L'énergie électrique est de plus en plus
utilisée à bord. Comme l'Exsis est habité pendant de longues
périodes en tant que résidence secondaire, il était essentiel d'en
optimiser la gestion. Pour cela 3 voies : en augmenter la
production, améliorer son stockage, diminuer sa consommation.
Production :
Les batteries d'un camping-car dépendent généralement de 3
sources d'approvisionnement :
Restait donc le panneau photovoltaïque dont les derniers
développements offraient des avantages indéniables :
Les 3 panneaux photovoltaïques de l'Exsis |
À l'origine l'Exsis ne comptait qu'un seul panneau solaire de 100 W rigide, fixé presque à l'horizontale juste en avant du toit soleil.
Vu la lenteur de la recharge des batteries (au plomb acide) et le remplacement du frigo à gaz par un frigo à compression, il m'a paru stratégique de commencer par augmenter la puissance de cette source d'énergie.
Deux (2) panneaux souples (de 120 W chacun) ont donc été ajoutés au premier pour un total nominal de 340 W. Collés directement sur l'avant du toit en polyester, ils en suivent la courbe, là où se trouve la plus grande surface libre, en s'inscrivant exactement dans la nervure délimitant son pourtour. Comme l'Exsis est surtout utilisé en hiver, lorsque le soleil est plus bas sur l'horizon, j'ai voulu donner une certaine inclinaison aux nouveaux panneaux. Ainsi, en stationnant le soir face à l'est, j'obtiens en début de matinée un impact maximal des rayons solaires.
Le collage (Sikaflex) directement sur la surface du toit sauvegarde au maximum son aérodynamisme, tout en évitant de percer son enveloppe étanche. La baisse de rendement, due au manque d'aération inférieure des panneaux, est largement compensée par le nombre de watts ainsi installables, et les meilleures performances de cette nouvelle génération de cellules photovoltaïques.
Les trois panneaux sont connectés en parallèle, leurs câbles se rejoignant dans une boite carrée étanche standard (Leroy-Merlin) avant de descendre verticalement dans le fond du placard de la cuisine, vers le contrôleur MMPT. |
Fonctionnant essentiellement en mode MMPT, le contrôleur
SolarMate permet de tirer le maximum d'ampères des
340 W nominaux issus des panneaux solaires en
optimisant le rapport Ampères/Volts (maximum théorique de
26 Ah sous 13 V). Sa puissance admissible de 40 Ah dépasse largement le
débit maximum des panneaux, actuels et futurs, dont le
nombre est limité par la surface disponible sur le
toit. Réglé en position 7 (Deep Cycle Lead Acid), la
Tension maximale de charge est de 14,6 V et en
Floating de 13,4 V. Ce sont les tensions recommandées par
Solise pour sa batterie LiFePO4. Coloré et massif, son boitier est dissimulé aux regards
sur la cloison intérieure du cabinet de toilette. On l'a
placé le plus haut possible pour échapper aux
éclaboussures et ne pas restreindre les mouvements dans
cet espace plutôt exigu. Les gros câbles venant des panneaux solaires sur le toit descendent dans le placard à provision, accrochés dans l'angle supérieur en évitant qu’ils s’accrochent dans les tiroirs, pour rejoindre le contrôleur avant de redescendre ensuite vers la batterie placée sous la banquette à l'avant. Le capteur à effet Hall (anneau blanc) du
voltmètre/ampèremètre/wattmètre (déporté au dessus de la
cuisinette) est enfilé sur la câble positif (rouge) allant
de la sortie du contrôleur à la batterie. Il mesure
l’ampérage sortant du contrôleur, donc des panneaux
solaires, après « rectification » par la contrôleur MMPT. |
L'écran rétroéclairé du multimètre est placé bien en vue à hauteur des yeux dans l'habitacle pour surveiller l'activité des panneaux solaire. Il est identique au Coulombmètre placé dans la cabine
(voir ci-dessous), mais seules les fonctions ampèremètre,
voltmètre et wattmètre sont utilisées. Le compteur de
Coulomb est quant à lui inopérant quant à indiquer la
capacité de la batterie, mais il permet de suivre la
quantité de courant livrée par les panneaux sur une
période donnée. Son implantation à proximité du contrôleur solaire a permis un branchement court (quoique qu'avec rallonge) de ses 3 fils d'alimentation (noir d'une part et rouge/jaune regroupés d'autre part) sur le côté «Batterie» du contrôleur. Son capteur à effet Hall détecte les ampères passant dans le câble positif (rouge) immédiatement à la sortie du contrôleur. Les câbles - rallongés - sortant du voltmètre sont eux
aussi plaqués contre les parois internes du placard (à
l'écart du passage des tiroirs) - et donc invisibles
- pour relier le capteur au contrôleur. |
Après avoir investi des années durant (30 ans !) dans une ribambelle de batteries plomb/acide à décharge profonde (Deep Cycle) qui ont duré entre 2 et 3 ans chacune, avoir tenté d'en coupler 2 pour obtenir davantage d'ampères en vidant moins la batterie (ne pas dépasser le seuil de 50%), avoir installé un régénérateur de batterie censé combattre la sulfatation (Waeco Perfect Battery), avoir subi des dégradation du bas des coffres dus à des fuites et débordement d'acide, avoir veillé scrupuleusement à maintenir le niveau du mélange eau/acide dans les cellules et en mesurer la densité..... JE ME SUIS TANNÉ !
