Onduleur avec vieille batterie de voiture

1 L'onduleondul_1ur
2 La batterie et la charge
3 Quand et Comment?
4 Réaliser et raccorder
5 Conclusions

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Préambule

En ces temps de disette, et en étant cohérent avec mes principes de protection des ressources naturelles, voici le mode d'emploi d'une application non révolutionnaire, mais très utile, économique et écologique.

Le sujet est simple et consiste à remplacer les traditionnelles petites batteries au plomb 12V étanches, de 7 à 10 Ah des petits onduleurs par des batteries de voiture usagées.

MAIS ATTENTION, aux risques de courts-circuits... Il faut être du domaine pour ne pas faire d'impairs car cela reste dangereux (y compris même pour les initiés).
Il est difficle d'éteindre des arcs électriques en courant continu lors des batteries en SÉRIE lorsque la tension augmente.

J'ai recherché ce thème sur d'autres sites et il en est déjà fait mention, mais il faut dire que ce principe ne peut s'appliquer que si les onduleurs protègent des coupures très épisodiques.
(Il ne pourrait s'agir de faire fonctionner l'onduleur durant des heures sans conserver une autonomie suffisante, peu de temps après une première coupure).

Ce principe est applicable dans tous les pays, mais les coupures doivent rester largement espacées et on en verra la raison. Mais on peut très bien envisager la recharge indépendante de la batterie par d'autres moyens (éolienne, panneaux solaires, groupe électrogène etc...) On arrive dans cette vision à la notion de petite production limitée de courant alternatif...

Malheureusement, cette modification ne participera pas à résoudre la crise du travail, car les recyclages de vieilles batteries seront un peu moins nombreux, et les achats de petites batteries étanches seront aussi plus restreints.
Au niveau global, onduleurs/batteries de voiture, ce sujet reste très anecdotique et ne va pas mettre les fabricants de petites batteries sur la paille ni "plomber" le marché du travail.

Le grand intérêt est que chaque bon bricoleur pourra faire une économie substantielle, et participer à la protection des ressources tout en améliorant le service rendu par l'augmentation de l'autonomie de son onduleur.

Parallèlement à ce remplacement, les petites batteries étanches ne se vendent pas dans le super marché du coin et il faut les commander le plus souvent chez les distributeurs spécialisés….

Mon grand âge m'empêche de commander par habitude sur internet, car j'en ai mare des publicités ciblées que je considère comme des intrusions dans ma vie privée.
Alors tout ce qui peut être fait en local me plait beaucoup plus.

J'ai fini ma plaidoirie ! Passons à la description de cette application.

(Voir au besoin aussi l'article sur les batteries Plomb)

Le problème se pose moins si vous êtes équipé d'un ordinateur portable avec batterie, mais pour travailler avec une certaine puissance de calcul, les modèles "tour" sont encore d'actualité et ont au moins le mérite d'être réparables, car non encore hyper-miniaturisés, mais l'énergie de secours est aujourd'hui incontournable.
Ces modèles ont aussi le grand avantage de pouvoir intégrer des extensions en mode natif et non en émulation (Genre RS232, port // sur port USB, GPIB...etc)

1 L'ondulondul_0eur

Je ne parlerai ici que de la réalisation pour des petits onduleurs de 500 VA et moins (Volts Ampères en courant ~)

Un onduleur génère du courant alternatif 230 V à 50 Hz et est composé en réalité de plusieurs appareils distincts (ou fonctions) groupés en un seul, dont le premier comme son nom l'indique, est un "onduleur" qui converti le courant continu d'une batterie en courant 230V alternatif 50 Hz.

Mais un onduleur comporte aussi un chargeur de batterie dont la puissance est en rapport avec la capacité de la batterie incluse. Ce chargeur comporte souvent un limiteur de courant de charge lorsque la batterie est complètement vide, (mais cela ne devrait théoriquement jamais arriver dans cette application)

Le coût d'un chargeur est important, aussi le chargeur inclus dans un onduleur, est en général de faible puissance, c'est-à-dire que la charge réclame plusieurs dizaines d'heures avec un courant presque toujours largement inférieur à la norme implicite de C/10. (C'est une manière détournée pour faire un peu plus de profit).

