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Vélo électrique à recharge solaire

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Présentation de notre vélo à assistance électrique rechargé au solaire

Ce montage est basé sur le vélo à assistance électrique pliable que nous avons acheté au printemps 2009. Voici un sujet qui présente ce vélo électrique pliable.

Nous l'avons équipé d'une petite "remorque" pour augmenter la capacité d'emport de chargement (quasi nulle sans sauf sac à dos) et le rendre ainsi beaucoup plus "utilitaire". Durant l'été nous l'avons utilisé régulièrement pour amener à la Poste les colis de la boutique éconologique.

Ce vélo, avec sa remorque, a couté 510 euros. Vous trouverez tous les détails techniques de ce vélo électrique ici.

Pourquoi un kit de recharge solaire?

Pour montrer qu'il était possible de faire un véhicule avec un réel ZERO IMPACT (ni carbone ni nucléaire) pour un prix très raisonnable!

En effet, le tout revient à moins de 750€: vélo 390€ + remorque 120€ + station de recharge environ 220€.

Ainsi afin de se déconnecter complètement du "réseau" électrique, nous avons fait un petit montage solaire afin de faire des recharges solaires de la batterie Li-Ion du vélo.

Ce montage solaire est à base de batteries tampons au plomb qui constituent un "réservoir d'énergie solaire".

Ces batteries sont indispensables car la puissance instantannée demandée par le chargeur solaire (80W) aurait nécessité un investissement en panneau solaire trop important et surtout n'aurait permis de charger le vélo qu'en direct. C'est à dire quand le soleil brille ce qui n'est pas une option acceptable dans le cas d'une recharge solaire "non embarquée.

De plus, la recharge des accus Li-Ion, contrairement à celle des accus plomb, doit être très rigoureuse et rend obligatoire un chargeur spécifiques. Dans notre cas nous avons continué d'utiliser celui d'origine. Il est alimenté en 230V AC et nécessite donc un onduleur puisque le tamponage dans les batteries plomb se fait en 12V.

Détail des élements du kit solaire

Tous les produits du "kit de solarisation" (sauf l'onduleur trouvable n'importe où) sont issus de la boutique éconologique , rayon solaire :
- 2 panneaux silicium amorphes de 5W en parallele
- 1 régulateur solaire 12V
- 4 accus plomb 7Ah

panneaux solaires 5W 10W

Montage d'essais

Voici une photo du montage d'essais:

chargeur solaire vélo

De gauche à droite:
a) L'accu Li-Ion du vélo : 24V 8Ah = 24 * 8 = 192 W.h stockés
b) Le chargeur Li-Ion fournis avec le vélo
c) L'onduleur 12V vers 230VAC à sinus modifié (faux sinus) de 300W
d) 2 accus cycliques au plomb 12V 7Ah qui servent de tampon = 2*12*7 = 168 W.h stockés (2 autres accus de 12Ah seront ajoutées dans le montage final)
e) Au dessus, tronqué, le régulateur solaire

Deux ampèremètres galvanométriques ont été ajoutés afin de voir les ampérages d'entrée (depuis les panneaux solaire) et de sortie (vers l'onduleur):

chargeur solaire vélo

On peut y lire (plein soleil) :
a) pleine déviation sur l'entrée solaire soit au moins 7W d'entrée solaire
b) Un peu plus de 6 A en consommation: environ 6.2 * 12 V = 75W en sortie.

On voit tout de suite (rapport de puissance de 10) qu'on ne pourrait pas recharger en direct à moins d'avoir 10 fois plus de puissance de panneaux solaire donc 10 fois plus d'investissement en panneaux.

Les batteries au plomb sont donc indispensables!

Suivant l'ensoleillement l'ampérage d'entrée varie évidement, une journée sans soleil, nuagueuse mais assez claire donne entre 100 et 200 mA, c'est faible mais c'est "toujours bon à prendre" !

Montage final

Quelques jours plus tard, le montage "final" a été réalisé en ajoutant 2 batteries de 12Ah. Capacité totale de la station de recharge = 2 * 7 + 2 * 12 = 38 Ah soit sous 12V, 456 Wh. C'est bien plus qu'il n'en faut mais permet lors de chaque cycle de ne pas faire de décharge "profonde" des accus au plomb et d'augmenter ainsi leur durée de vie.

Voici la "station de recharge solaire" :

solaire vélo électrique

Analyse des performances et reflexions

Le chargeur Li-Ion sort (durant la 1er phase de rechargement d'une accu LiIon = fort ampérage) au max: 1.8 A sous 29.4 V = 53W dans la batterie Li-Ion du vélo.

Le rendement onduleur et chargeur est donc de 53/75 = 70% ce qui est tout à fait honorable du fait qu'il y ait 2 transformateurs en série et qu'on passe par du 230V AC.

Ce qui donne un rendement par transformateur de racine de 0.7 = rendement moyen par transformateur de 84%. C'est très bon.

Il faut 4h30 pour faire une recharge complète.

Reflexions pour améliorations (à venir?):

a) Certains diront qu'il est bete de faire du 230V AC à partir de CC pour refaire du CC et ils auront raison mais je n'ai pas (pour le moment) de chargeur Li-Ion 12V...(si un lecteur a une adresse ca m'intéresse, contactez nous via le forum!)

b) Lorsqu'on branche le chargeur Li-Ion sur l'onduleur, il "bourdonne". Est ce préjudiciable à sa durée de vie, nous verons à l'usage.

c) Cette méthode nécessite l'utilisation de batterie tampons, qui s'usent et qui polluent. Oui mais si on veut rester dans un investissement raisonnable, on n'a pas le choix.
De plus des accus plomb chargés en permanence "12h/24h" ont une durée de vie surement plus intéressante que des accus fortement sollicité. Et le fait de mettre plusieurs accus et de majorer la capacité tampon (par rapport aux besoins) augmente aussi leur durée de vie (pas de décharge profonde).

Quoiqu'il en soit, la recharge solaire marche et rouler en tout "indépendance" pour un investissement somme toute modique et tout en faisant un peu de sport est un réel plaisir!!

En été, 2 charges par semaine sont envisageables avec 2 panneaux de 5W.

En savoir plus:
- recharge solaire d'un VAE
- Présentation et détails techniques de ce vélo électrique