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Les différentes solutions d'énergie à bord bateau

N’HÉSITEZ PAS À DIVERSIFIER VOS SOURCES D’ÉNERGIE À BORD

Sur un bateau, de nombreux éléments consomment de l’énergie : les réfrigérateurs, feux de navigations, feux de mouillages, VHF, éclairages intérieurs, appareils d’aide à la navigation, pompe à eau etc… Cette énergie, nécessaire à la sécurité et au confort, est puisée dans les batteries de bord qui ont donc besoin d’être rechargées régulièrement.

L'ESSENTIEL

Plusieurs solutions existent pour recharger les batteries de votre bateau : le branchement direct au quai fonctionnant comme la prise murale à la maison ou la recharge par des moyens autonomes embarqués :
• L’alternateur (moteur ou d’arbre) : transforme l’énergie issue du moteur en fonctionnement,
• L’éolienne : transforme l’énergie issue du vent,
• L’hydrogénérateur : transforme l’énergie issue du déplacement d’eau en navigation,
• Le panneau solaire : transforme l’énergie issue des rayons solaires,
• Le groupe électrogène : fixe ou portable, il transforme le carburant essence ou diesel en énergie,
• La pile à combustible : transforme le méthanol qu’elle contient en énergie compatible avec votre batterie.

comment choisir les différentes sources d'énérgie a bord

LES ÉOLIENNES

Une éolienne transforme une énergie mécanique en énergie électrique sous l’effet de la force du vent. La mise en rotation des pales fait tourner une génératrice. La puissance délivrée est proportionnelle à la vitesse de rotation.
Quel que soit le mois de l’année l’éolienne apporte une énergie significative (25 Ampères heure par jour au minimum pour juin en moyenne). La production est naturellement supérieure pendant les mois d’hiver lorsqu’il y a plus de vent. Les puissances des éoliennes marines que l’on trouve sur le marché varient de 60 à 400 Watts (maximum) soit une production de plusieurs dizaines d’ampères c’est à dire l’équivalent d’un chargeur de quai.

Nombre de pales	Rendement	Vitesse de démarrage nécessaire
Bi ou tri pales	Entre 40 et 50%	Environ 10 nœuds
Multi pales	Entre 30 et 45%	Environ 6 nœuds

Le rendement indique le pourcentage d’énergie que restitue un système, car tout système énergétique engendre des pertes lors du fonctionnement. Une batterie par exemple va restituer 85 % de la totalité de l’énergie qu’elle a accumulée. Les éoliennes ci-dessous ont un taux de rendement de 30 à 50 % selon le modèle bi-tri ou multi pales.

ÉOLIENNE MARINE 504 - 12V
RUTLAND

ÉOLIENNE MARINE 914

RUTLAND

LES HYDROGÉNÉRATEURS

Un hydrogénérateur fonctionne suivant le même principe qu’une éolienne. La différence vient du fait que l’énergie transformée en électricité ne vient pas du vent mais de la vitesse du bateau. Une hélice est trainée dans le sillage du bateau et fait tourner un moteur en suivant exactement le même principe que celui d’une éolienne. Ce type d’équipement est performant dans les allures portantes où le vent apparent est faible. Un hydrogénérateur peut produire 5AH à 5 noeuds soit 60 W, ce qui constitue un apport d’énergie intéressant.

LES PANNEAUX SOLAIRES

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. Un panneau est un assemblage en série de ces microcellules permettant d’obtenir une tension de 12 Volts. La puissance d’un panneau solaire est fonction de sa surface, c’est à dire du nombre de cellules photovoltaïques. Ils sont un moyen efficace et silencieux pour disposer d’énergie à bord particulièrement l’été. Par contre, en fonction de la saison et du lieu de navigation, la production varie du simple au triple. Les puissances annoncées par les constructeurs sont calculées par convention sur la base d’un niveau d’ensoleillement sur une surface plane horizontale de 1000 W/m².

Production d’un panneau de 100 W en Bretagne
Quantité moyenne d’énergie produite	Hiver	Printemps	Eté	Automne
Quantité moyenne d’énergie produite	10 Ah	25 Ah	35 Ah	10 Ah

Dans les faits, la puissance utile est en fonction du niveau d’ensoleillement, de l’orientation et de l’inclinaison. La difficulté concerne l’orientation car la position du soleil par rapport à la terre évolue selon l’époque de l’année. Dans notre hémisphère on oriente généralement le panneau vers le sud. Il existe plusieurs types de panneaux solaires.

En fonction des matériaux utilisés et de la technique de construction les panneaux solaires ont des rendements différents.

