La conception d'un système d'éclairage public solaire implique différents éléments. Il est primordial de mesurer avec précision les valeurs requises de tous ces éléments pour assurer le bon fonctionnement du système. Les deux éléments les plus importants dans la conception de lampadaires alimentés par batterie sont les calculs relatifs à la batterie et au panneau solaire. Les caractéristiques de ces panneaux dépendent du type de lampadaire solaire qu'ils alimentent. Pour en savoir plus sur les principes de base, consultez notre guide sur… principe de fonctionnement du lampadaire solaire est un point de départ utile.
Il est donc conseillé de choisir un lampadaire solaire adapté à ses besoins d'éclairage. Nous recommandons à nos lecteurs de se renseigner en détail avant tout achat, car le choix du lampadaire influencera le fonctionnement de tous les autres éléments du système. Il est possible de vérifier la luminosité et la consommation énergétique des lampadaires solaires avant d'investir. Notre liste de 10 choses à savoir sur les meilleurs lampadaires solaires peut guider cette décision.
Une fois le lampadaire acheté, les utilisateurs peuvent concevoir une batterie et un panneau solaire adaptés à leurs besoins. Cet article explique comment calculer les caractéristiques des batteries pour les lampadaires alimentés par batterie.
Concepts importants à comprendre
Capacité et puissance de la batterie
La capacité d'une batterie correspond à la quantité maximale d'énergie qu'elle peut stocker. Les batteries de grande capacité peuvent stocker davantage d'énergie que celles de plus faible capacité. La capacité d'une batterie est exprimée en kilowattheures (kWh). En d'autres termes, il s'agit de la quantité d'énergie qu'une batterie peut fournir en une heure.
De même, la puissance de la batterie est exprimée en watts et correspond à sa puissance nominale. Cette dernière est le produit de la tension (V) et du courant (I) fournis par la batterie à la charge. La compréhension de ces valeurs est essentielle pour dimensionner les lampadaires alimentés par batterie.
Ampère-heure (Ah)
Il s'agit également d'une mesure de la capacité de la batterie. Cependant, selon ce critère, la capacité de la batterie est exprimée en multipliant le courant total qu'elle fournit par un certain nombre d'heures. Par exemple, si une batterie de 12 volts fournit un courant de 5 ampères pendant 5 heures, sa capacité sera de 25 ampères-heures.
La capacité de la batterie = 5A x 5h = 25 Ah.
Cette représentation de la capacité est nécessaire car les spécifications des batteries sont généralement données en ampères-heures.
Profondeur de décharge ou DoD
Ce calcul rend compte de l'énergie contenue dans une batterie et réellement utilisable par la charge. Il est possible qu'une batterie ne puisse pas utiliser toute l'énergie qu'elle a stockée. Par conséquent, la quantité d'énergie disponible pour des applications productives est exprimée en fonction du niveau de décharge de la batterie. En termes simples, il s'agit de l'énergie fournie par la batterie lorsqu'elle se décharge de sa capacité maximale à sa capacité minimale admissible.
Par exemple, si une batterie présente une profondeur de décharge (DoD) de 80 %, alors sur 100 %, seulement 80 % de l'énergie sera disponible pour la charge, tandis que 20 % ne le seront pas. Concrètement, si une batterie a une capacité de 50 kilowattheures et une profondeur de décharge de 60 %, alors seulement 30 kilowattheures d'énergie seront utilisables.
La température de fonctionnement d'une batterie
C'est également l'un des facteurs les plus importants qui influent sur les performances et les paramètres d'une batterie. La batterie doit fonctionner à une température optimale d'environ 27 degrés Celsius, car ses performances pourraient être altérées en dehors de cette plage de températures. Le maintien de ces conditions optimales est essentiel à la longévité des lampadaires alimentés par batterie, comme expliqué dans notre article. 10 conseils pour entretenir la batterie de votre lampadaire solaire.
Calcul des besoins en batteries pour les lampadaires alimentés par batterie
Dans cette section de l'article, nous expliquerons étape par étape comment calculer les besoins en batterie de vos lampadaires alimentés par batterie.
Étape 1
La première étape du calcul des besoins en batterie consiste à recueillir les données nécessaires. Ces données comprennent la puissance nominale du lampadaire alimenté par la batterie, sa tension de fonctionnement, les exigences en matière de luminosité, le nombre de jours de pluie supportés et la profondeur de décharge (DoD) de la batterie.
La puissance nominale et la tension d'un lampadaire sont disponibles dans sa fiche technique.
Il appartient à l'utilisateur de déterminer l'intensité lumineuse requise pour l'éclairage public. Il est probable qu'il choisisse de le faire fonctionner à 60 %, 70 % ou 80 % de sa luminosité maximale plutôt qu'à 100 %.
Les utilisateurs décideront également du nombre de jours d'assistance requis en cas de pluie.
