Quelques notions de base sur les batteries photovoltaïques à décharge profonde de 12 V

Les piles photovoltaïque décharge profonde Les batteries au plomb sont constituées de plaques, de plomb et d'oxyde de plomb (divers autres éléments sont utilisés pour modifier la densité, la dureté, la porosité, etc.), avec une solution d'acide sulfurique à 35 % et d'eau à 65 %. Cette solution, appelée électrolyte, provoque une réaction chimique produisant des électrons. Lorsqu'on teste une batterie avec un densimètre, on mesure la quantité d'acide sulfurique dans l'électrolyte. Si la valeur est basse, cela signifie que la chimie qui produit les électrons est absente. Où est donc passé le soufre ? Il est retenu par les plaques de la batterie, de sorte que lors de la recharge, il retourne à l'électrolyte.

Ασφάλεια
Batteries photovoltaïques: Types de batteries, décharge profonde et démarrage
Batteries à décharge profonde à cellules humides, cellulose et tapis de verre absorbé (AGM)
CCA, CA, AH et RC. Qu'est-ce que c'est ?
Entretien de la batterie
Test de batterie
Choisir et acheter une nouvelle batterie
Autonomie et performances de la batterie
Batterie en charge
À faire avec la batterie
Sans batterie

1. Pensez aussi à la sécurité lorsque vous travaillez avec des batteries solaires à décharge profonde. Retirez tous vos bijoux. (Après tout, vous ne voudriez pas faire fondre votre montre en la portant !) L'hydrogène produit par les batteries lors de la charge est très explosif. Nous avons vu de nombreux cas de batteries exploser et tout asperger d'acide sulfurique. Ce n'était pas drôle, et ce serait le moment idéal pour utiliser vos lunettes de sécurité accrochées au mur. Vous pourriez même vous en sortir avec votre décolleté. Le polyester n'est pas affecté par l'acide sulfurique, mais tout ce qui contient du coton le ronge. Si vous ne ressentez pas le besoin d'afficher votre style, portez simplement des vêtements démodés ; le polyester est toujours démodé, après tout.

Lors de travaux électriques sur un véhicule, il est préférable de débrancher le fil de terre. N'oubliez pas que vous y transmettez de l'acide corrosif, des gaz explosifs et des centaines d'ampères de courant électrique.

2. Il existe essentiellement deux types de batteries plomb-acide (ainsi que trois sous-catégories). Les deux principaux types sont les batteries de démarrage (à manivelle) et les batteries à décharge profonde (marine/golf). La batterie de démarrage (celle qui alimente le démarreur SLI) est conçue pour fournir des pointes de puissance rapides (comme le démarrage des moteurs) et possède donc un nombre de plaques plus élevé. Ces plaques sont plus fines et leur composition est légèrement différente.

Η batterie à décharge profonde La batterie offre une énergie immédiate moindre, mais une meilleure durabilité. Les batteries à décharge profonde ont des plaques plus épaisses et peuvent supporter plusieurs cycles de décharge. Les batteries de démarrage ne doivent pas être utilisées pour les applications à décharge profonde, car leurs plaques plus fines sont plus sujettes à la déformation et aux fissures lors de la décharge. La batterie dite « double usage » est un compromis entre les deux types de batteries, même s'il est préférable d'être plus précis si possible.

3. Les batteries plomb-acide à électrolyte liquide (flooded), à électrolyte gélifié et à mat de verre absorbé (AGM) sont deux versions différentes de la batterie plomb-acide. Il existe deux types de batteries : sans entretien et sans entretien. Les deux sont remplies d'électrolyte et sont fondamentalement identiques. Je préfère une batterie à laquelle je peux ajouter de l'eau et vérifier la densité de l'électrolyte avec un densimètre.

Les batteries gel et AGM sont des batteries spécialisées qui coûtent généralement deux fois plus cher qu'une batterie liquide. Cependant, elles se conservent très bien et ne se sulfatent ni ne se dégradent aussi facilement que les batteries liquides. Le risque d'explosion d'hydrogène ou de corrosion est faible. Ce sont les batteries plomb-acide les plus sûres. Les batteries gel et certaines batteries AGM peuvent nécessiter une charge spéciale. Si vous recherchez le type de batterie le plus performant et le plus polyvalent, pensez à la batterie AGM pour des applications telles que la marine, les camping-cars, l'énergie solaire, l'audio, les sports motorisés et l'alimentation de secours, pour n'en citer que quelques-unes.

