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 Les regulateurs eoliens

 

Le régulateur éolien est spécialement dédié à l’utilisation avec une éolienne pour la charge de batteries. Cet élément simple et relativement peu cher en comparaison de l’éolienne et des batteries est néanmoins très important car il protège toute l’installation en cas de vent fort.

 

Fonctionnement

 

Le régulateur éolien est un boitier électronique spécialement dédié à une utilisation éolienne. Il gére la charge des batteries et empêche que celles-ci soient surchargées, surtout lorsqu’il y a beaucoup de vent. Ce type de régulateur est aussi utilisé pour les turbines hydrauliques, qui fonctionnent de manière similaire aux éoliennes (entrainement mécanique d’un générateur électrique).

 

Le régulateur éolien est connecté à une résistance de délestage, ou résistance de débordement, qui sert à dissiper l’énergie produite en excès par l’éolienne.

 

 

source : Morningstar Corp

 

Le régulateur éolien maintient tout le temps l’éolienne connectée aux batteries, c’est à dire à une charge électrique. Si par accident l’éolienne est déconnectée des batteries, les pales ne sont plus freinées, accélèrent et cela devient très dangereux par vent fort (tension de sortie élevée et emballement mécanique).

 

C’est pourquoi il ne faut jamais utiliser un régulateur solaire avec une éolienne. Le régulateur solaire arrête la charge des batteries en déconnectant le générateur électrique. Avec une éolienne, cela a pour conséquence l’emballement des pales. La tension produite par la grande vitesse de l’aternateur grille en quelques instants le régulateur solaire.

 

Le régulateur éolien ne fonctionne pas en tout ou rien (TOR) mais avec une technique plus complexe appelée PWM ou MLI en français. Le PWM hâche le courant électrique à haute fréquence (voir la page régulateur solaire) ce qui permet de faire varier la puissance consommée par la résistance de délestage et avoir un fonctionnement doux et souple pour à la fois l’éolienne et les batteries.

  

Résistance de débordement

 

La résistance de débordement génère de la chaleur à partir de l’énergie électrique produite en excès par l’éolienne. La résistance de débordement présente l’avantage d’être très économique à l’achat et très simple (donc solide).

 

 

resistance de débordement pour éolienne avec un carenage

 

Cette résistance doit avoir une puissance supérieure à la puissance maximale de l’éolienne pour pouvoir consommer toute l’énergie produite et éviter que du courant entre dans la batterie quand elle est déjà chargée.

 

Dimensionnement

 

Le régulateur éolien dont vous avez besoin doit tout d’abord être adpaté à la tension de vos batteries, c’est à dire 12V, 24V ou 48V. De nombreux régulateurs éoliens s’adaptent à différentes puissances, par exemple 12 ou 24V pour les petits modèles et 12/24/48V pour les modèles plus perfectionnés.

 

L’ampérage du régulateur éolien doit permettre d’envoyer toute la puissance de l’éolienne dans la résistance de débordement. Pour calculer l’ampérage dont vous avez besoin, il faut diviser la puissance maximum de votre éolienne par la tension de vos batteries quand elles sont pleines soit :

  • 14V pour une batterie de 12V
  • 28V pour une batterie de 24V
  • 56V pour une batterie de 48V

 

Nous vous recommandons de prendre un facteur de sécurité de 10 à 20% en cas de tempête car votre éolienne peut parfois débiter plus de puissance que prévu.

 

Prenons un exemple avec une éolienne de puissance maximale 1000W fonctionnant sur un système 24V. Nous prenons un facteur de sécurité de 20%, ce qui nous donne une puissance de 1000 x 1,2 = 1200 Watt

On divise par la tension des batteries pleines (28V) : 1200 / 28 = 43 A

 

Suivant les modèles disponibles sur le marché, il faudra prendre une régulateur éolien de 40A ou 45A en 24V (par exemple le Tristar 45 de Morningstar fait très bien l’affaire).

 

Pour dimensionner la résistance de délestage, on prend un facteur de sécurité de 25%.

La résistance devra donc avoir une puissance de 1250 W.

