Quali soluzioni posso utilizzare per ricaricare le batterie?

Alternatore, caricabatterie, pannello solare Quali soluzioni devo adottare per produrre elettricità e proteggere il mio parco batterie? Un esame dettagliato di tutti i metodi di tariffazione attualmente disponibili sul mercato.

L'invité de la Rédaction Pubblicato su 19-12-2018

Una volta che l'equilibrio elettrico della barca ( vedi il nostro argomento per determinare il suo equilibrio elettrico ), dovrebbe essere utilizzato per dimensionare il sistema di ricarica della batteria di bordo. Questa ricarica può essere effettuata in diversi modi: caricatore da terra, alternatore, pannelli solari, turbina eolica, generatore di idrogeno, alternatore ad albero elica. Qual è la soluzione più adatta? Descrizione di tutti questi mezzi di carico e soprattutto calcolo del costo di utilizzo di questi produttori di energia elettrica.

Utilizzando il nostro esempio di una batteria di servizio al piombo da 400 Ah, quali soluzioni sono disponibili per noi?

Moyens de charge en Ã©lectricitÃ© sur un bateau

Il caricatore da banchina, un must!

Con un caricabatterie collegato alla corrente di terra a 220 V, la logica consiste nel dimensionare il caricabatterie in modo che le batterie possano essere ricaricate durante la notte, distribuendo il consumo istantaneo a bordo.

I produttori di batterie consigliano una potenza di carica compresa tra il 20% e il 25% della capacità della batteria. Nel nostro esempio, un caricabatterie da 80 A farebbe perfettamente il lavoro (20% di 400 Ah).

La ricarica tramite un caricabatterie a 220 V dipende fortemente dalla corrente disponibile in banchina. Infatti, se si dispone di un caricabatterie da 12v 100 A, saranno necessari almeno 15-17 A in 220 V dalla centrale a terra senza tener conto dei consumatori istantanei! Attenzione, alcune porte limitano la corrente disponibile nei terminali sui pontoni a 6 o 8 A!

Un caricabatterie di questo tipo ricaricherà le batterie in 8 ore.

L'alternatore e il regolatore, un investimento intelligente

Sulle nostre barche, l'alternatore è accoppiato al motore principale. Quando il motore viene avviato dal motore di bordo, l'alternatore inizia a caricare la batteria. Gli alternatori forniti di serie con il motore entrobordo spesso non sono sufficienti a coprire la ricarica di un banco di batterie. Sono calcolati solo per ricaricare una batteria di avviamento diesel. È quindi spesso necessario passare a un modello più potente.

Avendo un alternatore da 100 o 120 A dotato di un caricabatterie o di un regolatore di alternatore (in grado di erogare una carica trifase), le batterie completamente scariche possono essere completamente ricaricate con 8 ore di autonomia del motore. Infatti, alla fine del ciclo, sono necessarie 4 ore di carica, in modalità "Assorbimento", per aumentare la carica della batteria dall'80 al 100%.

Un potente alternatore marino e un set di regolatori costa 1.500 euro installato con un costo del carburante (funzionamento del motore) di 0,06 euro/ora prodotto.

Generatori a benzina o diesel (gruppo elettrogeno), ausiliari efficienti ed economici

A seconda delle loro dimensioni, questi generatori producono tra i 2.000 e i 4.000 W. Un'unità da 4.000 W fornirà circa 16 A a 220 V.

È importante avere un potente caricatore (il dock loader al quale l'unità sarà collegata) che possa assorbire in modo significativo l'uscita dell'unità.

Questi generatori sono disponibili in versione diesel, in versione relativamente silenziosa, confezionati in un bozzolo con proprietà fonoassorbenti. Poiché le batterie vengono caricate attraverso l'unità e attraverso il caricabatterie, con un caricabatterie da 100 A, ci vorranno 8 ore per ricaricarle.

Un'unità insonorizzata da 4000 W e a basso consumo rappresenta un investimento iniziale di 5000 euro per un costo del materiale di consumo di 0,03 euro per i prodotti ah.

Non ci riferiamo a "piccoli gruppi" la cui limitata potenza impedisce loro di caricare un banco di batterie come quello del nostro studio.

Sensori fotovoltaici, generatori altamente variabili

È ragionevole pensare di installare due pannelli fotovoltaici su una barca a vela per una potenza di picco da 300 a 400 W. Questa cifra significa che questi sensori possono produrre al massimo 400W, trasformati da un controllore MPPT in 30A.

Senza un altro produttore di energia, date le utenze istantanee e in condizioni di luce solare ottimali, sarà impossibile ricaricare completamente una batteria con solo questi pannelli solari. Lo svantaggio di questi sensori è la loro elevata dipendenza dalla luce e l'assenza di ombre. Così possiamo stimare a 150A la produzione di una bella giornata di sole e a 20A la produzione media giornaliera di un impianto di questo tipo (estate/inverno).