Si vous n'utilisez pas votre équipement quotidiennement, les batteries AGM conserveront mieux leur charge que les autres types. Si vous devez absolument compter sur des batteries de haute qualité, investissez davantage. Les batteries gel sont toujours commercialisées, mais les batteries AGM les remplacent dans la plupart des applications.

Il existe une certaine confusion courante à propos de Batteries photovoltaïques AGM Les noms les plus courants sont « batteries à valve régulée étanche », « batteries sèches », « batteries anti-fuites » et « batteries plomb-acide à valve régulée ». Dans la plupart des cas, les batteries AGM offrent une durée de vie et un cyclage supérieurs à ceux des batteries à électrolyte liquide.

REMARQUE SPÉCIALE : Il est courant d'utiliser le terme « cellule à gel » pour désigner les batteries scellées sans entretien, un peu comme Kleenex pour désigner les mouchoirs en papier. Par conséquent, soyez prudent lorsque vous spécifiez un chargeur pour batterie à gel, car il arrive souvent que des clients nous disent avoir besoin d'un chargeur pour une batterie à gel alors qu'il ne s'agit pas d'une batterie à gel.

Batterie photovoltaïque AGM 12V AGM : La construction en verre mat absorbant permet à l'électrolyte d'être suspendu au plus près du matériau de la plaque active. En théorie, cela améliore les performances et l'efficacité de la recharge. Les applications courantes des fabricants incluent le démarrage de moteurs haute performance, les batteries sportives, les batteries à décharge profonde, les batteries solaires et de stockage. Les batteries AGM de grande capacité que nous vendons sont généralement de bonnes batteries à décharge profonde et offrent une durée de vie optimale si elles sont rechargées avant de descendre sous la barre des 50 % de décharge. Les batteries moto Scorpion que nous proposons constituent une alternative intéressante aux batteries à électrolyte liquide, et les batteries Odyssey sont idéales pour conserver leur charge statique pendant de longues périodes d'inutilisation. Lorsque les batteries AGM à décharge profonde sont déchargées à un taux d'au moins 60 %, leur durée de vie est supérieure à 300 cycles.

Batteries photovoltaïques GELLa cellule gel est similaire à la cellule AGM car l'électrolyte est en suspension, mais elle diffère car, techniquement, la batterie AGM est toujours considérée comme une cellule humide. L'électrolyte d'une cellule gel contient un additif de silice qui le solidifie ou durcit. La tension de recharge de ce type de cellule est inférieure à celle des autres types de batteries plomb-acide. C'est peut-être la cellule la plus sensible aux réactions indésirables liées à une charge par surtension. Les batteries gel sont particulièrement adaptées aux applications à décharge très profonde et peuvent durer un peu plus longtemps par temps chaud. L'utilisation d'un chargeur inadapté sur une batterie gel peut entraîner des performances médiocres et une défaillance prématurée.

4. CCA, CA, AH et RC. Ce sont les normes utilisées par la plupart des fabricants de batteries pour évaluer les performances et la capacité d'une batterie.

L'ampérage chargé (CCA) mesure le nombre d'ampères qu'une batterie peut fournir à 0 °C pendant 30 secondes sans descendre en dessous de 7,2 volts. Un CCA élevé est donc particulièrement important pour les batteries de démarrage et par temps froid. Cette mesure n'est pas particulièrement importante pour les batteries à décharge profonde, bien qu'elle soit la plus connue.

Le couple de démarrage (CA) est mesuré à 32 °C (80 °F). Cette valeur est également appelée couple de démarrage marin (MCA). Le couple de démarrage à chaud (HCA) est rarement utilisé plus longtemps, mais est mesuré à XNUMX °C (XNUMX °F).

La capacité de réserve (RC) est une valeur très importante. Il s'agit du nombre de minutes pendant lesquelles une batterie complètement chargée à 80 °C (25 °F) déchargera 10,5 ampères jusqu'à ce que la tension descende en dessous de XNUMX volts.

L'ampère-heure (AH) est une valeur nominale couramment utilisée pour les batteries à décharge profonde. La valeur nominale typique est l'ampérage mesuré pendant 20 heures. Cela signifie que pour une batterie de 100 AH : si vous la chargez pendant 20 heures, elle offrira une autonomie totale de 100 heures. Cela correspond à environ 5 ampères par heure (5 x 20 = 100). Cependant, il est important de savoir que la relation entre le temps de décharge total et la charge appliquée n'est pas linéaire. Plus la charge augmente, plus la capacité réelle diminue. Ainsi, si la même batterie de 100 AH est déchargée sous une charge de 100 ampères, elle n'offrira pas une heure d'autonomie. Sa capacité estimée sera égale à 64 heures d'autonomie.