La valeur de la résistance se calcule en divisant la tension par le courant : 28 / 43 = 0,65 Ohm.

 

Il faut donc trouver dans le commerce une résistance avec des caractéristiques prochent de celles-ci : 1250W et 0,65Ω. Vous pouvez aussi fabriquer vous-même une résistance de délestage avec du fil resistif. Contactez nous pour connaitre des fournisseurs et dimensionner la section et longueur de fil qui conviennent pour votre éolienne.

 

Installation

 

Le régulateur éolien doit être installé dans un endroit abrité des chutes de pluies, des rayons directs du soleil et bien ventilé. Le radiateur doit toujours être libre, bien aéré et orienté verticalement pour assurer un refroidissement optimal des transistors de puissance.

 

En Afrique, méfiez vous des insectes qui viennent pondrent ou faire leur nid à l’intérieur du régulateur, ce qui peut causer un court-circuit et l’endommager irrémédiablement. Bouchez les passages de câbles et les trous.

 

Respectez les préconisations du constructeurs pour les types de câble (souple, rigide, cuivre, alu) et leur section. Ayez toujours les câbles les plus courts possibles et des connexions bien serrées.

 

 

 

Fixez la résistance de débordement sur une surface non inflammable (béton, métal, fermacel, etc), à l’abri de l’eau et dans une zone bien ventilée pour évacuer facilement la chaleur produite. Si la résistance que vous avez n’est pas carenée, installez la en hauteur, hors de portée des personnes.

 

Les modèles de régulateurs éoliens

 

Les régulateurs éoliens sur le marché sont bien moins nombreux que les régulateurs solaires, et aussi un peu plus chers. Vous pourrez avoir du mal à vous en procurer en Afrique. Pour les systèmes de petite puissance, différents modèles existent.

 

 

 

Le DL300 de la marque APRS World (USA). Ce régulateur peut contrôler une petite éolienne jusqu’à 250W, en 12V ou 24V. Le boitier contient à la fois la résistance de débordement et le régulateur. Son prix d’achat en direct aux USA est de 150 USD.

La société APRS World propose aussi une résistance de délestage seule de 600W (versions 12V, 24V et 48V disponible) pour 175 USD, et différents appareils pour la mesure du potentiel éolien.

 

La société Karasouli ICC propose un autre petit régulateur éolien fabriqué en Angleterre. D’une puissance de 20A, il peut convenir pour des éoliennes jusqu’à 300W en 12V et 600W en 24V pour le prix raisonnable de 57£.

 

 

 

Une autre version, plus puissante, de 50A permet elle de gérer une éolienne de 750W en 12V et 1500W en 24V pour la somme de 75£ !

 

Pour les éoliennes plus grosses, deux fabricants commercialisent des régulateurs qui fonctionnent au choix en 12, 24 ou 48V pour des ampérages de 40A à 60A. Ce type de régulateur en 48V peut donc gérer des éoliennes jusqu’à 3000W environ.

 

 

Régulateur Xantrex C40

 

Les régulateurs de la Série C de Xantrex (Canada) peuvent contrôler des éoliennes de 35, 40 et 60A. Ces régulateurs, très avancés au moment de leur mise sur le marché, sont aujourd’hui un peu dépassés par les régulateurs Tristar de Morningstar, qui sont plus réactifs dans les bourrasques de vent. Le Tristar existe en version 45A et 60A, toutes deux fonctionnent en 12V, 24V ou 48V.

 

régulateur Tristar C60 de Morningstar (afficheur en option)

 

Ces deux modèles de régulateur ont une ou plusieurs LED qui indiquent l’état de charge des batteries (phase de charge bulk, absorption et float). Ils peuvent tous les deux effectuer des égalisations à commande manuelle ou automatique.

 

Le Tristar de Morningstar est équipé d’une sonde de température pour adapter la charge de la batterie et un afficheur existe en option. Le Tristar est disponible au Sénégal, Mali, Mauritanie et Guinée Conackry chez nos revendeurs partenaires. Contactez nous pour obtenir un devis gratuitement.