rechargement, les réactions électrochimique inverse auront lieu. Sous

l’inuence de la tension de chargement alimentée à la batterie par le chargeur de

batterie externe / contrôleur de charge, les électrons sont renvoyés à la batterie et le

Sulfate de Plomb aux plaques Positive et Négative et converti au Dioxyde de Plomb

à la plaque Positive et au Plomb à la plaque Négative et la concentration de l’Acide

sulfurique et rétablie (retournera à 33,5% v/v quand la batterie est pleinement

chargée).

La Gazéication due à une Surcharge Excessive

Pendant le chargement, la batterie doit être chargée dans une manière contrôlée

dans l’Étape nale d’Absorption (2,4V par cellule à 25ºC / 77ºF ou 14,4V pour une

batterie de 12V à 25ºC / 77ºF) qui rétabli le dernier 20% à 30% de la capacité. Quand

cet étape de chargement est ni, le Sulfate de Plomb aux plaques Positive et Négative

et entièrement converti au Dioxyde de Plomb à la plaque Positive et au Plomb à la

plaque Négative. La continuation du chargement à cette tension ou à une tension

plus élevée va causer l’électrolyse de l’eau dan l’électrolyte à l’Hydrogène et l’Oxygène

et cette condition indésirable contribue au gaspillage de l’énergie. Ce processus

est appelé la gazéication. La Gazéication est produite aussi pendant l’étape

11

3

L’InformatIon GénéraLe: Les BatterIes

d’Égalisation (normalement fait que pour les batteries à cellules ventilée /inondée /

mouillées) quand la batterie est surchargé intentionnellement (2,5 à 2,6V par cellule

/ 15 à 15,6V pour les batteries de 12V et 30 à 31,2V pour les batteries de 24V) pour

recharger complètement des cellules plus faibles aussi (égalisée).

Les batteries à cellules non étanche / ventilée / inondée / mouillées ont des valves pour

libérer l’Hydrogène et l’Oxygène produit pendant la gazéication. L’électrolyse non-

intentionnelle durant le sur-chargement va causer une perte de l’eau et va réduire le

niveau de l’électrolyte dans ces types de batteries. Quand le niveaux de l’électrolyte

est réduit, la surface supérieure de la plaque dans les cellules ne serait pas immergée

dans l’électrolyte et résultera dans une perte de la capacité de batterie. Donc, ces

types de batteries ont besoin d’être rempli de l’eau distillée de temps en temps pour

assurer que les plaques dans les cellules sont toujours immergée dans l’électrolyte.

Quelque batteries à cellules non étanche / ventilée / inondée / mouillées ont des

capuchons catalytique pour recombiner de l’Hydrogène et l’Oxygène émis.

Des batteries sans entretien / VRLA sont conçues pour recombiner l’Hydrogène et

l’Oxygène pour faire de l’eau et donc, ces types de batteries n’ont pas besoin d’être

remplies de l’eau distillée. Voici donc, la raison pour laquelle elles sont appelées des

batteries sans-entretien. Des batteries sans entretien / VRLA utilisent des valves de

sécurité pour liberer la pression de gaz excessif qui accumule dans la batterie à cause

d’un dysfonctionnement ou surchauffe. Si ça se passe (p.e par une surchauffe) la valve

de fait ventilé le gaz et normalise la pression, produisant un odeur caratéristique

d’acide. Les valves peuvent parfois échouer, si la poussière s’accumule dedans, et donc,

la pression augmente et éventuellement endommage la batterie.

Batteries au Plomb-Acide Sans Entretien ou Réglé par Valve (VRLA)

Les batteries au plomb-acide sans entretien ou réglée par valve (VRLA) sont soit

à cellules gelée ou AGM (« matelas en verre absorbante »). Dans une batterie à

Cellule Gelée, l’électrolyte est une dans une forme de gel. Dans la batterie AGM,

l’électrolyte est imprégner dans un matelas en verre. Dans les deux types, l’électrolyte

est immobile. Il y a pas de capuchons de remplissage est la batterie est complètement

étanche. L’Hydrogène et l’Oxygène libérés pendant le rechargement peuvent pas

s’échapper et sont recombiné das la batterie. Donc, il y aucune perte d’eau et les

batteries n’exigent pas d’entretien. Ces batteries ont des valves de sécurités sur chaque

cellule pour libérer la pression excessive qui pourrait accumuler dans la cellule. La

Cellule Gelée est la moins affectée par des extrêmes de température, le stockage à un

état faible de charge et a un faible taux d’auto-consommation. La batterie AGM peut

tolérer mieux un sur-chargement mieux que la batterie à Cellule Gelées.