La profondeur de décharge de la batterie est également indiquée sur sa fiche technique. Nous recommandons aux utilisateurs de ne pas dépasser 80 % de profondeur de décharge (DoD).
Étape 2
Dans un second temps, les utilisateurs doivent calculer la consommation journalière du lampadaire alimenté par batterie. Cette consommation sera exprimée en ampères-heures (Ah). La formule de calcul est la suivante :
PC = (Puissance nominale / Tension) x Temps
Étape 3
L'étape suivante consiste à prendre en compte les besoins en énergie par temps de pluie, lorsque la batterie est nécessaire pour alimenter la charge. Par exemple, si l'autonomie requise est de trois jours maximum par temps de pluie, il faudra multiplier la consommation électrique de la charge par ce facteur. La formule permettant de prendre en compte l'autonomie par temps de pluie dans les calculs de la batterie est donc la suivante :
Consommation électrique (PC) x nombre de jours de pluie
Il s'agit de la capacité de la batterie requise pour alimenter la charge. Toutefois, il est nécessaire de tenir compte de la profondeur de décharge (DoD), ce qui signifie qu'une batterie de capacité supérieure sera nécessaire en fonction du pourcentage de DoD.
Étape 4
L'étape suivante consiste à prendre en compte la profondeur de décharge (DoD) de la batterie, qui peut réduire sa capacité utile. Pour ce faire, il faut diviser la valeur obtenue à l'étape 3 par le pourcentage de DoD. Par exemple, si la consommation électrique de la charge, avec une autonomie de trois jours, est de 100 Ah et que l'on souhaite considérer une DoD de 80 %, la capacité requise pour la batterie sera de 100 / 80 % = 125 Ah.
Par conséquent, afin de supporter la charge, les utilisateurs auront besoin d'une batterie d'une capacité de 125 Ah pour leurs lampadaires alimentés par batterie.
Alimenté par batterie Lampadaires: Conclusion
Nous avons vu que les caractéristiques d'une batterie pour l'éclairage public dépendent de plusieurs facteurs, et il est important de les prendre en compte pour effectuer des calculs précis. Parmi ces facteurs, on retrouve la capacité/puissance requise par la charge, la profondeur de décharge et la température de fonctionnement de la batterie. Vous pouvez suivre les étapes décrites ci-dessus pour calculer les besoins en batteries pour l'éclairage public. Pour les plus technophiles, notre guide explique comment procéder. créer un circuit intelligent d'éclairage public solaire explore en profondeur l'électronique.
Foire Aux Questions (FAQ)
1. Comment calculer la capacité de la batterie pour les lampadaires alimentés par batterie ?
Pour dimensionner la batterie d'un lampadaire, commencez par relever la puissance nominale, la tension, le niveau de luminosité, l'autonomie requise en cas de pluie et le niveau de décharge (DoD) de la batterie. Calculez la consommation journalière (puissance ÷ tension × heures), multipliez par le nombre de jours d'autonomie, puis divisez par le pourcentage de DoD pour obtenir la capacité en ampères-heures requise.
2. Quelle profondeur de décharge (DoD) dois-je utiliser pour les lampadaires alimentés par batterie ?
Pour les lampadaires alimentés par batterie, une profondeur de décharge de 80 % est généralement recommandée. Cela permet d'équilibrer l'énergie utilisable et la durée de vie de la batterie : une décharge trop profonde réduit sa durée de vie, c'est pourquoi conserver environ 20 % de sa capacité contribue à prolonger significativement sa durée de vie.
3. Pourquoi les jours de pluie sont-ils importants pour le dimensionnement des batteries des lampadaires alimentés par batterie ?
Les jours de pluie ou de ciel couvert réduisent la charge solaire ; les lampadaires alimentés par batterie ont donc besoin d’une réserve d’énergie supplémentaire pour fonctionner en l’absence de soleil. Un dimensionnement de la batterie permettant une autonomie de 2 à 3 jours garantit un éclairage continu même par temps couvert.
4. Quelle est la température de fonctionnement idéale des batteries dans les lampadaires alimentés par batterie ?
La température de fonctionnement idéale des batteries pour l'éclairage public est d'environ 27 °C. Leurs performances diminuent lorsque les températures sont trop élevées ou trop basses ; il est donc important de choisir une batterie adaptée au climat local pour un fonctionnement fiable tout au long de l'année.
5. Quel type de batterie est le mieux adapté aux lampadaires alimentés par batterie ?
Les batteries lithium-ion sont généralement le meilleur choix pour l'éclairage public alimenté par batterie en raison de leur densité énergétique élevée, de leur durée de vie plus longue, de leur efficacité de charge/décharge supérieure et de leur taux d'autodécharge inférieur à celui des batteries au plomb traditionnelles, ce qui les rend plus compactes et plus fiables.
