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L'alimentation sur batterie est une solution essentielle pour assurer la continuité de l'alimentation électrique en cas de coupure de courant ou pour alimenter des appareils portables. Cet article explore les différents aspects de l'alimentation sur batterie, des types de batteries aux applications, en passant par les avantages et les considérations importantes.
Une batterie est un équipement qui stocke l’électricité sous une forme d’énergie chimique. L’énergie est libérée à la demande sous forme de courant continu pour alimenter des équipements tels que l’éclairage ou le démarreur du moteur. Une batterie est constituée de plusieurs cellules galvaniques avec une tension de 2 V chacune. Six cellules sont liées en série pour une batterie de 12 V, et adaptées dans un seul boîtier. Pour obtenir du 24 V, deux batteries de 12 V sont connectées en série.
Chaque cellule a des plaques de plomb oxydé positives et des plaques négatives en plomb, et un électrolyte se composant d’eau et d’acide sulfurique. Pendant la décharge, le plomb oxydé sur les plaques de plomb est converti en sulfate de plomb. Pour recharger la batterie, une source d’énergie externe (telle qu’un chargeur de batterie, un alternateur ou un panneau solaire) avec une tension d’environ 2,4 V par cellule doit être connecté.
Il existe différents types de batteries rechargeables, chacune ayant ses propres caractéristiques et applications. Voici les principaux types :
Jusqu’à récemment, les batteries rechargeables Lithium Ion n’étaient disponibles qu’avec de petites capacités, qui les a rendues populaires pour l’usage dans les téléphones et les ordinateurs portables. Maintenant Mastervolt propose des batteries Lithium Ion en grandes capacités. Comparé aux batteries plomb acide traditionnelles, les batteries Lithium Ion permettent un gain de place et de poids de 70 %, alors que le nombre de cycles de charge est trois fois plus élevé, comparé à celui des batteries semi-traction au plomb.
Un avantage supplémentaire est que les batteries Lithium Ion peuvent assurer une capacité constante, indépendamment de la charge connectée. La capacité d’une batterie au plomb est réduite en cas de fort courant de décharge. Comparativement aux batteries au plomb ou ouvertes traditionnelles, les batteries Lithium Ion offrent bien plus d’avantages, tel qu’une plus grande densité de puissance et une plus longue durée de vie. Et parce que le lithium est le métal le plus léger, les batteries Lithium Ion sont également plus légères. Elles peuvent également être chargées à tout moment, alors qu’une batterie cadmium-nickel exige une décharge complète pour un rendement optimal et pour empêcher l’effet de mémoire. Les batteries Lithium Ion Mastervolt disposent d’un système de gestion des batteries (Battery Management System).
Ces batteries étant généralement hautes, elles sont sensibles à l’accumulation d’acide sulfurique au fond du boîtier. Ce phénomène s’appelle la stratification et se produit parce que l’acide sulfurique est plus dense que l’eau. La batterie est déchargée inégalement, réduisant de manière significative sa durée de vie. Afin de répartir à nouveau l’acide de façon homogène, la batterie doit être à bon escient surchargée en utilisant une tension excessive.
Ceci produit beaucoup de gaz d’hydrogène, qui forme un mélange dangereux avec l’oxygène contenu dans l’air. La tension exigée pour recharger ces batteries est environ 2,7 V par cellule, ou de 16,2 V pour un système en 12 V et de 32,4 V pour des systèmes en 24 V.
Les batteries sont utilisées dans une variété d'applications, allant des systèmes de secours aux équipements portables. Voici quelques exemples :
Il existe des modules d'alimentation sur batteries conçus pour des applications spécifiques. Par exemple :
Lors de la sélection d'une batterie, il est crucial de prendre en compte plusieurs facteurs :
| Type de Batterie | Avantages | Inconvénients | Applications |
|---|---|---|---|
| Plomb-Acide | Courante, économique | Lourde, durée de vie limitée | Démarrage de véhicules, alimentation de secours |
| Lithium-Ion | Légère, haute densité d'énergie, longue durée de vie | Plus coûteuse | Appareils portables, véhicules électriques |
| Cadmium-Nickel (NiCad) | Robuste | Effet mémoire, moins écologique | Anciens systèmes d'alimentation |
| Semi-Traction | Peut être déchargée plus souvent | Courant de démarrage inférieur | Équipements industriels |
| Traction Humides | Nombreux cycles de décharge | Entretien spécifique, stratification | Chariots élévateurs |
L'alimentation sur batterie est un élément crucial pour de nombreuses applications, offrant une source d'énergie fiable et portable. En comprenant les différents types de batteries, leurs avantages et inconvénients, ainsi que les considérations importantes, vous pouvez choisir la solution la plus adaptée à vos besoins.
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