Les experts de topRik donnent des conseils sur le choix et l'installation d'un onduleur marin sur un yacht. Toutes les recommandations ont été testées en pratique. Nous avons l'opportunité de tester divers types d'onduleurs en mer - sur des yachts et catamarans de tailles variées appartenant à notre flotte SimpleSail, avec différentes configurations d'équipement électrique et de systèmes électriques de navire.
La marketplace topRik propose uniquement des onduleurs marins multifonctionnels éprouvés provenant des meilleurs fabricants d'équipements électriques marins – Victron Energy, Mastervolt et d'autres. Choisissez parmi les options proposées ou contactez nos experts pour une consultation gratuite via les coordonnées figurant sur cette page.
Comment fonctionne un onduleur et à quoi sert-il sur un yacht ?
L'onduleur convertit une tension continue de 12 ou 24 V en une tension alternative de 220 V et constitue une excellente alternative au générateur.
Pour la plupart des petits bateaux et yachts, un générateur diesel est un luxe inabordable. Son coût est élevé, le manque de place sur le bateau et le bruit qu'il produit pendant son fonctionnement sont des obstacles supplémentaires à l'organisation d'un système CA à bord.
L'onduleur augmente le confort à bord. Il permet de profiter de la paix et du silence au mouillage, économise de l'argent et présente un minimum d'inconvénients. La plupart des propriétaires de bateaux et de voiliers équipés d'onduleurs seront d'accord avec cela.
L'algorithme de fonctionnement de l'onduleur dépend de son type. Il existe deux types d'onduleurs. La tension de sortie du premier groupe est identique à celle du réseau domestique et a la forme d'une onde sinusoïdale pure.
Dans le deuxième groupe de dispositifs, la tension ressemble à une onde carrée en escalier, ces modèles étant appelés onduleurs à onde sinusoïdale modifiée.
Types et caractéristiques des onduleurs marins
L'onduleur fonctionne selon le principe de l'utilisation de transistors à commutation rapide. Selon la conception, le type ou le modèle de l'onduleur, des détails et caractéristiques techniques spécifiques peuvent varier, mais les étapes générales de la conversion sont les suivantes.
Le contrôleur commande deux groupes de transistors et les ouvre à tour de rôle. Cela permet à la tension sur la charge de changer périodiquement de polarité, c'est-à-dire de passer de continue à alternative. La fréquence de la tension alternative obtenue de cette manière est déterminée par la vitesse de commutation des transistors, et sa valeur est déterminée par la tension de la source. Si la tension de sortie doit être augmentée, un transformateur est ajouté au circuit, et les transistors sont connectés à son enroulement primaire. La tension de l'enroulement secondaire est envoyée à la sortie.
La tension alternative ainsi obtenue a la forme d'une onde carrée et n'est pas adaptée à l'alimentation de la plupart des appareils. Par conséquent, dans les onduleurs sinusoïdaux, le contrôleur allume et éteint les transistors non pas une fois, mais plusieurs fois pendant chaque demi-période. En conséquence, la tension de sortie prend la forme d'impulsions répétitives ayant la même fréquence mais des durées différentes. La largeur des impulsions change au fil du temps selon une loi sinusoïdale, de sorte que la tension moyenne sur la période de commutation prend la forme d'une sinusoïde pure.
Une fois la conversion terminée, la tension alternative est filtrée, débarrassée des composantes haute fréquence et envoyée à la sortie. Le fonctionnement sécurisé des appareils connectés est garanti par les protections de l'onduleur contre les courts-circuits, les surcharges, la surchauffe et d'autres situations d'urgence.
Les onduleurs à onde sinusoïdale pure sont universels. Contrairement aux modèles à onde modifiée, ils peuvent alimenter aussi bien des charges résistives (lampes à incandescence, grille-pains, bouilloires électriques) que tout équipement domestique ou de bureau.
Cela signifie que les machines à laver, lave-vaisselle, machines à café complexes, téléviseurs, chaînes stéréo, fours à micro-ondes, etc., ainsi que les moteurs CA de votre yacht nécessitent une tension sinusoïdale.
La tension alternative à la sortie de l'onduleur est obtenue à l'aide de commutateurs électroniques qui s'ouvrent et se ferment plusieurs fois par seconde. Si les commutateurs fonctionnent plusieurs dizaines ou centaines de milliers de fois, l'onduleur est qualifié de haute fréquence. Si la fréquence de commutation est égale à la fréquence de la tension alternative de sortie, il est linéaire.