J'ai donc suivi attentivement l'évolution de la technologie des
batteries au lithium, et surtout leur courbe de prix ; j'ai fini
par faire le saut au printemps 2018 sur mon fourgon ProMaster
canadien dont les 3 batteries en parallèle (285 Ah) rendaient
l'âme l'une après l'autre après seulement 2 ans
d'installation... J'ai remplacé ce parc de 3 batteries par une
seule de 100 Ah qui, dès le 1er branchement, a fonctionné à la
perfection et suffit largement à fournir tout l'électricité
nécessaire à mon installation. Lorsqu'en novembre 2018, au
moment de sortir l'Exsis de son remisage les 2 batteries se sont
montrées défectueuses, j'ai procédé de la même façon.
Bien que remplaçant 2 batteries plomb/acide de 100 Ah chacune, la nouvelle batterie Lithium de 100 Ah de Solise s'est avérée à l'usage largement suffisante pour tous les besoins journaliers, vu la rapidité et l'efficacité de sa recharge ainsi que sa grande capacité de décharge sans dommage (aussi bas que 5 %). En outre, ses avantages sur les batteries
conventionnelles au plomb sont multiples :
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Le cœur de
l'installation électrique sous la banquette de la
dînette. Accroché à sa façade avant, l’onduleur 220V de 1 000 W pur sinus, et à droite, sur la cloison extérieure, le petit onduleur 120 V de 600 W pseudo-sinus. La batterie LiFePO4 (Lithium) de 100 Ah; au-dessus les barrettes de raccordement (Leroy-Merlin), le disjoncteur/sectionneur de 50 A sur la borne positive et l'anneau blanc du capteur Hall du Coulombmètre. En arrière l'EBL Shaubt avec ses fusibles (bien peu accessibles...). |
Le coulombmètre encastré dans le plafond en fibre de la cabine de l'Exsis, au-dessus du pare-brise et entre les pare-soleils. il est entouré d'une bande de carton plié coincée dans l’ouverture (à remplacer plus tard par une bande de tôle d’alu ?), qui permet de le redresser pour le rendre presque vertical et faciliter sa lecture depuis l’habitacle. Il est proche de l’œil du chauffeur pour surveiller l’état de la batterie et sa recharge/décharge en roulant. |
Ce petit appareil peu coûteux (à commander sur AliExpress) est essentiel pour évaluer, de façon pragmatique, les entrées et sorties de courant, le niveau de remplissage de la batterie, l'ampérage transitant à ses bornes (en positif ou en négatif), et son voltage. Il consomme très peu (0,004 Ah) et ses dimensions réduites permettent de l'insérer à peu près n'importe où. Le câble fourni entre le capteur et l'écran est très court mais peut facilement être allongé à la longueur désirée (jusqu'à plusieurs mètres). Sa connexion est facile, sans coupure d'aucun câble grâce au capteur à effet Hall. Les branchements sont sans erreur possible, les fils étant codés, et l'écran rétroéclairé bien lisible malgré sa petitesse. Son paramétrage, sans être difficile, demande une lecture attentive des instructions - pas toujours très claires. Aussi en proposons-nous une traduction adaptée et éprouvée. Le capteur à effet Hall (anneau blanc en nylon) englobe en son centre l'ensemble des câbles positifs (rouges) connectés à la borne positive de la batterie sous la banquette. Pour cela le court câble de liaison de ce capteur avec le coulombmètre a été coupé et rallongé de la longueur nécessaire (à peu près 4 m) avec un câble à 5 conducteurs de faible section (genre câble de téléphone, mais en multibrins). Trois servent aux mesures du capteur, deux à son alimentation. |
Dans un premier temps ce petit convertisseur répondait au besoin de recharger/alimenter nos ordinateurs portables, de recharger la batterie de la caméra et un ancien téléphone pour lequel nous ne possédions pas de chargeur sur le 12 V. Comme tous ces appareils, provenant du Canada, étaient
munis de prises à lames américaines (120V), il a paru plus
simple et économique d'installer un petit onduleur cheap
caché dans le coffre à électricité sous la banquette
et de le connecter à une barre multiprise apparente et
facilement accessible placée le long de la fenêtre
au-dessus de la table de la dînette. Un interrupteur
ad hoc facilement accessible discrètement encastré
en façade de la banquette permet de le mettre hors circuit
pour éviter une autre consommation « fantôme». Cependant la puissance disponible limitait le choix des
accessoires utilisables (Nespresso de Monsieur et
sèche-cheveux de Madame entre autres), et je souhaitais
disposer d'une courant plus « propre » pour les appareils
électroniques embarqués. Je me tournais donc vers un