5. Entretien de la batterie : Une batterie bien entretenue est essentielle pour une durée de vie optimale. Tenez compte régulièrement des points suivants :

La batterie doit être nettoyée avec du bicarbonate de soude et de l'eau. Comptez quelques cuillères à soupe pour une pinte d'eau.
Les connexions des câbles doivent être nettoyées et resserrées car les problèmes de batterie sont souvent causés par des connexions sales et desserrées.
Une batterie en bon état de fonctionnement doit vérifier le niveau de liquide. Utilisez uniquement de l'eau non minérale. L'eau distillée est préférable, car elle a éliminé toutes les impuretés et ne contient rien qui puisse contaminer vos cellules.
Ne remplissez pas excessivement les cellules de la batterie, surtout par temps chaud, car l'expansion naturelle du liquide dans les conditions météorologiques peut pousser les électrolytes hors de la batterie.
Pour éviter la corrosion des câbles des batteries supérieures, appliquez un petit cordon de mastic silicone à la base de la borne et placez-y une rondelle filetée. Enduisez la rondelle de graisse haute température ou de vaseline, insérez le câble dans la borne et serrez. Enduisez l'extrémité exposée du câble de graisse. La condensation des gaz de la batterie sur les pièces métalliques est la principale cause de corrosion.
6. Test de batterie : Plusieurs méthodes sont possibles. La méthode la plus précise consiste à mesurer la densité et la tension de la batterie. Pour mesurer la densité, procurez-vous un appareil de mesure à compensation de température. Pour mesurer la tension, utilisez un voltmètre numérique CC. Un contrôleur de charge de qualité peut être un bon choix pour tester des batteries scellées.

Pour chacune de ces méthodes, vous devez d'abord charger complètement la batterie, puis éliminer la charge superficielle. Si la batterie est restée au repos pendant au moins plusieurs heures (je préfère au moins 12 heures), vous pouvez commencer le test. Pour éliminer la charge superficielle, la batterie doit être déchargée pendant plusieurs minutes. L'utilisation d'un feu de route fera l'affaire. Une fois la lumière éteinte, vous pouvez tester la batterie.

État de charge Densité spécifique Tension
12V 6V
100% 1.265 12.7 6.3
75% 1,225 12.4 6.2
50% 1.190 12.2 6.1
25% 1.155 12.0 6.0
Libérés 1.120 11.9 6.0 XNUMX

Le test de charge est une autre façon de tester une batterie. Il permet de réduire l'intensité de la batterie, comme pour le démarrage d'un moteur. Un testeur de charge est disponible dans la plupart des magasins de pièces automobiles. Certains fabricants de batteries indiquent sur leurs batteries l'intensité nominale de charge à tester. Ce chiffre correspond généralement à la moitié de l'intensité nominale CCA. Par exemple, une batterie de 500 CCA sera testée à 250 ampères pendant 15 secondes. Un test de charge ne peut être effectué que si la batterie est presque complètement chargée ou complètement chargée.

Les résultats de votre test devraient être les suivants :

Les lectures de l'hydromètre ne doivent pas différer de plus de 0,05 différence entre les cellules.
Les voltmètres numériques doivent afficher la tension indiquée dans ce document. La tension des batteries AGM et gel scellées (pleinement chargées) sera légèrement supérieure, entre 12,8 et 12,9 volts. Une tension de 10,5 volts sur une batterie chargée indique généralement un court-circuit.
Si vous possédez une batterie humide sans entretien, les seules méthodes de test sont un voltmètre et un test de charge. Toute batterie sans entretien dotée d'un hydromètre intégré (fenêtre noire/verte) vous indiquera l'état d'une cellule sur six. Vous pouvez obtenir une bonne mesure pour une cellule, mais rencontrer un problème avec d'autres cellules de la batterie.
En cas de doute sur le test de la batterie, contactez le fabricant. De nombreuses batteries vendues aujourd'hui proposent un numéro gratuit pour obtenir de l'aide.
7. Choix de la batterie : Lors de l'achat d'une nouvelle batterie, je recommande d'opter pour une batterie offrant la plus grande réserve de charge ou une autonomie horaire maximale. Bien entendu, la taille, le câble de connexion et le type de borne doivent être pris en compte. Il est préférable d'opter pour une batterie à gel ou à matrice de verre absorbée (AGM) plutôt qu'une batterie humide si l'application se déroule dans un environnement plus difficile ou si la batterie ne bénéficie pas d'un entretien et d'une charge réguliers.