Les dispositifs linéaires et haute fréquence diffèrent par leur poids et leur taille. Un onduleur linéaire de 2000 W avec des ondes sinusoïdales pures ou modifiées pèse environ 20 kg. Un modèle haute fréquence de la même puissance pèse deux fois moins et occupe un tiers du volume d'un dispositif linéaire.
Les onduleurs haute fréquence à onde sinusoïdale pure sont souvent moins efficaces que les modèles à onde modifiée et consomment davantage de courant lorsqu'ils ne sont pas utilisés. Comme la charge de la batterie est limitée, la consommation propre de l'onduleur en mode veille prolongée affectera grandement l'état des batteries du bateau ou du yacht. Par conséquent, l'onduleur doit toujours être éteint lorsque vous n'êtes pas à bord.
Le conducteur neutre d'un circuit CA est mis à la terre uniquement à la source de tension. Cela signifie qu'avant de commencer à fonctionner, un onduleur installé à bord d'un bateau ou d'un yacht doit connecter le neutre à son propre fil de mise à terre, et une fois le navire connecté au réseau électrique terrestre ou à une autre source de tension CA, il doit les déconnecter. Tous les onduleurs marins le font automatiquement, mais pas les onduleurs terrestres. Par conséquent, avant d'acheter un onduleur pour un bateau ou un yacht, assurez-vous que vous achetez un modèle spécifiquement conçu pour un usage marin.
Un onduleur peut-il également fonctionner comme un chargeur ?
Un onduleur combiné à un chargeur est un dispositif capable de convertir l'énergie électrique dans deux directions. En mode onduleur, il génère une tension alternative à partir de la tension continue de la batterie, et en mode chargeur, il génère une tension continue à partir d'une tension alternative.
La fréquence et l'amplitude de la tension alternative générée par l'onduleur ne diffèrent pas des caractéristiques d'un réseau électrique fixe, de sorte que l'équipement domestique ou de bureau qui y est connecté peut fonctionner même en l'absence d'une prise classique.
Comment charger une batterie avec un onduleur
En plus de l'onduleur, les modèles combinés incluent un commutateur d'alimentation automatique (ATS – Automatic Transfer Switch) et un chargeur de batterie. L'ATS surveille l'état de l'entrée CA et, dès qu'il détecte une tension alternative, il bascule automatiquement, en une fraction de seconde, l'onduleur-chargeur du mode inversion au mode alimentation secteur et allume simultanément le chargeur. Cette commutation est si rapide que l'équipement fonctionnant à ce moment ne "remarque" rien et continue de fonctionner sans interruption.
Les algorithmes disponibles pour le chargeur conviennent aux batteries gel, au plomb-acide liquide, AGM et LiFePO4. Certains modèles permettent à l'utilisateur de créer un profil de charge personnalisé lorsque aucun des modes préréglés ne convient à la batterie.
Les modèles modernes d'onduleurs avec chargeurs de batterie sont équipés de protections contre les surcharges, les surtensions/sous-tensions, les courts-circuits, la surchauffe et garantissent donc une utilisation sécurisée de la batterie et du système CA de bord. Les modèles dotés de Bluetooth permettent à l'utilisateur de contrôler le fonctionnement de l'appareil ou de le configurer à partir d'une application sur un téléphone mobile.
Un onduleur avec chargeur est largement utilisé dans les systèmes électriques autonomes qui n'ont pas un accès constant à l'électricité du réseau. Ils sont installés dans les camping-cars, fourgons aménagés, bateaux, yachts à moteur et à voile, péniches, bureaux mobiles, laboratoires mobiles et autres véhicules spécialisés équipés d'appareils CA, ainsi que dans les systèmes électriques autonomes fonctionnant à l'énergie solaire.
Comment choisir le bon onduleur pour un yacht spécifique et l'installer correctement
Jusqu'à récemment, le système électrique d'un voilier ou yacht à moteur avec tension alternative à bord était basé sur un générateur diesel. Et bien qu'un petit onduleur soit parfois installé simultanément pour alimenter des appareils à faible puissance, le générateur devait encore fonctionner régulièrement pendant de longues périodes, avec un bruit et des gaz d'échappement irritants.