C'est la raison pour laquelle si on met une plus grosse batterie, il faudra plus de temps pour la charger, et donc les coupures devront être espacées pour garder un bonne autonomie à la prochaine coupure.

Un onduleur comporte toujours un limiteur de décharge profonde qui arrête la génération du courant 230V (Utilisation) lorsque la tension batterie devient trop faible (Vers 10 volts environ) pour éviter la détérioration de la batterie.

2 La batterie et la charge

Rappelez vous la charge d'une batterie au plombs se réalise en "floating" c'est-à-dire que l'on maintient une tension de 2.25 à 2.27V par élément soit 13.62 V avec un maxi de l'ordre de 13.75 V pour une batterie de "12V" (La tension de floating dépend aussi de la température). Au-delà de ces valeurs on échauffe la batterie avec création de gaz.

Rien à ce niveau ne différentie la charge d'une petite batterie d'une grosse, hormis le courant maxi que peut fournir le chargeur. C'est-à-dire que pour charger une grosse batterie avec un petit chargeur il faudra simplement beaucoup plus de temps.
Il faudra tout de même que le courant soit suffisant pour charger et compenser au bas mot les pertes internes, mais ce sera toujours le cas avec ces petits onduleurs. (Par opposition aux chargeurs de batterie par de minuscules panneaux solaires)

Alors finalement si ce qui a été dit en préambule est vrai, la mise en place d'une batterie plus grosse ne devrait pas poser de problème électrique de fond. Les seuls véritables problèmes sont au niveau de la réalisation "mécanique/électrique" et un problème de place, car cette nouvelle batterie sera nécessairement externe à l'appareil. (Sauf si vous avez le courage de refaire un coffret complet pour adapter ce nouvel ensemble...)

(Vous ne devrez pas mettre les batteries en parallèle )

Là où est tout l'intérêt de cet article !
Vous n'irez pas acheter de batterie de voiture, mais vous utiliserez votre vieille batterie de voiture qui a donné des signes de fatigue au démarrage lors des premiers froids.
Vu sa taille vous serez obligé de la mettre à côté de l'onduleur, et de préférence au plus près.

En effet cette batterie n'est plus capable de fournir le formidable courant d'appel d'un démarreur de voiture (Plusieurs centaines d'Ampères et au moins 2.5 KW instantanés et encore plus pour un Diesel), mais elle est encore tout à fait capable de fournir un courant moins intense pour une longue période de service de plusieurs années (Environ 4 fois moins de courant avec le rendement).

Certes l'autonomie de l'onduleur va légèrement baisser au fil des années mais cela doublera facilement son  nombre d'années d'utilisation.

3 Quand et Comment ?

Lorsque la petite batterie plomb étanche d'origine ne tient plus une seule minute l'alimentation de l'ordinateur, alors, il faut songer à l'urgence de l'opération.

Vous devrez alors prendre toutes les précautions car un onduleur est un appareil dangereux, toujours prêt à vous électrocuter, et ce n'est pas parce qu'il est alimenté en 12V qu'il n'est pas dangereux.

Je déconseille cette opération à ceux qui n'ont pas un minimum de connaissances électriques, car le risque est élevé, tant en électrocution qu'au danger de mettre le feu.

En effet le courant de décharge de la batterie dans l'onduleur peut atteindre 50 Ampères voire plus, et les liaisons électriques pour de telles intensités sont différentes d'un simple contact en 230V comme pour un interrupteur par exemple.
Vous utiliserez des cosses "Faston" pour les liaisons. Les fils de liaison devront être au minimum calculés sur la base de la puissance de l'onduleur et d'une façon générale jamais inférieurs à 6 mm². Du 10² ou 12² sont des valeurs "normales".
Mettre la même section que les fils existants n'est pas une trop bonne solution, car la chute de tension a été calculée pour la longueur existante.
Il faut que la liaison soit la plus courte possible et le fil le plus gros possible.