Batteries au Plomb-Acide Non-Étanche (à Cellules Ventilées /

Inondées / Mouillée)

Dans une batterie non-étanche à cellules ventilées / inondées / mouillées, chaque

compartiment de cellule individuel a un capuchon de remplissage utilisé pour remplir

12

3

L’InformatIon GénéraLe: Les BatterIes

la cellule avec l’eau distillée et pour mesurer la densité de l’électrolyte en utilisant un

hydromètre. Quand pleinement chargée, la cellule a une tension approximative de

2,105V et l’électrolyte une densité de 1,265. Pendant le déchargement, la tension et

la densité baisse. Donc, une batterie de 12v nominale saine et pleinement chargée

avec 6 cellules pleinement chargée à 2,105V aura une Tensions Constante de 12,63V

à 25ºC / 77ºF. En plus, dans une batterie saine, toutes les cellules individuelles auront

une tension et densité pareille. S’il y a une différence importante dans les tensions

(0,2V ou plus) et les densités des cellules individuelles, les cellules exigeront une

égalisation.

Batteries d’automobile

Tout le monde connaît les batteries d’automobiles qui font marcher le véhicule et

alimentent les accessoires de véhicules. Ces batteries sont conçus pour produire une

haute puissance en éclats courts pour le brassage. Les batteries d’automobile utilisent

des plaques minces pour maximiser la surface pour fournir des grands éclat de courant

(spécié comme Ampère de Brassage). Ceci permet un courant de démarrage élevée

mais va déformer les plaques quand la batterie est cyclisée. Le démarrage d’un

véhicule fait déchargée 1%-3% de la capacité d’une batterie d’automobile saine.

Elle n’est pas conçu pour des déchargement profonds répétés (déchargé jusqu’à 80%

de la capacité et puis rechargé). Si une batterie d’automobile est utilisée dans cette

manière, la durée de vie serait réduite.

Ce type de batterie n’est pas recommandé pour le stockage d’énergie pour les

dispositifs alimenté par CC comme l’éclairage, des radios, des onduleurs, etc.

Néanmoins, elles sont recommandées pour une génératrice de réserve..

Batteries au Plomb-Acide à Cycle Profond

Les batteries au plomb acide à cycle profond sont conçu avec des électrodes à plaques

épaisse qui servent comme source primaire de puissance ; elles ont un taux de

décharge constant, peuvent être profondément déchargé jusqu’à 80% de la capacité

et puis rechargée répétitivement. Elles sont vendues pour l’utilisation dans les VRs,

bateaux, et voiturettes de golfs – alors il peuvent être appelé des batteries de VR,

marines ou de voiturette de golf.

Les Unités de Capacité de Batterie – Ampère-Heures (Ah) et Puissance

de Réserve (PR)

La capacité de batterie est une mesure d’énergie électrique que la batterie puisse

stocké et délivré à la charge. Elle est déterminée par la quantité de courant que la

batterie puisse délivré dans une période de temps stipulée. La classication d’énergie

est exprimée en Ampère-Heures (Ah). Normalement, la capacité Ah est classiée à

un taux de décharge de 20 Heures i.e., les Ampères de courant que la batterie puisse

délivré pendant 20 Heures à 80ºF (26,7ºC). À ce point, la tension baisse à 10,5V pour

13

3

L’InformatIon GénéraLe: Les BatterIes

une batterie de 12V et 21V pour une batterie de 24V. Par exemple, une batterie de

100 Ah va délivrer 5 Ampères par Heure pendant 20 Heures.

La capacité de batterie est exprimée aussi comme Puissance de Réserve (PR) en

minutes. La puissance de réserve est la durée en minutes qu’une batterie puisse

délivrée 25 Ampères à 80ºF (26,7ºC) avant que la tension baisse à 10,5V pour une

batterie de 12V et 21V pour une batterie de 24V. La relation approximative entre les

deux unités est la suivantes :

La Capacité en Ah = La Puissance de Réserve en minutes PR x 0,6

Les Tailles de Batterie Typiques

Le Tableau ci-dessous montre les spécication de quelques batteries populaires:

GROUPE BCI* TENSION DE BATTERIE, V CAPACITE DE BATTERIE , Ah

27 / 31 12 105

4 D 12 160

8D 12 225

GC2** 6 220

* Conseil de Batterie Internationale ** Voiturette de Golf

Le Tableau 3.1. Tailles de Batterie Populaires

Réduction dans la Capacité Utilisable à des Taux

de Décharge plus Élevés

Comme expliqué dessus, la capacité nominale de la batterie en Ah est normalement

applicable à un taux de décharge de 20 Heures. Dés que le taux de décharge est

augmenté, la capacité utilisable est réduites due à un « Effet Peukert ». Cette relation

n’est pas linéaire mais elle suit plutôt le Tableau ci-dessous :

14

3

L’InformatIon GénéraLe: Les BatterIes

HEURES DE

DÉCHARGE

TAUX DE

DÉCHARGE

TAUX DE DÉCHARGE POUR LA

BATTERIE DE 100 Ah

CAPACITÉ

UTILISABLE

20 Hrs. C/20 A 5A 100 %

10 Hrs. C/10 A 10A 87 %

8 Hrs. C/8 A 12,5A 83 %

6 Hrs. C/6 A 16,7A 75 %

5 Hrs. C/5 A 20A 70 %

3 Hrs. C/3 A 33,3A 60 %

2 Hrs. C/2 A 50A 50 %

1 Hrs. C A 100A 40 %

Le Tableau 3.2. La Capacité de Batterie versus le Taux de Décharge

En regardant ce Tableau, vous verrez qu’une batterie de 100 Ah va délivrer 100% (i.e.

Tous les 100 Ah) de sa capacité si elle est déchargé lentement au cours de 20 heures

à un taux de C/20 A ou 5A . Cependant, si elle est déchargée au cours de 2 Hrs. (C/2A

ou 50A) en principe, elle doit fournit 100 Ah ÷ 50A = 2 Heures. Pourtant, le Tableau

ci-dessus montre pour un taux de décharge de 2 Heures (C/2A ou 50A), la capacité est

réduit à 50% (i.e. 50 Ah). Donc, à un taux de décharge de 50 Amperes la batterie va

fonctionner pendant 50 Ah ÷ 50A = 1 Heure.

État de Charge (EDC) de la Batterie

La Tension à vide de la batterie peut indiquer approximativement l’État de Charge

(EDC) de la batterie. La Tension Stationnaire est mesurée après avoir déconnecté tout

dispositif de chargement et toutes charges de batterie , et d’avoir laissée la batterie

se reposé pendant 3 à 8 heures. Le Tableau 3.3 montre l’État de Charge versus la

Tension à vide pour un système de batterie de 12V (6 cellules en série) à environ 80ºF

(26,7ºC). Pour un système de 24-volt, multipliez par 2 (12 cellules en série); un système

de 48-volt, multipliez par 4 (24 cellules en série).

15

3

L’InformatIon GénéraLe: Les BatterIes

POURCENTAGE DE

PLEINE CHARGE

TENSION À VIDE D’UNE

BATTERIE DE 12V

TENSION DE CELLULES

BATTERIE DE 12V

A 6 CELLULES EN SÉRIE)

100% 12,63V 2,105V

90% 12,6V 2,10V

80% 12,5V 2,08V

70% 12,3V 2,05V

60% 12,2V 2,03V

50% 12,1V 2,02V

40%

12,0V 2,00V

30% 11,8V 1,97V

20% 11,7V 1,95V

10% 11,6V 1,93V

0% = / < 11,6V = / < 1,93V

LeTableau 3.3. L’État de Charge versus la Tension « Stationnaire » – Batterie de12V

Vériez les tensions des cellules individuelles/ la gravité spécique. Si la tension entre

les cellules est écartée par plus que 0,2V, il va falloir égaliser les cellules. Veuillez noter

que seulement des batteries à cellules inondées/ ventilées/non-étachieisé/ mouillées

pourraient être égaliser. Égalisez pas les batteries sans entretien/AGM ou à cellules

gelées (sauf si permis par le fabricant).

Rendement de la Batterie

Une batterie au plomb-acide a un rendement de 75% - 85%. L’énergie perdue se

transforme en chaleur et réchauffe la batterie. Cela veut dire qu’il faut avoir 120% à

130% plus d’énergie Ampère-Heure (Ah) que la classication Ah de la batterie an

d’être de charger entièrement la batterie.