Dans un système électrique hybride, l'onduleur et le générateur échangent leurs rôles. La plupart du temps, l'équipement de bord est alimenté par un onduleur de 3, 5 ou 8 kW. Et dès que la charge de la batterie descend en dessous d'une limite prédéfinie, l'onduleur cesse de convertir la tension continue en tension alternative, démarre automatiquement le générateur et passe en mode chargeur. Dans ce cas, la puissance utilisée pour charger la batterie peut changer en fonction de la charge dans le réseau de bord. Cela permet au générateur d'être compact et de ne fonctionner que pendant de courtes périodes.
Sur les petits bateaux et yachts, un onduleur permet d'utiliser des appareils CA sans générateur à essence ou diesel :
- Les yachts de 8 à 10 mètres sont souvent utilisés pour des sorties courtes en mer ou en eaux intérieures. Lors de ces sorties, le confort de base est important - eau chaude au robinet, petite douche, chauffage, cuisine compacte avec plaque électrique et réfrigérateur, machine à café. Le système électrique du bateau comprend donc une batterie au lithium, un onduleur à onde sinusoïdale qui convertit sa tension en 220 V, un chargeur AC-DC et un équipement pour connecter le bateau au réseau terrestre. Un panneau solaire de 100 ou 200 W peut également être installé.
- Les yachts de 9 à 12 mètres nécessitent un niveau de confort plus élevé. En plus de l'équipement mentionné ci-dessus, ces bateaux disposent souvent de climatisation, lave-vaisselle et autres appareils énergivores. L'énergie nécessaire est fournie par une batterie lithium-fer-phosphate et un onduleur de 2 ou 3 kW. Le chargeur intégré à l'onduleur recharge les batteries depuis le réseau terrestre, et le chargeur DC-DC les recharge depuis le générateur du moteur. Cela permet de réduire le poids du bateau d'environ 500 kg tout en maintenant une énergie suffisante à bord.
- Les yachts de 11 à 14 mètres bénéficient d'un système électrique avancé offrant plus de confort à bord, tandis que le générateur diesel rend le navire complètement autonome en énergie. L'onduleur combiné avec le chargeur peut alimenter les appareils CA et recharger la batterie. La fonction Power Assist permet à l'onduleur de fonctionner simultanément avec le générateur ou le réseau terrestre pour fournir une puissance supplémentaire à l'équipement de bord. Les panneaux solaires rechargent les batteries pendant la journée, et le chargeur DC-DC restaure rapidement leur état lorsque le bateau est en mouvement.
Ainsi, pour un yacht sans équipement nécessitant du 220 V, un onduleur de 2 kW suffit. Nous déconseillons d'installer un onduleur de puissance inférieure en prévision d'éventuels ajouts d'équipements électriques. Pour un catamaran de 50 pieds, qui comprend généralement une cuisinière à induction, une machine à laver, un lave-vaisselle, une bouilloire électrique, un micro-ondes, etc., il est conseillé d'installer deux onduleurs de 3 kW ou plus en parallèle pour répondre à tous les besoins énergétiques.
Il reste à ajouter que même les onduleurs marins équipés de protections et de classes de protection élevées doivent être montés dans un endroit à l'abri de l'eau. Un onduleur est un dispositif électronique complexe, composé d'éléments faits de métaux différents. L'humidité pénétrant dans le boîtier crée des conditions idéales pour le développement de la corrosion électrochimique. Tous les éléments nécessaires - eau, électricité et métaux dissemblables - sont réunis en un seul endroit. Pour éviter la corrosion, l'onduleur doit être installé dans un endroit sec, protégé des éclaboussures ou de la condensation.
La performance de l'onduleur dépend de la température. Par conséquent, un appareil fonctionnant à pleine puissance doit être bien refroidi par un flux d'air froid qui évacuera librement la chaleur de l'onduleur.
Il est préférable d'installer les onduleurs avec fonction chargeur à proximité des batteries.
Pour éviter une chute de tension dans le câble venant de la batterie, sa section doit correspondre au courant consommé par l'onduleur. Le courant de pointe d'un appareil puissant dans un système électrique de 12 volts atteint 1000 A. Cela signifie qu'un tel onduleur devra être connecté aux batteries avec un câble 4/0 AWG (110 mm²), même si l'appareil est situé à une distance de 1,5 à 3 mètres de la batterie.