onduleur pur sinus et plus puissant. |
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J'avais pu me procurer à Montréal un onduleur de très bonne qualité à un un prix doux pour mon ProMaster canadien, mais à l'époque il n'était pas disponible en 220 V. Bien que les prix de ce côté-ci de l'Atlantique soient nettement plus élevés, et le choix plus limité. je me résolvais donc à acquérir en Europe un appareil US-TRONIC de 1000 W apparemment de bonne qualité quoique sans ajustement sophistiqué, mais surtout de puissance limitée. De toute façon les ressources en ampères de ma batterie ne permettent pas - pour l'instant - de mobiliser bien des watts, et tirer 77 Ah sous 13 V de ma batterie de 100 Ah pendant quelques minutes est déjà bien suffisant ! Choix que je regrette un peu, puisque 1 000 W en 220 V,
c'est quand même bien peu. Je calcule maintenant que 1500
W eut été un choix plus judicieux (mais 700 € pour cette
classe d'appareil me semblait beaucoup...). Il faudra
attendre le doublement de ma batterie LiFePo4 (lorsque les
prix seront eux aussi plus abordables...) pour réviser les
caractéristiques de cet accessoire, d'autant plus que mon
distributeur préféré à Montréal (Voile
Abordable) offre maintenant des onduleurs de 2 000 W
en 220 V pur sinus, de qualité équivalente, pour 291
€ TTC. Ces deux onduleurs disposent d'un interrupteur séparé encastrés dans la façade de la banquette. Ils évitent complètement la possibilité de « consommation fantôme » lorsque l'interrupteur sur l'appareil est éteint mais le laisse en fait « en veille ». |
Madame se plaignait des
câbles d'alimentation gênant le passage en cabine pour
recharger son MacBook ou son téléphone. C'est pourquoi j'ai
encastré en façade du tableau de bord, juste devant le siège
du passager, 3 prises répondant à une diversité de besoins
en connexion électrique : USB, 12V allume-cigare, et 120 V
pour nos petits appareils et chargeurs américains. Ces
prises, consommant peu, sont connectées sur le circuit
«Prises 12V» de la batterie moteur, lui-même alimenté
uniquement lorsque le moteur tourne. |
À l'origine l'Exsis ne disposait que de 2 prises murales en 220 V pour alimenter ces petits appareils susceptibles d'apporter confort ou agrément à l'étape : l'une au-dessus du réchaud (pour un mixer ou un sèche-cheveux ?) et l'autre au-dessus de la lingerie (pour un four à micro-onde ou une TV). On a jugé utile d'y ajouter deux barrettes de prises
secteur (alimentée l'une en 220 V et l'autre en 120 V)
devant la table de la dînette qui sert aussi fréquemment
de bureau. Elles permettent de brancher ordinateurs
portables, imprimante laser ou scanner. Une prise 12 V,
quant à elle, permet la recharge des téléphones lorsqu'ils
ne sont pas connectés sur les ordinateurs via un câble USB
pour partager l'accès Internet. |
Toutes les sources de lumière de l'Exsis, originellement
incandescentes ou fluorescentes, ont été remplacées, dans
un premier temps par des spots halogènes, plus puissants
et moins énergivores, puis par des DEL nettement plus
économiques et durables. Des bandes de DEL autocollantes
(vendues en 5 mètres au Canada pour 13 €) - ont
remplacé les tubes fluo dans leurs logements sous les
vide-poches latéraux ou dans le cabinet de toilette,
tandis que d'autres de forme ad hoc ont pris la place des
petites ampoules halogènes dans deux spots au-dessus des
fauteuils en cabine de conduite, à l'avant de chaque côté
de l'habitacle ou autour du grand lanterneau central. En outre une longue bande de DEL a été collée sous toute la longueur des vide-poches gauches, doublant l'éclairage d'origine lorsque la dépense énergétique importe peu (Exsis branché ou pour de courtes durées d'allumage). De plus l'intérieur des différents placards (penderie, lingère au dessus du frigo, meuble sous l'évier) ont reçu leur éclairage indépendant et intérieur à DEL, commandé par des contacteurs activés par l'ouverture de chacune des porte. Enfin un gros «lustre» central de forte puissance (équivalent 100 W incandescent) a été installé sous le lit pour donner un fort éclairage général en cas de besoin, ainsi que dans l'applique extérieure près de la porte latérale. Ces applique sont constituées de sections des mêmes bandes de DEL collées parallèlement dans l'espace intérieur des luminaires. Coût de construction et consommation électrique très faibles, grande puissance d'éclairage. |
Spot au-dessus du chauffeur en cabine
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