GUIDE TECHNIQUE N°5 : Les convertisseurs DC/AC
Le recours à ce type de matériel n’a rien d’obligatoire car il existe aujourd’hui bon nombre d’appareils domestiques en version courant continu (12 V en général) comme les réfrigérateurs, les TV, les sèche-cheveux, les bouilloires, etc…ou pouvant fonctionner avec un abaisseur ou élévateur de tension continue, pour les ordinateurs portables par exemple (cf guide technique N°4 « Les consommateurs 12 Volts DC »).
Malgré tout, beaucoup de nos besoins spécifiques nécessitent de pouvoir convertir et adapter la tension continue des batteries en une tension alternative 230V AC / 50Hz : alimentation d’un outillage portatif, d’une cafetière, d’un four micro-ondes, etc.
C’est donc là qu’interviennent les convertisseurs DC > AC.
NOTE
L’ensemble des contenus de ce dossier se conforme au respect des normes en vigueur.
À ce titre, il tient compte des recommandations de la norme NF EN 1648-2, homologation de janvier 2018 : « Véhicules habitables de loisirs – Installations électriques à très basse tension de 12 V en courant continu – Partie 2 : autocaravanes » et de la norme NF S56-201, homologation de novembre 2015 : « Installations et connexions électriques basse tension dans les caravanes et autocaravanes ».
* DC pour Direct Current en anglais, Courant Continu en français. AC pour Alternating Current en anglais, Courant Alternatif en français.
Comment bien choisir son convertisseur ?
Afin de disposer d’un courant de qualité domestique, nous vous conseillons de choisir un appareil doté de la caractéristique « pure sinus ».
On les appelle aussi convertisseurs sinusoïdaux. Ils permettent de recharger sans risque les appareils électroniques sensibles (ordi portable, téléphone, appareil photo) mais aussi d’alimenter tout type d’appareil du commerce, sans risque d’endommagement pour celui-ci comme pour le convertisseur (dans la limite de ce qu’il peut fournir comme puissance).
C’est donc pour ces raisons que nous ne développerons pas, dans ce guide, les autres types d’appareils existants.
Comparatif simplifié des avantages/inconvénients entre les convertisseurs de type « pure sinus » et ceux « quasi sinus ».
Pour bien choisir votre convertisseur, il faut prendre en compte :
– La tension du banc de batteries (tension système)
– La puissance des récepteurs
– Le rendement
– La garantie constructeur
Tension d’entrée
Les fabricants haut de gamme, tels que ceux retenus dans ce guide, proposent du matériel conçu pour une tension du banc de batteries pouvant être en 12V, 24V ou 48V. C’est la tension continue du système. Plus votre installation est importante (liée à votre conso journalière), plus cette tension de service doit être importante afin de réduire les valeurs de courant.
Puissance nominale et maxi
Un convertisseur se caractérise par deux valeurs de puissances :
– La puissance nominale qui correspond à la puissance disponible en utilisation normale.
– La puissance instantanée : elle correspond à la puissance que le convertisseur peut accepter à la mise sous tension de l’appareil et ce, durant un instant limité sous peine de l’endommager ou, au mieux, de déclencher sa protection.
Cette deuxième valeur n’est pas négligeable pour des utilisations d’équipements fonctionnant avec un moteur électrique. Les courants d’appel peuvent être jusque huit ou dix fois supérieurs à la puissance nominale. Pour choisir correctement votre convertisseur, vous devez prendre en compte cette « puissance instantanée ». Sur certaines fiches de données techniques, on trouvera aussi le terme « puissance de pointe » ou encore « puissance pic ». L’information donnée par les fabricants est accompagnée du temps maxi durant lequel cette pointe sera endurée par le convertisseur (quelques secondes tout au plus, pour les meilleurs d’entre eux).
Voici un petit tableau qui va vous aider à estimer la puissance au démarrage qui peut être consommée par un appareil :
Ces coefficients de démarrage sont donnés à titre indicatif mais offrent un bon élément de calcul empirique (source : fabricants de groupes électrogènes). Pour plus de précision, référez-vous aux données de l’étiquette du produit ou à son manuel d’utilisation.
Si vous ne trouvez pas l’info, vous pouvez utiliser un wattmètre (voir ci-contre).
En voici un que nous vous conseillons : le Green Blue. Branchez-le dans la prise 230 V (de votre logement), puis branchez l’appareil dans le Green Blue. Ensuite, vous n’avez plus qu’à lire la consommation affichée. Simple et pas cher.
Extrait de fiche technique, gamme convertisseurs Pro Power SB de chez Sterling (source : Sterling)
Exemple d’un ventilateur de 800 watts dont la puissance pic est de 1600 W (800 x 2). Pour cet appareil, le convertisseur doit être en capacité de pouvoir supporter cette pointe de puissance demandée.
Si cette pointe est supérieure à la somme des puissances de tous les appareils susceptibles de fonctionner en même temps, c’est cette valeur qu’il faut prendre pour confirmer votre choix (prendre l’appareil le plus gourmand en puissance de pointe).
La puissance des appareils électriques est exprimée en Watt (W) ou kilowatt (kW) tandis que la puissance d’un convertisseur s’exprime en voltampère (VA) ou kilo-voltampère (kVA).