Profondeur de Décharge et la Durée de Vie de la Batterie

Plus que la batterie est déchargée profondément, la plus courte serait la durée de vie

de batterie. Utilisant plus de batteries que le minimum exigé va allonger la vie de la

banque de batterie. La durée de vie typique est donné dans le Tableau ci-dessous :

PROFONDEUR DE

DECHARGE % DE CAPACITE AH

VIE DE

GROUPE 27 / 31

VIE DE

GROUPE 8D

VIE DE

GROUPE GC2

10 1000 1500 3800

50 320 480 1100

80 200 300 675

100 150 225 550

On recommande que le profondeur de décharge soit limité à 50%.

Tableau 3.4. La Vie Typique de Batterie

16

3

L’InformatIon GénéraLe: Les BatterIes

Effet de Température sur la Tension de Batterie

La température de l’électrolyte affecte le taux de réaction chimique dans les batteries

et aussi le taux de la diffusion et la résistance de l’électrolyte. Donc, les caractéristiques

de chargement de la batterie varient selon la température. Ceci est presque linéaire

et le Changement du Coefcient de Tension de la Température est normalement -3

mV à -5 mV / ºC / Cellule. Veuillez remarquer que le Changement du Coefcient de

Tension de la Température est négative. Quand la température augmente, la tension

de chargement a besoin d’être diminuée et quand la température baisse, la tension de

chargement a besoin d’être augmentée.

Tous les réglages de tension de chargement sont spécié à 25ºC / 77ºF. Dans les

systèmes solaire, les températures de batterie varient souvent jusqu’à 15ºC de la

référence de 25ºC. Les Tensions d’Absorption, de maintien et d’Égalisation devront

être ajusté, ou il faut utilisé un contrôleur avec une Sonde Thermique. Le Tableau

ci-dessous montre des exemples de comment la tension est ajusté pour la Tension

d’Absorption Voltage de 14,4V pour une batterie par exemple. (basé le Changement

du Coefcient de Tension de la Température de -5 mV / ºC / Cellule ou -30mV (,03V)

pour une batterie à 6 cellules, de 12V).

TEMPERATURE DE BATTERIE TENSION D’ABSORPTION ( BATTERIE DE 12V)

40ºC 13,95V

25ºC (Référence) 14.4V (Référence)

10ºC

14,85V

Si la compensation de température n’est pas fournie, la batterie plus chaude à 40ºC va commencer

à chauffer et à dégazer à 13,95V et va continuer à surcharger jusqu’à ce que le réglage de la

Tension d’Absorption non-compensée est atteint (14,4V). Dans les températures plus froide, la

batterie de 10ºC va être sous-charger,et éventuellement va subir à la sulfatation .

Il est recommandé que chargeur de batterie / contrôleur de charge avec une fonctionne pour

détecter et compenser la température si l’électrolyte de batterie varie par plus que 5ºC à 10ºC

(9ºF à 18ºF).

Auto-consommation

La batterie se décharge même sans charge connectée. Cet effet est causée par

des réactions secondaires aux électrodes et se passe plus vite à des plus hautes

températures ou dans les vielles batteries. L’instabilité thermodynamique des

matériaux active et des électrolytes et aussi des court-circuits internes et externe

vont causer une perte de la capacité, connue comme un autoconsommation. Cette

perte n’est pas importante, particulière en toute déférence au stockage annual.

17

3

L’InformatIon GénéraLe: Les BatterIes

L’Auto-consommation (% de la perte de capacité par mois) pour les différentes types

de batteries:

• Plomb-Acide 3% à 4%

• Ni-Cd 6% à 20%

• Ni-Fe 40%

Perte de la Capacité de Batterie à des Faibles Températures

Les batteries perdent leur capacité à des faibles températures. À 32ºF (0ºC), une

batterie va délivrer environ 70 to 80% de sa capacité minimale à 80ºF (26,7ºC). Si la

température d’électrolyte de la banque de batterie est moins que 80ºF (26,7ºC),des

batteries additionnelles seront nécessaire pour fournir la même capacité utilisable.

Pour des climats vraiment froid, un compartiment de batterie insolée/ chauffée est

recommandé.

La Congélation d’électrolyte

Pour des applications à faible température ambiant, la batterie au plomb acide

devrait être protégée de la congélation d’électrolyte. Le risque de congélation dépend

de l’état de charge. La gure ci-dessous illustre la limite de congélation comme

fonctionne de l’état de charge.

