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Les éoliennes situées en site isolé utilisent une batterie pour emmagasiner l'énergie produite. Le régulateur de charge, appelé aussi contrôleur de charge, protège les batteries de surcharges ou de décharges profondes. Le point maintenant.
Rôle du régulateur de charge pour éolienne
La variabilité du vent entraîne une variabilité du courant produit. Les turbulences créent des variations brutales. Les éoliennes couplées à une batterie doivent être équipées d'un régulateur de charge. Celui-ci permet :
- d'éviter les surcharges,
- d'éviter les décharges profondes,
- de réguler la charge de la batterie,
- de protéger le générateur (l'éolienne).
Régulateur de charge pour éolienne et protection des batteries
Les régulateurs de charge sont indispensables pour assurer :
- une durée de vie plus longue à la batterie,
- de bonnes performances de la batterie,
- une protection du système de production (génératrice éolienne) en évitant les décharges.
Le contrôleur de charge intervient aussi quand les batteries sont pleines. Ce dispositif électronique :
- permet de contrôler et piloter le processus de charge,
- est situé entre le système de production d'électricité et la batterie,
- protège les batteries de surcharges.
Les régulateurs disposent généralement de voyants ou témoins lumineux pour indiquer l'état de charge de la batterie.
À noter : les éoliennes dont la production est intégrée au réseau disposent de régulateur de vitesse.
Régulateur spécifique pour éolienne
Contrairement aux panneaux photovoltaïques, le générateur d'une éolienne ne doit pas être laissé en circuit ouvert car :
- le courant doit toujours pouvoir être utilisé pour ralentir les pales,
- les aimants du moteur de l'éolienne peuvent se démagnétiser en circuit ouvert.
Un circuit est dit ouvert lorsque le courant ne peut pas circuler.
Il est donc indispensable d'utiliser un régulateur spécifique pour les éoliennes, qui est de type "Shunt". Avec ce type de régulateur, le courant passe toujours, mais le surplus est dérivé.
À noter : vérifiez impérativement ce point pour un contrôleur de charge éolien, sous peine d'endommager votre aérogénérateur.
Fonctionnement du régulateur de charge d'éolienne
Le régulateur "shunt" fonctionne à la manière d'un déversoir dans un barrage hydraulique :
- l'électricité produite en trop est consommée par dérivation vers une résistance,
- la résistance transforme le surplus d'électricité en chaleur.
À noter : si le système éolienne/batterie est bien dimensionné, cette soupape de sécurité ne doit fonctionner que rarement. C'est pourquoi il est difficile d'envisager de récupérer cette chaleur en la couplant à un appareil de chauffage.
Régulateur de charge pour éolienne : dimensionnement
Le régulateur est calibré pour des valeurs limites qui sont déterminées par le type d'éolienne et de batterie. Ces valeurs concernent :
- la surcharge,
- la décharge profonde,
- la température de fonctionnement,
- la tension de court circuit.
Lorsque la batterie atteint une des valeurs limites, le régulateur dévie le courant. Il utilise généralement le niveau de tension de la batterie.
ll convient de choisir un régulateur en fonction de la puissance de l'éolienne. Par ailleurs, le régulateur doit :
- être adapté à la tension de la batterie,
- disposer d'une marge de sécurité d'au moins 25%,
- avoir un courant maximal autorisé.
La résistance doit être également dimensionnée avec le régulateur en fonction de la puissance de l'éolienne pour former un système cohérent.
On sait que P = UI. La puissance (en watt) est égale à la tension (volt) par l'intensité (ampère). Un régulateur de 50 A en 12 V peut gérer une éolienne de puissance 50 x 12 x 75 % (marge de sécurité) soit : 450 W.
Donc si vous avez une éolienne de 450 W de puissance et une batterie en 12 V, vous pouvez choisir un régulateur de 50 A en 12 V ou bien, si votre batterie est en 24 V, de 25 A.
Pulse Width Modulation
Les régulateurs récents fonctionnent en mode PWM (Pulse Width Modulation). Un microprocesseur "hache" la tension plusieurs milliers de fois par seconde. Ainsi, la puissance shuntée varie à chaque instant en fonction du pilotage du régulateur. Ce fonctionnement est plus souple que le anciens régulateurs en "tout ou rien".
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