La première opération de sécurité consiste à débrancher tous les raccordements externes puis ouvrir avec précaution et à débrancher immédiatement les 2 cosses "Faston" de la batterie en place.
Suivant la chance vous pourrez garder un des deux fils pour assurer sa sortie au travers du boîtier de l'onduleur. Dans le cas contraire il faudra dessouder et parfois dessertir ces deux gros fils du circuit imprimé et les remplacer par les nouveaux fils rallongés.
Il sera nécessaire d'assurer à la fois une liaison électrique par soudure sur le CI, mais en même temps une fixation mécanique forte, car sur un contact un peu léger, le courant important pourrait fondre la soudure.
Il sera parfois préférable de ne pas toucher aux fils qui sont emprisonnés dans un sertissage soudé mais raccorder l'autre extrémité avec de gros dominos à vis éventuellement soudés. (A voir selon son appareil)

Je recommande fortement l'utilisation de cosses Faston en sortie d'onduleur pour interrompre le courant en cas d'urgence. C'est une perte de puissance certaine au niveau des contacts mais cela me semble important pour pouvoir intervenir rapidement.

Ces cosses entre + et - seront décalées linéairement pour qu'il n'y ait jamais de possibilités de court-circuit direct +-.
Les fils seront de couleur différente avec le rouge pour le + et le bleu ou noir pour le - . C'est important de ne pas mettre la même couleur, car cela vous évitera de graves déconvenues d'erreurs de polarité…!

De la qualité des contacts, des longueurs utilisées et de la section des fils dépendra la puissance que vous pourrez tirer, car la détection de décharge profonde se réalise au niveau de l'onduleur avec toutes les chutes de tension dans les nouveaux fils ajoutés, et la détection de décharge profonde pourrait agir prématurément. (Il n'y a pas de "sense" sur les deux appareils que j'ai modifié, car la tension aux bornes de la batterie et celle au niveau de la détection sont très proches à cause de la faible longueur et de la forte section)
Remarquez que la résistance interne de cette grosse batteriondul_5e est nettement meilleure que celle de la petite batterie étanche d'origine. Aussi cela fera un peu équilibre avec les nouvelles pertes.

En général la puissance d'un ordinateur est voisine de la moitié de celle de l'onduleur et cela ne pose pas de véritable souci.

4 Réaliser et raccorder

Toute batterie retirée bien entendu, Il faudra percer délicatement à l'arrière de l'onduleur 2 trous et placer impérativement des passe fils caoutchouc ou des protections nylon (Même si le boîtier est en plastique, pour ne pas abîmer les fils)
(Diamètre de perçage de 8 à 10 suivant les passe fils)

Cette opération n'est pas très aisée et il faut prendre son temps pour ne pas tout casser (et éviter de percer le transformateur !!!).
Si vous avez de la chance, vous enlèverez simplement l'antiparasite téléphonique qu'il y a parfois, et dans ce cas les trous sont déjà faits ! (J'ai eu une fois cette chance ! voir photo)

Il vous faudra acheter aussi des cosses de batterie de voiture (Lot de 2 car les diamètres sont différents entre le + et le - ) vous remonterez ondul_4soigneusement tout ce qui a été démonté puis vous sortirez les deux fils de la batterie (De longueur différente ainsi que déjà évoqué).
Après avoir passé plusieurs gaines thermo sur les contacts "Faston", les travaux de modification onduleur sont terminés. Il ne vous restera plus qu'à raccorder la batterie et à essayer.
(Vous pouvez aussi utiliser des capots Nylon pour cosses si vous en avez).

