Remise en état d'un Crosley 51 en mallette





Chargeur photovoltaïque de la batterie



25. Idée de départ

Comment recharger la batterie ? Evidemment, la solution la plus classique est d'utiliser une alimentation secteur.

Mais pourquoi ne pas utiliser une énergie gratuite et qui est dans l'air du temps : le soleil ?
J'ai acheté récemment un petit panneau photovoltaïque, qui est censé fournir 5W et qui comporte 36 cellules en série. A raison de 0,6V par cellule, sa tension à vide doit être de l'ordre de 21-22V, parfait pour rcharger une batterie de 12V !
D'ailleurs, à l'arrière de ce panneau, il est marqué :


- Tension optimale de fonctionnement : 17,1V
- Courant optimal de fonctionnement : 0,29A
- tension à vide : 21,15V
- courant de CC : 0,35A

Chaque cellule faisant 60x16mm, soit une surface de près de 0,001 m², avec 36 cellules on a une surface totale de 0,036 m².
Sachant que l'énergie solaire est de 1000W/m², l'énergie reçue par le panneau est de 36W. Seulement voilà, le rendement photovoltaïque n'est pas de 100%, loin s'en faut, il est de l'ordre de 10-15% suivant le type de semi-conducteur.
Pour ce panneau, marqué 5W, on a donc un rendement photovoltaïque de 5/36 = 13,9%. On peut donc affirmer que c'est du monocristallin !



26. Expérience préliminaire

Comme aujourd'hui il y a du soleil en Normandie, j'ai fait quelques mesures ...
J'ai installé le panneau presque vertical (il est 17h et en septembre, à cette heure, le soleil est déjà bas sur l'horizon...) et je l'ai connecté sur la batterie, en insérant un milliampèremètre en série :

Parfait, plus de 300mA !

Puis j'ai mesuré la tension aux bornes de la batterie :

12,53V : la batterie a bien besoin d'être chargée depuis le temps qu'elle alimente le poste ..

puis, une heure plus tard :

12,84V : bien, la batterie se charge.

Conclusion :
- le courant de charge est de 0,3A
- la capacité de la batterie étant de 4,5Ah, il faudrait donc 15 heures de charge
- ce qui veut dire qu'il ne faut pas décharger trop la batterie (d'ailleurs ce n'est pas du tout conseillé pour une batterie au plomb !)
- il faut un régulateur de charge (qui arrêtera la charge au bon moment)



27. Régulateur

Bien sûr, ce que je suis en train de faire peut tout à fait être généralisé à toute installation de charge de batterie par panneau solaire !

Le chargeur doit être capable de commuter le panneau solaire sur la batterie tant que la tension de celle-ci n'a pas atteint le seuil de fin de charge, à savoir 14,4V (2,4V par élément au Pb)
Comme ce ne sera pas une installation permanente (je ne vois pas trop comment installer le panneau sur le poste ...), mais seulement temporaire le temps de la recharge, on peut faire un régulateur qui sera intégré au panneau (fixé à l'arrière par exemple) et qui comportera 2 câbles avec des pinces pour le relier à la batterie.
De même, en fin de charge, il faut un voyant pour l'indiquer. Si à ce moment, on laisse tout branché, il faut que cela soit sans conséquence pour la batterie.
D'autre part, toujours au cas où on oublierait le panneau-régulateur branché à la batterie et qu'il fasse nuit, il faut prévoir que la batterie ne puisse pas se décharger dans le panneau.


Voici donc son schéma :


La diode 1N4003 évite la décharge de la batterie dans le panneau lorsqu'il fait nuit (dans ce cas, les cellules sont conductrices bien que ne fournissant aucun courant et se comportent comme de simples résistances !)
L'amplificateur LM358est monté en comparateur à hystérésis et compare la tension de la batterie à un seuil prédéterminé, réglable par le potentiomètre de 100K. Si celle-ci est inférieure à ce seuil, le 2N2222 est saturé et le relais colle : le courant fourni par le panneau (s'il est éclairé) peut charger la batterie.
Dans le cas contraire, le relais n'est pas commandé et le panneau est isolé de la batterie. Cependant, celle-ci est toujours connectée au comparateur; si sa tension baisse en dessous du seuil, le relais sera de nouveau commandé. Cela veut dire qu'on pourrait recharger la batterie tout en écoutant le poste (ce qui est physiquement impossible puisque pour recharger la batterie, il faut ouvrir sa boite et donc enlever celle-ci de la mallette et donc déconnecter la partie radio)
Le condensateur de 1µF évite que le régulateur n'oscille trop vite lorsque le seuil est atteint, en fixant le cycle à quelques secondes (donc la fin de charge est indiqué par le clignotement lent de la LED, alors que lorsque celle-ci est allumée en permanence, cela veut dire que la charge est en cours)


Construction :
Celle-ci ne présente aucune difficulté, j'ai câblé en volant sur une plaque d'epoxy cuivré :

Le circuit est fixé par les vis du panneau par les 2 cosses visibles en haut.
Notez le potard bleu de réglage du seuil et la led, à gauche du relais qui indique la charge.
La connexion à la batterie se fait par 2 fils terminés par des fiches bananes qu'on peut équiper de pinces crocos.

Réglage :
Pour régler le seuil, il faut que la batterie soit chargée, ou du moins quasiment chargée. On connecte le régulateur sur une alim secteur délivrant environ 18-20V, en série avec une résistance de 10 ohm (ou bien on limite l'alim à 400mA), et on mesure la tension de la batterie avec un voltmètre.
Lorsque la tension atteint 14,3 ou 14,4V, on tourne alors P1 pour que le relais décolle. C'est tout.
On vérifie alors, que la batterie voit sa tension baisser progressivement, et à un moment donné, le relais colle de nouveau. La tension de la batterie doit alors être de 14,0V
Voici la mesure de tension au moment du décollage du relais :

14,35V : correct !

et au moment du recollage du relais :

13,88V : parfait, cela fait un hystérésis de 0,5V environ, c'est suffisant.

Voici le moment d'essayer au soleil ...


Après quelques minutes d'exposition, la led s'éteint :

pendant environ 3 secondes, puis se rallume :

Le cycle dure 13 secondes : 3 secondes éteinte, 10 secondes allumées.

Voilà, maintenant, ce poste est vraiment autonome !




à suivre : remplacement du transfo BF