Les besoins en énergie de Jean-du-Sud sont basés sur deux idées : des traversées hauturières et un skipper qui a besoin de Starlink pour travailler. Cela se traduit par un budget d’environ 220 Ah par jour, en supposant que deux personnes de consommation énergétique moyenne se trouvent à bord.
Actuellement, Jean-du-Sud n’a pas la capacité de répondre à cette demande. En supposant que les produits à bord soient neufs, la conception actuelle permettrait d’obtenir environ 54 ampères (Ah) de stockage et environ 80 Ah/jour de capacité solaire. Cette analyse ne tient pas compte du fait que les panneaux solaires sont actuellement connectés directement aux batteries, ni du fait que toutes les batteries sont connectées directement à l’alternateur (de l’ancien hors-bord), deux choix de design qui limitent la durée de vie des batteries . Tout cela pour dire qu’une amélioration du côté de la production énergétique est nécessaire.
Cette amélioration augmentera la taille des panneaux solaires à 400 watts (160 Ah/jour), d’utiliser le nouveau moteur pour charger les batteries, d’utiliser un chargeur/inverseur pour les besoins modestes en 120 volts à bord, mais surtout d’être en mesure de se connecter à terre lorsque le courant à quai est disponible. L’amélioration permettra également d’isoler les groupes de batteries ayant des caractéristiques chimiques différentes.
Design
Le design choisi est inspiré de SV Tritea de James Frederick. James a soutenu commercialement les produits Renogy dans ses premières vidéos (2022-a), puis est passé à Dakota (2022-c). Le design retenu pour Jean-du-Sud est basé sur « Reno-James » pour les panneaux solaires (image ci-dessus), et le point de départ pour la circuiterie s’inspire de « Dako-James ». La dernière vidéo de 2022 est très utile pour les détails quant au câblage et aux circuits (image ci-dessous).
Il existe d’autres conceptions, notamment l’installation de panneaux solaires sur le bossoir du dinghy plutôt que sur le côté (par exemple, Huub et Daniela, photo de gauche ci-dessous, et Abroad Reach Travel). L’installation actuelle de Jean-du-Sud a également influencé la conception (photo de droite ci-dessous).
Le croquis ci-dessous résume la conception des circuits. Trois panneaux solaires seront installés, deux panneaux Renogy de 200 Watt (W) de chaque côté du cockpit, et un panneau de 100 W, déjà installé, restera installé à l’arrière du cockpit. Les modifications physiques nécessaires pour supporter les panneaux solaires latéraux seront basées sur le guide de SV Tritea. L’éolienne sera remplacée par un AIS et un point de fixation de l’antenne Starlink. Le panneau solaire situé au milieu du navire cédera l’espace occupé à une autre installation (sans rapport).
Les deux panneaux de 200 W seront connectés en parallèle à un seul contrôleur de charge MPPT (Maximum Power Point Tracking), lui-même connecté à deux nouvelles batteries lithium-phosphate de 100 Ah et à la demande de l’intérieur de Jean-du-Sud. Les circuits de chaque panneau seront protégés par des disjoncteurs pouvant être déclenchés manuellement, ce qui permettra d’isoler les panneaux en cas de besoin.
Du côté de la demande, la seule exception à la connexion est le guindeau, qui restera connecté à la batterie du moteur. J’ai essayé des « isolateurs intelligents » sur d’autres voiliers, empêchant l’utilisation du guindeau à moins que le moteur ne soit en marche, et j’espère trouver comment une telle fonction est réalisée (suggestions bienvenues).
Les batteries domestiques seront connectées à un onduleur chargeur (« inverter ») de 2000 W, qui gérera le courant de quai et l’électricité de 120 V produite par les batteries. Un onduleur de 2000 W est excessif. Je ne pense pas avoir besoin de plus de 200 W d’électricité à 120 V (essentiellement des ordinateurs portables et une antenne Starlink). Toutefois, les onduleurs de 2000 W sont les plus petits sur le marché. On m’a également conseillé de laisser de la place pour des « améliorations futures ». Le moi futur me remerciera peut-être, mais le moi présent trouve que l’onduleur coûte cher.
Le panneau solaire restant, celui de 100 W installé à l’arrière, sera dédié à la batterie du moteur. Lorsqu’un démarrage du moteur devient soudainement nécessaire, c’est pour l’exercice d’une manoeuvre de sécurité. Le panneau solaire sert donc d’assise à la sécurité, et implicitement de redondance. Il sera connecté à un régulateur de charge MPPT intégré à un chargeur CC/CC, permettant de connecter l’alternateur et le panneau solaire à la batterie du moteur. Le chargeur CC à CC permet en outre de charger les batteries domestiques sur une tension différente (protégeant ainsi leur durée) si la batterie du moteur est pleine alors que le moteur fonctionne toujours.
J’ai envisagé d’installer un deuxième régulateur de charge MPPT, un pour chaque panneau solaire, comme mesure de redondance et pour optimiser le courant fourni aux batteries. Cependant, un expert de Renogy m’a déconseillé cette approche. Puisqu’il y a déjà un contrôleur de charge MPPT sur le chargeur DC to DC, il y a redondance à bord. Le chargeur DC to DC (ou l’autre MPPT) peut être redirigé en cas d’urgence.