- 80°

- 60°

- 40°

- 20°

0°

0 20 40 60 80 100

State of charge [%]

Temperature [° C]

slushy until hard

- 80°

- 60°

- 40°

- 20°

0°

0 20 40 60 80 100

State of charge [%]

Temperature [° C]

slushy until hard

La Connexion en Série et en Parallèle des Batteries

La Connexion en Série

Régulateur de charge solaire

SCC-30AB (vue arrière)

PV +

PV -

BAT +

BAT -

Batterie

de 6V

Batterie

de 6V

Batterie

de 6V

Batterie

de 6V

Batterie 4 Batterie 2Batterie 3 Batterie 1

Cable “A”

Cable “B”

La Fig. 3.2. La Connexion en Série

L’état de charge (%)

Température (ºC)

18

3

L’InformatIon GénéraLe: Les BatterIes

Lorsque deux ou plusieurs batteries sont liées en série, les tensions additionnent,

mais la capacité Ah reste pareille. La Fig. 3.2 ci-dessus illustre 4 batteries de 6V, 200

Ah liées en série pour former une banque de batteries de 24V avec une capacité de

200 AH. La borne Positive de la Batterie 4 devient la borne Positive de la banque de

24V. La borne Négative de la Batterie 4 est reliée à la borne Positive de la Batterie 3.

La borne Négative de la Batterie 3 est reliée à la borne Positive de la Batterie 2. La

borne Négative de la Batterie 2 est reliée à la borne Positive de la Batterie 1. La borne

Négative de la batterie 1 devient la borne Négative de la banque de 24V.

La Connexion en Parallèle

Régulateur de charge solaire

SCC-30AB (vue arrière)

PV +

PV -

BAT +

BAT -

Batterie

de 12V

Batterie

de 12V

Batterie

de 12V

Batterie

de 12V

Batterie 1 Batterie 3Batterie 2 Batterie 4

Cable “A”

Cable “B”

La Fig. 3.3. La Connexion en Parallèle

Lorsque deux ou plusieurs batteries sont liées en parallèle, la tension reste pareille,

mais les capacités additionnent. La Fig. 3.3 ci-dessus illustre 4 batteries de 12V, 100 Ah

liées en parallèle pour former une banque de batteries de 12V avec une capacité de

400 Ah. Les quatre bornes Positives des Batteries 1 à 4 sont liées en parallèle (reliées

entre elles) et ce lien Positif commun devient la borne Positive de la banque de

batteries de 12V. De la même façon, les quatre bornes Négatives des Batteries 1 à 4

sont liées en parallèle (reliées entre elles) et ce lien Négatif commun devient la borne

Négative de la banque de batteries de 12V.

La Connexion en Série – Parallèle

Régulateur de charge solaire

SCC-30AB (vue arrière)

PV +

PV -

BAT +

BAT -

Batterie

de 6V

Batterie

de 6V

Batterie

de 6V

Batterie

de 6V

Chaîne 1 Chaîne 2

Batterie 1 Batterie 3Batterie 2 Batterie 4

Cable “A”

Cable “B”

La Fig. 3.4. La Connexion en Série-Parallèle

19

3

L’InformatIon GénéraLe: Les BatterIes

La Fig. 3.4 ci-dessus montre une connexion en série - parallèle composée de quatre

batteries de 6V, 200 Ah pour former une banque de batteries de 12V, 400 Ah. Deux

batteries de 6V, 200 Ah, les Batteries 1 et 2 sont liées en série pour former une

batterie de 12V, 200 Ah (La Chaîne 1). Semblablement, deux batteries de 6V, 200 Ah,

les Batteries 3 et 4 sont liées en séries pour former une batterie de batteries de 12V,

200 Ah (La Chaîne 2). Ces deux Chaînes de 12V, 200 AH, sont liées en parallèle pour

former une banque de batteries de 12V, 400 AH.

Attention!

Lorsque 2 ou plusieurs batteries / chaînes de batteries sont liées en parallèle et sont ensuite

branchées au chargeur (Voir les Figs. 3.3 et 3.4), accordez de l’attention à la façon dont

le chargeur est branché à la banque de batteries. Veuillez assurer que si le câble de sortie

Positif du chargeur de batterie (le Câble « A ») est relié à la borne de batterie Positive de

la première batterie (la Batterie 1 dans la Fig. 3.3) ou à la borne de batterie Positive de

la première chaîne de batteries (la Batterie 1 de la Chaîne 1 dans la Fig. 3.4); le câble de

sortie Négatif du Chargeur (le Câble « B ») doit être relié à la borne de batterie Négative

de la dernière batterie (Batterie 4 comme montré à la Fig. 3.3) ou à la borne Négative de

la dernière chaîne de batteries (Batterie 4 de la chaîne 2 comme montré à la Fig. 10.3). Ce

branchement garantit le suivant :

• Les résistances des câbles d’interconnexion seront équilibrées.