Assurez-vous de tu achètes Le type de batterie solaire à décharge profonde adapté à votre application. N'oubliez pas que les batteries de démarrage et les batteries à décharge profonde sont différentes. L'état de fraîcheur d'une batterie neuve est primordial. Plus une batterie est restée longtemps sans être rechargée, plus la sulfatation peut se former sur les plaques. La plupart des batteries portent un code de date de production. Le mois est indiqué par une lettre : un « A » pour janvier et un « 4 » pour l'année 2004. C4 indique que la batterie a été fabriquée en mars 2004. Plus elle est fraîche, mieux c'est. La lettre « I » n'est pas utilisée, car elle peut être confondue avec le chiffre 1.

Les garanties des batteries sont calculées en faveur des fabricants. Imaginons que vous achetiez une batterie garantie 60 mois et qu'elle dure 41 mois. La garantie est pré-estimée : si vous rajoutez les mois d'utilisation au prix de vente total de la batterie, vous payez à peu près le même prix que si vous l'aviez achetée au prix soldé. Cela fait le bonheur du fabricant. Ce qui me fait plaisir, c'est de dépasser la garantie. Je vous assure que c'est possible.

8. Durée de vie et performances des batteries : La durée de vie moyenne des batteries a diminué avec l’augmentation de la demande énergétique. Les deux phrases que j’entends le plus souvent sont : « Ma batterie ne tient pas la charge » et « Ma batterie ne tient pas la charge ». Seulement 30 % des batteries vendues aujourd’hui atteignent les 48 mois. En réalité, 80 % des pannes de batteries sont liées à la sulfatation. Cette accumulation se produit lorsque les molécules de soufre de l’électrolyte (acide de batterie) se déchargent tellement qu’elles commencent à recouvrir les plaques de plomb de la batterie. Rapidement, ces plaques se recouvrent tellement que la batterie s’épuise. Les causes de la sulfatation sont nombreuses :

Les batteries se rechargent très lentement : moins de 24 heures par temps chaud et plusieurs jours par temps frais.
La batterie est stockée sans aucun apport d'énergie.
Décharge profonde d'une batterie de démarrage. N'oubliez pas que ces batteries ne supportent pas les décharges profondes.
Une sous-charge d'une batterie à seulement 90 % de sa capacité permettra à la batterie de se sulfater, 10 % de la chimie de la batterie n'étant pas réactivée à partir du cycle de charge incomplet.
Une chaleur supérieure à 100 °C (24 °F) augmente la décharge interne. À mesure que la température augmente, une décharge interne se produit. Une batterie neuve et entièrement chargée, laissée 110 heures sur 30 à XNUMX °C (XNUMX °F) pendant XNUMX jours, ne démarrera probablement pas le moteur.
Faible niveau d'électrolyte. Les plaques de batterie exposées à l'air s'effriteront instantanément.
Niveaux et réglages de charge incorrects. La plupart des chargeurs de batterie bon marché peuvent faire plus de mal que de bien. Consultez la section sur la charge des batteries.
Le froid est également néfaste pour la batterie. Sa composition chimique ne produit pas la même quantité d'énergie qu'une batterie chaude. Une batterie profondément déchargée peut geler complètement par temps glacial.
Une décharge parasite est une charge appliquée à la batterie lorsque le contact est coupé. Plus d'informations sur la décharge parasite.

Il existe des moyens d'augmenter considérablement la durée de vie et les performances des batteries. Tous nos produits visent à améliorer les performances et la durée de vie des batteries.

Égaliseur de batterie. Un exemple : Imaginons que vous possédiez des « jouets » comme un VTT, une voiture de collection, un bateau, une Harley, etc. Vous ne les utilisez probablement pas 365 jours par an comme vous le faites avec votre voiture. Beaucoup de ces jouets sont saisonniers et sont donc stockés. Qu'en est-il des batteries ? La plupart des batteries qui alimentent nos jouets ne durent que deux saisons. Il est donc important d'éviter la sulfatation de ces batteries ou d'en acheter de nouvelles. Nous vendons des produits pour prévenir et inverser la sulfatation. Les produits PulseTech sont des dispositifs électroniques brevetés qui inversent et préviennent la sulfatation. De plus, l'égaliseur de batterie, un additif chimique pour batterie, s'est avéré très efficace pour améliorer la durée de vie et les performances des batteries. D'autres appareils, comme les chargeurs solaires à flux, sont une excellente option pour l'entretien des batteries.