Monocristallins : c’est la technologie la plus performante en terme de rendement car ils sont fabriqués à partir de tranches de cristal pur. Ce type de panneaux solaires photovoltaïques possède un très bon rendement de 12 à 20%. Ce type de panneau solaire et donc plus adapté aux régions où les températeurs sont basses et moins ensoleillées;
Polycristallins : dans ce cas les cristaux sont reconstitués à partir de chutes de cristaux. Leur rendement est un peu plus faible, les meilleurs disposent d’un rendement de 15%. Ce type de panneau solaire est recommandé pour les régions chaudes du globe;
Amorphes : ici ce ne sont pas des cristaux mais des atomes organisés en couche homogène. Le rendement est beaucoup plus faible, de l’ordre de 6%. L’avantage réside dans le fait que ces panneaux existent en version souple donc plus facilement orientables et adaptables à l’architecture navale.La technologie que l’on trouve le plus couramment est celle du panneau polycristallin, ceci s’explique par les écarts de prix importants entre le mono et le poly pour une différence de rendement négligeable.

PANNEAU SOLAIRE RIGIDE MONOCRISTALLIN

PANNEAU SOLAIRE RIGIDE MONOCRISTALLIN

PANNEAU SOLAIRE POLYCRISTALLIN 12V

LES ALTERNATEURS

Sur un bateau le moyen le plus rapide et le plus couramment utilisé pour recharger un parc batterie est l’alternateur. Il est en général de série sur tous les moteurs. Il fonctionne lorsque le moteur tourne. Un alternateur avec une régulation basique (c’est le cas la plupart du temps) permet au mieux de recharger la batterie à 80 %. La puissance d’un alternateur marin doit être comprise entre 1/3 et 1/4 de la capacité du parc batterie à recharger. Il doit être équipé d’un régulateur électronique asservi.

LES PILES À COMBUSTIBLES

Elles permettent de générer de l’électricité directement à partir d’un carburant. Elle est légère et consomme peu. Son combustible, le méthanol est biodégradable. Dans la Mini Transat, c’est la solution retenue par la majorité des concurrents.

LES GROUPES ÉLECTROGÈNES

Un groupe électrogène est le moyen le plus rapide en cas d’urgence loin d’un port pour recharger votre parc batterie. Il peut être portable et fonctionnera à l’essence ou fixe et fonctionnera au gasoil. Le groupe fixe permettra de charger à 100% votre batterie mais ne peut être installé que sur un bateau de plus de 10 mètres. Fonctionne par l’intermédiaire de votre chargeur de bord.

Tableau comparatif des différentes sources d'énergie

	L’éolienne	L’hydro-générateur	Le panneau solaire	L’alternateur	La pile à combustible	Le groupe électrogène
Avantages	Ecologique, énergie au mouillage, peu coûteuse, bonne rentabilité	Ecologique, recharge en navigation produit de l’énergie à partir de 5 nœuds de vitesse d navigation, facile à installer, silencieux, fonctionne au portant. Peut couvrir 100% des besoins du bord à partir de 6 nœuds (rarement atteint au près)	Ecologique, recharge au mouillage, alimentation d’appareils à forte consommation journalière (frigo), préservation et allongement de la durée de vie ds batterie, fonctionnement silencieux	Rapide, le plus souvent monté en série sur le moteur	Ecologique, légère, rejette de l’eau silencieuse, peu encombrante, bon rendement	Rapide, fiable, peu coûteux
Inconvénients	Bruyante, minimum de vends nécessaire 6 nœuds, inefficace au portant (à compléter avec un hydro générateur)	Contraintes de mises à l’eau et de relevage, pertes de vitesse de ¼ de nœuds, cout relativement élevé	Rendement faible, nécessite de la place sur le pont	Nécessite de faire tourner le moteur, si le moteur ne fonctionne plus, pas de production d’énergie possible. Ne recharge pas à 100% les batteries/	Coûteuse, carburant onéreux, tension de sortie faible (13.8V)	Polluant, bruyant, nécessite de la place sur le pont
Recommandations	Prévoir un régulateur de charge	A n’utiliser que sur de longs bords	Préférez un montage orientable plutôt que fixe, évitez les ombres portées. Prévoir un régulateur de charge	Pour recharger votre batterie, faire tourner le moteur) 1500 tours sans embrayer. Eviter de faire cette opération au port pour le confort de tous	Manipuler avec précaution	Penser au carburant avant de partir

L'ÉQUIPEMENT COMPLÉMENTAIRE

Le régulateur de charge est vivement conseillé pour toutes ces solutions génératrices d’énergie. Il permet une protection des batteries contre les charges excessives et une protection des équipements électroniques contre les surtensions.

Un diagnostic énergétique de votre bateau permettra de définir la meilleure solution d’énergie alternative en fonction de votre type de mouillage et de navigation.

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