• Toutes les batteries individuelles/chaînes de batteries généreront la même résistance

en série.

• Toutes les batteries individuelles vont recharger au courant de charge pareil, donc

elles arriveront au même état au moment pareil.

• Aucune batterie aura une condition surchargée.

Si le câble de sortie Positif du chargeur de batterie (le Câble « A ») est relié à la borne de

batterie Positive de la première batterie (la Batterie 1 dans la Fig. 3.3), ou à la borne de

batterie positive de la première chaîne de batteries (la Batterie 1 de la Chaîne 1 comme

montré à la Fig. 3.4); et le câble de sortie Négatif du chargeur de batterie (le Câble « B »)

est relié à la borne de batterie Négatif de la première batterie (la Batterie 1 dans la Fig.

3.3), ou à la borne Négative de la première chaîne de batteries (la Batterie 1 de la Chaîne de

batteries 1 comme montré à la Fig. 3.4), les conditions anormales suivantes en résulteront :

• Les résistances des câbles de connexion ne seront pas équilibrées.

• Les batteries individuelles auront des résistances en série différentes.

• Toutes les batteries individuelles seront rechargées aux courants de charge non-pareils,

donc elles atteindront un état de charge complet à des moments différents.

• La batterie avec une plus faible résistance en série nécessitera moins de temps pour

être complètement chargée par rapport à la batterie qui a une plus grande résistance

en série, donc elle va subir des surcharges et sa durée de vie sera réduite.

20

3

L’InformatIon GénéraLe: Les BatterIes

Choisir la Taille de la Banque de Batterie

La capacité de la banque de batterie en Ampère-Heures (Ah) est déterminé par la

quantité d’énergie nécessaire pour faire marcher les charges CC et CA pendant la

durée voulue en heures.

Par exemple, énergie de secours pourrait être requise pendant 4 heures. 1 jour (24

Heures), ou 3 jours (72 Heures). Dans cette connexion, la formule serait applicable:

FORMULE 1

Puissance CC en Watts (W) Volts CC(V) x Courant CC (A)

FORMULE 2

Puissance CA en Watts (W)

Volts CA (V) x Courant CA (A) x Facteur de

Puissance (0,8 Typique

FORMULE 3

Puissance CC évidé de la batterie

par la charge CC alimenté

directement par la batterie

Puissance CC de la charge en Watts (W)

FORMULE 4

Puissance CA évidé de la batterie

par la charge CA alimenté par

l’onduleur CC-CA

1,2 x Puissance de la charge CA

en Watts (W) (Assumer un rendement

typique de l’onduleur = 84%)

FORMULE 5

Consommation d’énergie par la

batterie en Watt-Heure (Wh).

Puissance en Watts (W) x Temps en Heures (h)

FORMULE 6

Consommation d’énergie par la

batterie en Ampère Heure (Ah)

Batterie de

12 V

Consommation d’énergie en

Watt-Heure (Wh) ÷ 12

Batterie de

24 V

Consommation d’énergie en

Watt-Heure (Wh) ÷ 24

Déterminer la Consommation d’Énergie Totale de la Batterie – Le premier étape est

de déterminer la consommation d’énergie totale de la batterie en Ampère-Heures

pour faire marcher les charges CA et CC pendant la durée voulue:

a) Déterminez la puissance nominale en Watts (W) de chaque dispositif CA ou CC . Si n’est pas

disponible, calculez-la en suivant les Formules 1 ou 2.

b) Déterminer / calculer la puissance en watts évidé de la batterie in Watts (W) par les dispositifs

CA et CC. Pour les dispositifs CC, ceci serait pareil que la puissance nominale CC (Formule 3).

Pour les dispositifs CA alimentés par un onduleur CC à CA, utilisez la Formule 4 pour calculer

la puissance en Watts (W) évidée de la batterie.

c) Calculer la consommation d’énergie en Watt-Heures (Wh) pour chaque charge en suivant

la Formule 5 basé sur la duration en heures que chaque charge sera en marche. Additionnez

tout pour avoir l’ énergie totale en Watt-Heures (Wh).

d) Calculer la consommation d’énergie de batterie totale en Ampère-Heures (Ah) pour toutes

les charges CC et CA combinées en suivant la Formule 6.

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