Consommation parasite : la plupart des véhicules sont équipés d’horloges, d’ordinateurs de gestion moteur, de systèmes d’alarme, etc. Sur un bateau, vous pouvez avoir une pompe de cale automatique, une radio, un GPS, etc. Tous ces appareils peuvent fonctionner sans que le moteur ne tourne. Des charges parasites peuvent être causées par un court-circuit dans le système électrique. Si vous avez constamment des problèmes de batterie, il est probable que la consommation parasite soit excessive. Une batterie constamment faible ou déchargée, causée par une consommation parasite excessive, réduira considérablement sa durée de vie. Si vous rencontrez ce problème, consultez les interrupteurs de batterie PriorityStart! pour prévenir les décharges prématurées. Cet interrupteur spécial coupe la batterie de démarrage du moteur avant que toute l’énergie de démarrage ne soit épuisée. Cette technologie vous évitera de provoquer un circuit profond de votre batterie de démarrage.

9. Chargeur de batterie intelligent : Recharge de batterie : N’oubliez pas de restituer immédiatement l’énergie consommée. Sinon, la batterie se sulfatera, ce qui affectera ses performances et sa longévité. L’alternateur est un chargeur de batterie. Il fonctionne bien si la batterie n’est pas complètement déchargée. L’alternateur a tendance à surcharger les batteries très faibles, et une surcharge peut les endommager. En effet, une batterie de démarrage ne dispose en moyenne que d’une dizaine de cycles complets lorsqu’elle est chargée par un alternateur. Les batteries ont besoin d’être rechargées, surtout lorsqu’elles sont complètement déchargées. Ce type de charge est appelé charge régulée en 10 étapes. Gardez à l’esprit que seuls les chargeurs de batterie intelligents spécialisés, utilisant la technologie informatique, peuvent effectuer cette charge en 3 étapes. Vous ne trouverez pas ce type de chargeurs dans les magasins de pièces automobiles ni dans les grandes surfaces.

La première étape est la charge en vrac, où 80 % de la capacité énergétique de la batterie est remplacée par le chargeur à la tension et au courant nominaux maximum du chargeur.
Lorsque la tension de la batterie atteint 14,4 volts, la phase de charge par absorption commence. À ce stade, la tension est maintenue à 14,4 volts et le courant (en ampères) est réduit jusqu'à ce que la batterie soit chargée à 98 %.
Vient ensuite la phase de charge flottante. Il s'agit d'une tension régulée ne dépassant pas 13,4 volts et généralement inférieure à 1 ampère. Cette phase permet, au fil du temps, de charger la batterie à près de 100 %. La charge flottante ne provoque ni ébullition ni échauffement des batteries, mais elle les maintient à 100 % de leur capacité et évite les cycles de charge lors de longues périodes d'inactivité. Remarque : certaines batteries gel et AGM peuvent nécessiter des réglages ou des chargeurs spécifiques.
10. À faire concernant la batterie

Pensez d’abord à la sécurité.
Vous avez lu l'intégralité du tutoriel.
Effectuez des inspections et des entretiens réguliers, surtout par temps chaud.
Rechargez les batteries immédiatement après la décharge.
Achetez la batterie avec la plus grande capacité RC ou AH ampère-heure qui conviendra à votre configuration.
11. Cadeau de batterie

N'oubliez pas la sécurité avant tout.
Ne pas ajouter de nouvel électrolyte (acide).
N’utilisez pas de chargeurs de batterie à haut rendement non réglementés pour charger les batteries.
Ne rangez pas votre équipement et vos jouets sans un dispositif permettant de maintenir la batterie chargée.
Ne débranchez pas les câbles de la batterie lorsque le moteur tourne (votre batterie agit comme un filtre).
Ne désactivez pas la recharge de la batterie.
N’ajoutez pas d’eau du robinet car elle peut contenir des métaux qui contamineront l’électrolyte.
Ne déchargez pas une batterie plus profondément que nécessaire.
Ne laissez pas une batterie chaude au toucher et bouillante violemment pendant la charge.
Ne mélangez pas les tailles et les types de piles.

Bien que cet article ait présenté en détail les types de batteries et leur entretien, il reste encore beaucoup à apprendre. Consultez ce tutoriel complémentaire sur les batteries et découvrez d'autres notions de base.

Batteries au lithium pour le photovoltaïque