Il prezzo di un tale impianto ammonterebbe a 1 000 euro, senza costi di carburante da finanziare.

La cella a combustibile, un ausiliario altamente efficiente ma costoso

È un generatore silenzioso e non inquinante che fornisce una produzione autonoma di energia elettrica in tutte le condizioni atmosferiche. La cella a combustibile sfrutta la trasformazione elettrochimica in una cella di acqua e metanolo all'anodo e ossigeno al catodo, con la CO2 come unico prodotto fuori gas.

Nel caso che stiamo studiando, una batteria abbastanza potente del mercato, con una potenza di 9A, ci permetterà di avvicinarci all'autonomia elettrica in silenzio!

Il prezzo di un'installazione è di 6000 euro con un costo del carburante di 0,5 euro/Ah prodotto.

Idrogeneratori, generatori ausiliari molto ben adattati alle lunghe crociere e traversate

Questa apparecchiatura, installata sullo specchio di poppa o sotto lo scafo, comprende un alternatore messo in moto da un albero collegato ad un'elica sommersa a poppa della barca. Producono circa 10 A a seconda della velocità della barca a vela. A seconda del profilo di navigazione o delle condizioni atmosferiche, questi sistemi possono caricare da 0 a 120 Ah/giorno.

Nella navigazione costiera sono buoni ausili per la ricarica, ma inadatti a ricaricare completamente le batterie del sistema che stiamo studiando, perché le navigazioni sono troppo brevi. Durante la traversata, quando la barca a vela naviga per diversi giorni di fila, l'idrogenatore funziona 24 ore su 24. In queste condizioni, questi dispositivi permettono di ricaricare le batterie e di distribuire il consumo a bordo.

Il prezzo di un buon generatore idroelettrico a poppa è di circa 6.500 euro compresa l'installazione, senza costi aggiuntivi di carburante.

Turbine eoliche, generatori ausiliari efficienti ed economici, ma troppo spesso rumorosi

A seconda del vento del momento, la potenza di una turbina eolica varia tra 0 e 240 Ah/Giorno.

E' possibile installare due turbine eoliche per massimizzare il carico nei periodi ventosi e quindi raggiungere talvolta l'autonomia energetica. La qualità del montaggio e il bilanciamento della turbina eolica richiedono molta cura. Queste eliche che girano nel vento tendono a creare fischi e vibrazioni che vengono trasmesse in tutta la barca.

L'installazione di una turbina eolica di buona qualità, installazione compresa, costa circa 2.500 euro senza costi aggiuntivi di carburante.

Alternatori ad albero, un dispositivo semplice che ha dato prova di sé!

Conosciuti anche come alternatori a scia, gli alternatori ad albero funzionano sfruttando il momento di rotazione dell'albero dell'elica, lasciato al minimo a motore spento. La velocità della barca sottovela aziona l'elica sommersa che aziona l'alternatore ad albero, producendo corrente.

Questi velivoli sono in grado di produrre la maggior parte della loro potenza a bassa velocità a partire da 3 nodi per una potenza massima raggiunta già a 5 nodi, velocità alla quale generalmente erogano tra 20 e 25 A.

Allo stesso modo dei generatori di idrogeno, questi dispositivi possono permettere, durante le lunghe giornate di navigazione, di ricaricare completamente le nostre batterie distribuendo il consumo a bordo nell'arco di una dozzina di ore. Tuttavia, una volta che la nave si è fermata, non producono energia.

Questo tipo di carico tende a scomparire sulle moderne barche a vela. Infatti, la propulsione viene sempre più spesso effettuata con un azionamento a vela che sostituisce l'albero dell'elica tradizionale. Inoltre, quando c'è ancora un albero, a causa delle forme piatte degli scafi moderni, non c'è abbastanza spazio per montare una puleggia sull'albero dell'elica. Inoltre, questo sistema ha lo svantaggio di costringere l'elica a girare quando si naviga a vela, causando rumore e usura del rovesciatore.

CONCLUSIONI

Tenere pienamente conto del fabbisogno energetico di bordo e tradurlo in capacità della batteria ha senso solo se combinato con un sistema di ricarica adeguato.

Tuttavia, la scelta finale dipende spesso dallo spazio esistente a bordo per installare questi sistemi (dove posizionare i pannelli solari?), dal desiderio di finire con una macchina ingombrante (la mia turbina eolica non è davvero elegante a bordo) e anche dalla scatola di bordo..

Abbiamo potuto constatare che ogni ricarica ha i suoi vantaggi e svantaggi. Il pannello solare è silenzioso, ma si carica solo durante il giorno, la turbina eolica produce solo quando c'è vento, bisogna navigare per l'idrogenatore per ricaricarsi, il caricabatterie da terra funziona solo nel raggio d'azione di una presa a 220 V..

Spesso la soluzione sta nella combinazione di diverse soluzioni di ricarica. Finché il portafoglio può reggerlo..