Il est difficile et peu pratique de poser des câbles de grande section. Par conséquent, il ne faut pas essayer de les connecter directement aux bornes de la batterie, surtout si, en plus de l'onduleur, d'autres consommateurs puissants sont déjà connectés - le panneau principal, un générateur supplémentaire ou un treuil. Il est préférable d'utiliser des bus positifs et négatifs conçus pour le courant approprié. Ensuite, connectez-les aux bornes de la batterie avec un câble de grande section. De plus, le boîtier de l'onduleur doit être relié à un point de mise à la terre commun. La section du câble de mise à la terre doit être une taille inférieure au conducteur négatif principal.
Nous avons déjà mentionné que les pertes de câble seront réduites si l'onduleur est situé près de la batterie. Cependant, comme les batteries peuvent émettre des vapeurs corrosives et explosives, l'onduleur doit être placé à l'extérieur du compartiment batterie.
En cas de court-circuit, la batterie peut générer un courant important. Pour se protéger de ses effets destructeurs, un disjoncteur ou un fusible temporisé est installé sur le câble menant à l'onduleur, aussi près que possible de la borne de la batterie.
Avant de connecter ou de réparer l'onduleur, assurez-vous que l'appareil est déconnecté des batteries. En mode veille, de nombreux onduleurs ne montrent aucune tension sur le multimètre. Cependant, dès qu'une charge apparaît, par exemple en touchant simplement les bornes de sortie CA, l'onduleur s'allume et fonctionne à pleine puissance.
Si l'onduleur ou la batterie qu'il alimente ne peut pas gérer certaines charges, l'équipement correspondant est connecté à un panneau CA qui n'est pas relié à l'onduleur. Un chargeur indépendant est également connecté à ce même panneau. Ce circuit évite une situation où le chargeur fonctionne sur l'onduleur et charge simultanément ses batteries. Une telle boucle, au mieux, gaspillerait la puissance de la batterie et, au pire, pourrait endommager l'onduleur et le chargeur.
Tous les onduleurs marins en mode CA doivent connecter le neutre à leur propre circuit de mise à la terre, conformément à l'exigence de mise à la terre du neutre à la source d'alimentation. Cependant, cette connexion doit être rompue lorsqu'une autre source CA est connectée, afin de ne pas mettre le neutre à la terre ailleurs que la source d'alimentation. Comme mentionné précédemment, tous les onduleurs marins effectuent cette opération automatiquement, mais les modèles terrestres ne le font pas. Il est donc essentiel d'installer un onduleur spécifiquement conçu pour un usage marin sur votre yacht.
Sélection des onduleurs marins sur la marketplace topRik
Nous avons sélectionné pour vous des onduleurs marins multifonctionnels adaptés à l'installation sur de petits navires de tailles et conceptions variées. La particularité des modèles de Victron Energy, un leader reconnu dans ce domaine, est que la plupart d'entre eux peuvent être utilisés pour divers objets, notamment les installations marines professionnelles, yachts, transports et autonomes terrestres. De bons exemples en sont les séries d'onduleurs comme MultiPlus, MultiGrid, MultiPlus-II, Quattro, Quattro-II, EasySolar, EasyPlus.
Les onduleurs hybrides Victron Energy se distinguent par une puissance de crête élevée, une onde sinusoïdale pure, un algorithme de charge de batterie optimisé, ainsi qu'une protection contre les courts-circuits, les surcharges et la surchauffe.
Les onduleurs Victron Energy peuvent fonctionner en parallèle, formant un réseau monophasé ou triphasé. Des accessoires supplémentaires permettent un contrôle à distance de la centrale solaire, la modification des paramètres du système et la collecte de statistiques. Certains modèles sont équipés de deux entrées pour différentes sources CA (par exemple, un réseau externe et un générateur diesel) et de deux sorties (pour les charges critiques et non critiques).
Onduleurs des séries MultiPlus et MultiPlus-II
Ce chargeur-onduleur transformateur dans un boîtier en aluminium robuste possède 8 modifications, équipées d'une entrée CA et de deux sorties CA. Les modèles d'une capacité de 3 000 VA sont disponibles avec une tension de fonctionnement de 12, 24 ou 48 V. Les onduleurs d'une capacité de 5 000 VA peuvent être avec une tension de 24 ou 48 V.
La deuxième génération de cet onduleur légendaire combine les meilleures caractéristiques des modèles MultiPlus et MultiGrid, tout en ayant un boîtier plus compact et un prix abordable. En option, il est possible d'utiliser un capteur de courant externe pour implémenter les fonctions PowerControl et PowerAssist.