Je me suis également demandé si une batterie supplémentaire serait nécessaire. Sur Jean-du-Sud, les batteries sont installées sur une plaque surélevée dans la cale, sous le plancher. Il y a de la place pour une batterie supplémentaire juste à côté des autres. Puisque la mise à niveau peut être effectuée ultérieurement, j’ai décidé de tester la conception actuelle avant de procéder à un achat supplémentaire.
Marques et coûts
J’ai exploré les produits Victron, Dakota et Renogy. J’ai choisi les produits Renogy en raison de leur prix inférieur (voir le tableau ci-dessous). Cela résume à peu près les décisions de magasinage et d’achat. Le coût total est estimé à 3 699 CAD, y compris une estimation de 1 000 CAD pour du câblage supplémentaire.
| Item | Prix Renogy (CAD/USD) | Prix Victron (CAD/USD) |
| 2 x Batteries 100 Ah | 1198 / 899 | 1398 / 1049 (Dakota) |
| Contrôlleur de charge 40 A MPPT | 170 / 128 | 230 / 172 |
| Chargeur inverseur 2000 W | 600 / 450 | 1166 / 875 |
| Chargeur CC à CC | 270 / 203 | 450 / 338 |
| 2 x Panneaux solaires 200 W | 460 / 345 | 798 / 598 (Panneaux Dakota 100 W avec assemblage) |
| Câblage et installation (estimé) | 1000 / 750 | 1000 / 750 |
| Total | 3698 / 2773 | 5042 / 3781 |
Ce total est en fait supérieur à ce que j’ai payé. J’ai commencé à acheter des produits en décembre 2023, ce qui m’a permis de bénéficier des promotions de Noël ( !). J’ai notamment payé les panneaux solaires et le régulateur de charge MPPT moins cher . De plus, les promotions de Noël étaient accompagnées de gadgets supplémentaires, notamment d’un connecteur Bluetooth pour surveiller les systèmes.
Si quelqu’un planifie sa conception avant les vacances, il est possible d’économiser davantage. Je ne l’ai pas fait, et Jean-du-Sud était enseveli sous deux pieds de neige au moment de l’achat. Je n’ai donc acheté que le matériel dont j’étais certain d’avoir besoin, en reportant l’achat du chargeur CC à CC et de l’onduleur/chargeur. À l’époque, j’envisageais de séparer complètement les deux parcs de batteries. J’essayais également d’éviter le 120 V sur le bateau.
Temps d’installation
Étant donné que l’installation du moteur m’a pris trois fois plus de temps que prévu, je m’abstiendrai d’estimer quoi que ce soit à ce stade. Je mettrai à jour cette section une fois l’installation terminée pour discuter du temps réel d’installation.
Conclusion
Je m’attendais à ce que la mise à niveau électrique coûte plus cher. À l’échelle d’un voilier, c’est cher, mais moins que l’installation d’un moteur. Pas si mal, dans l’ensemble.
Le nouveau parc de batteries stocke 200 Ah (peut-être moins, étant donné le temps de charge des 20 % restants). J’ai estimé à 230 Ah pour les besoins quotidiens, ce qui nécessiterait peut-être une batterie supplémentaire pour la capacité. Cela dit, je peux aussi voir comment les choses peuvent changer du côté de la demande d’électricité.
J’ai récemment changé mes habitudes en matière d’électronique, en utilisant un ordinateur portable avec un processeur plus lent, en externalisant mes calculs gourmands en énergie et en utilisant le téléphone portable plutôt que l’ordinateur lorsque je le peux. Ces habitudes remplacent un MacBook (gourmand en énergie). Je pourrais également remplacer le radar installé sur Jean-du-Sud, un modèle des années 80 qui consomme beaucoup d’énergie. Ce sont des options envisagées, mais à court terme, le pont, la coque et le teck ont un besoin urgent d’attention. Ces autres idées électriques devront attendre.
Références
Abroad Reach Travel (2021). 600W of Solar on A 30 Foot Sailboat?, vidéo YouTube récupéré en ligne en mai 2024 à partir de cette adresse.
Dakota Lithium Batteries (n.d.). Our Batteries, document récupéré en ligne en mai 2024 à partir de cette adresse.
Huub and Daniela (2023). Hauling out the boat – let the projects begin…, vidéo YouTube récupéré en ligne en mai 2024 à partir de cette adresse.
Renogy Canada (n.d.). Products, document récupéré en ligne en mai 2024 à partir de cette adresse.
Sailing Tritea (2022-a). Installing New Renogy Solar Panels on Triteia: Doubling Our Solar from 200 watts to 400 watts!, vidéo YouTube récupéré en ligne en mai 2024 à partir de cette adresse.
___________ (2022-b). SV Tritea Custom Solar Setup, document récupéré en ligne en mai 2024 à partir de cette adresse.
___________ (2022-c). A Look At The New DC Charging System on My Vintage Sailboat, vidéo YouTube récupéré en ligne en mai 2024 à partir de cette adresse.
SV Tritea (n.d.). Sailing Tritea, document récupéré en ligne en mai 2024 à partir de cette adresse.
Victron Energy (n.d.). Products, document récupéré en ligne en mai 2024 à partir de cette adresse.