Il n'y aucune mise au point particulière, (à part d'avoir chargé la vieille batterie si elle était en limite)

Si il y a des problèmes de place pour mettre la batterie à côté de l'onduleur, alors le mieux est de déplacer l'ensemble onduleur et batterie et d'allonger le câble 230V de sortie, car le courant sera plus faible. (C'est le même principe que le transport d'énergie en haute tension)

(Faire une mesure d'autonomie par année permet d'évaluer la baisse d'autonomie. En réaliser d'avantage sans autre raison n'est pas nécessaire et constitue un cycle de plus qui affecte la longévité de la batterie)

5 Conclusions

Un article volontairement court pour ne pas "effrayer", mais Attention…. Si le coeur du sujet reste très simple, la réalisation est plus délicate à cause des particularités de courants élevés et des dangers liés à une tension secteur générée.

Un mot sur la nécessité de pouvoir interrompre rapidement le courant batterie…En courant continu et sur de forts courants, il est parfois difficile d'interrompre un arc électrique (Survenant après la fusion d'un conducteur par exemple), aussi le dispositif de connexion rapide avec cosses a aussi toute son utilité dans cet aspect. (En courant alternatif il y a un passage de la tension à zéro toutes les 10 ms qui facilite les choses !)

ATTENTION, j'insiste sur l'aspect dangereux d'un onduleur et de vous faire accompagner d'un ami connaissant parfaitement les risques électriques.

Cette solution d'utiliser la vieille batterie de votre voiture est une fin honorable mais aussi un gain utile pour la planète et la préservation des ressources. Outre l'aspect économique que vous aurez vu en premier lieu, c'est aussi un acte simple et citoyen pour conjurer le "tout à la poubelle" qui n'est plus acceptable.

J'ai un recul de 3 ans pour l'onduleur de la pompe de chaudière qui est équipé ainsi, toujours avec ma vieille batterie de voiture et l'autonomie reste correcte.
Pour l'ordinateur je n'avais plus de vieille batterie, alors je suis allé dans un garage en récupérer une gratuitement (Moyennant une petite pièce pour l'ouvrier qui l'a apportée au comptoir)
Le voyant de charge était noir (à plat) et je viens de vérifier, en prenant les photos pour l'article, qu'il est maintenant à un joli vert tendre !

Enfin vous gagnerez largement en autonomie si vous avez correctement réalisé la modification en suivant les indications fournies.
Attention également car si vous n'avez pas respecté les bonnes règles de réalisation électrique, une assurance pourrait ne pas accepter d'éventuels dégâts.

Le risque dû aux dégagements gazeux  (Hydrogène et Oxygène) est très faible, car les batteries de voiture dites batteries "ouvertes" sont des batteries quasiment étanches à ce jour, avec des bouchons non démontables (quand ils existent).
Les onduleurs ont tous des chargeurs de petite capacité, mais d'assez bonne qualité, car les fabricants ne prennent pas le risque de batteries exploséeondul_3s. Aussi la potentielle surcharge de plus grosses batteries est quasiment nulle (dégagement gazeux)

J'ai réalisé cette modification sur mes deux onduleurs, et je n'ai rien à redire, car l'opération est sans soucis et le gain d'autonomie appréciable qui permet de prendre toutes dispositions tant sur l'alimentation de l'ordinateur que pour le maintien de la pompe de la chaudière bois.

(Encore un conseil : Placez  la batterie dans un bidon découpé de liquide lave-glace ou eau "démin" en cas de rupture de l'enveloppe de la batterie, pour ne pas attaquer le beau parquet ou détériorer le meuble de l'ordi ou pour simplement éviter d'éparpiller d'éventuels sels grimpants !
Nota : Certaines batteries ont aussi un petit tuyau de surcharge, (situé au niveau du cerclage supérieur) qu'il faut aussi diriger dans ce vieux bidon plastique découpé)

J'ajouterai que ce principe peut s'appliquer aussi aux autres appareils équipés de batterie 12V (Sans onduleur) et le plus souvent avec les mêmes modifications et souvent plus faciles car les courants sont habituellement assez faibles. (Automates, régulation, surveillance...)

A vos pinces à dénuder les grosses sections !

 

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