Onduleurs de la série Quattro
L'onduleur chargeur Victron Energy Quattro propose 9 modifications avec une capacité allant de 3 à 15 kVA. Le modèle dispose de deux entrées CA avec la possibilité de basculer automatiquement entre elles. Il y a également deux sorties CA : l'une fonctionne en permanence et est conçue pour les charges critiques, et l'autre - uniquement lorsqu'il y a du courant alternatif à l'une des entrées du Quattro.
Onduleurs de la série EasyPlus
Système multifonctionnel composé d'un onduleur à onde sinusoïdale, d'un chargeur haute efficacité et d'un relais à commutation rapide. Quatre sorties CA avec disjoncteurs intégrés et RCD (dispositif à courant résiduel). Fonctions PowerControl et PowerAssist – limitation de la consommation et ajout de puissance à l'entrée. Fonctionnement possible en configurations monophasée ou triphasée.
Séries d'onduleurs EasySolar, EasySolar II
Pour fonctionner avec des modules photovoltaïques, les premiers modèles d'onduleurs Victron Energy nécessitent des régulateurs de charge. Lorsque le réseau externe est déconnecté, la clé de transfert de l'onduleur passe instantanément au fonctionnement sur batteries de stockage, garantissant une alimentation ininterrompue des consommateurs.
EasySolar et EasySolar II sont une exception appréciable, car ils combinent un régulateur solaire MPPT, un onduleur/chargeur et un système de distribution CA dans un seul boîtier.
Les onduleurs de ces séries sont équipés d'un panneau de contrôle avec un écran couleur et offrent des fonctions uniques :
- priorité de charge de la batterie via le régulateur de charge MPPT ;
- distribution CA ;
- technologie unique PowerAssist ;
- logiciel exclusif pour les applications solaires ;
- connexion Internet permettant une surveillance et un contrôle à distance.
Caractéristiques communes des onduleurs Victron Energy
Presque tous les modèles répertoriés possèdent la fonction Power Control. Qu'est-ce que cela signifie ? Tout marin le sait : moins le générateur fonctionne longtemps, plus le système électrique est efficace. Vous atteindrez un temps de fonctionnement minimal du générateur si plusieurs appareils de bord, y compris le chargeur AC-DC, fonctionnent simultanément et non à tour de rôle.
Les onduleurs combinés avec chargeurs présentés sur notre marketplace permettent de réaliser cela. Le module Power Control surveille en permanence le courant de sortie du générateur et régule automatiquement la puissance utilisée pour charger les batteries afin que la charge totale du générateur reste dans les limites prédéfinies.
Si l'onduleur combiné avec la fonction Power Control réduit le courant de charge de la batterie pour éviter de surcharger le générateur ou l'alimentation à quai lorsque la charge électrique à bord atteint sa valeur maximale, alors les appareils dotés de la fonction Power Assist peuvent fonctionner simultanément avec une source de tension CA externe.
Les modèles mentionnés sont équipés de ces deux fonctions. Par exemple, le MultiPlus-II 12/3000/120-32 est un onduleur très puissant. Il peut consommer beaucoup d'énergie du réseau, mais il est possible de programmer une limite de consommation de courant sur chaque entrée CA. Ce modèle prend en compte les autres charges CA et utilise tout ce qui est possible pour reconstituer la capacité de la batterie, évitant ainsi une surcharge du générateur ou du réseau électrique.
La fonction Power Assist va encore plus loin en permettant au MultiPlus-II 48/3000/35-35 de compléter l'alimentation du réseau. Lorsque plus de puissance est nécessaire pour une période limitée, l'onduleur compense la puissance du réseau ou du générateur par l'énergie de la batterie. Lorsque la charge diminue, l'excès de puissance est utilisé pour recharger les batteries.
Le même onduleur peut être utilisé à la fois dans les systèmes électriques d'objets fixes et dans les transports conventionnels ou marins, ainsi que dans des réseaux connectés à des modules solaires et d'autres installations d'énergie alternative.
Pour une consultation gratuite détaillée – contactez nos experts, des marins expérimentés, qui vous aideront à choisir un onduleur ou des onduleurs efficaces pour un navire aux caractéristiques spécifiques. Toutes les coordonnées figurent sur cette page.
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