Exemples indicatifs de puissances de consommateurs 230 V AC (source : EZA)
Rendement
Un convertisseur utilise un peu d’énergie pendant le processus de conversion. La différence entre les courant d’entrée et de sortie est exprimée en valeur relative (%).
Le rendement d’un convertisseur moderne et de bonne qualité est de plus de 90 %. Ce qui signifie que 10 % de la consommation d’énergie au maximum est utilisé pour convertir le courant de la batterie en 230V / 50Hz. Par exemple, une perceuse de 500 watts branchée sur un convertisseur nécessitera 550 watts de la part des batteries.
Sur ce schéma, on voit l’incidence que peut avoir la consommation d’un équipement en 230 V AC branché à un convertisseur.
Pour un rendement de 90 %, la puissance demandée à la batterie par le convertisseur entraînera de très forts courants. Ces très forts courants seront moins élevés dans une installation alimentée par un banc de batteries en 24 ou 48V.
Garantie Constructeur
Pour une utilisation quotidienne ou fréquente, nous recommandons l’utilisation d’un convertisseur dont la garantie constructeur est suffisamment importante (2 ans minimum). Cela signifie que la conception (choix des composants électroniques en particulier) permet ce type d’utilisation.
Quel convertisseur choisir ?
Maintenant que vous connaissez les notions principales d’un convertisseur, nous vous proposons une petite étude comparative de ces matériels.
Cette étude comparative, comme pour les autres que nous avons réalisées dans ces guides techniques, n’est pas du tout exhaustive, vous vous en doutez. Il y a un tel choix qu’il est difficile de s’y retrouver.
Nous avons consacré beaucoup d’heures à analyser les fiches techniques de certains produits puis à étudier les offres des revendeurs. Tout çà, pour vous faire gagner du temps.
Dans ces études, nous choisissons de privilégier, quand il existe, du matériel de conception française (principe N°1). Ensuite, nous portons notre attention à la qualité de conception/fabrication et enfin, à la gamme proposée pour chaque modèle.
Dans le cas présent, nous avons recherché des gammes permettant d’avoir différentes tensions d’entrée pour ainsi pouvoir adapter ce matériel à la tension de service de son installation.
Encore une fois, renseignez-vous bien avant d’acheter. Ou mieux encore, faites appel à La Route Libre ⇒ voir notre page SERVICES.
Etude comparative de convertisseurs pure sinus haute qualité
ATTENTION
Certains convertisseurs comportent une indication de puissance exprimée en VA (Volts x Ampères) et non en W (Watts). Il s’agit de ce qu’on appelle la puissance apparente fournie par l’appareil. C’est aussi ce que vous trouvez comme information auprès de votre fournisseur d’électricité dans un domicile (allez jeter un coup d’œil à la puissance de votre contrat).
Pour nos besoins, il nous faut donc connaître la puissance réelle – ou puissance énergétique consommée par les équipements – exprimée en watts. Pour ce faire, il faut appliquer un facteur de puissance de 0,8 (valeur moyenne).
PUISSANCE RELLE (W) = PUISSANCE APPARENTE (VA) x 0,8
Ce qui donne, par exemple, pour un convertisseur de 800 VA : 640 W de puissance réelle (800 x 0,8).
La plupart des convertisseurs moyen/haut de gamme sont équipés d’un système de mise en veille automatique s’ils ne sont plus sollicités pour fournir du courant alternatif. Cela évite de penser à le mettre en service puis hors service et à limiter les consommations inutiles d’électricité, préservant ainsi votre batterie.
Côté pratique, vous pouvez opter pour un convertisseur à priorité de commutation pour le 230 V AC du réseau terrestre afin de soulager votre batterie.
CONSEILS PRATIQUES
Comment soulager la batterie lorsque l’on se connecte au réseau terrestre via une prise P17 ?
1 > Il existe des convertisseurs comportant un relais de transfert intégré (basculement automatique du courant de source secteur vers les consommateurs).
2 > Ajouter un commutateur de transfert dans le circuit. Celui-ci peut être manuel (sélecteur 3 positions) ou automatique (exemple : boîtier électronique US-12 distribué par Offgridtec).
Convertisseur Pro Power SB pré câblé de chez Sterling (crédit photo : Seatronic)
CONSEILS PRATIQUES
Si vous n’avez pas de gros besoins en 230 V AC et un petit circuit nécessaire (1 ou 2 prises), choisissez un convertisseur avec dispositif de protection différentielle intégré.
Cela vous évitera l’installation et le câblage d’un coffret électrique supplémentaire comportant ce matériel obligatoire.
Pour plus de renseignements ou besoins d’installation, consultez notre page SERVICES ACCOMPAGNEMENTS.
ATTENTION
Pour rappel, une batterie GEL ne supporte pas les appels de courant élevés. Par conséquent, si vous devez équiper votre installation d’un convertisseur, prévoyez une batterie d’un tout autre type.
N’oubliez pas que les convertisseurs consomment une quantité ENORME de courant. Par exemple, un convertisseur de 2000 W consomme près de 200 A pour un système en 12 V ! Ce sont donc les appareils les plus « dangereux » de notre installation électrique embarquée.
Vous devez vous assurer que le câblage est p-a-r-f-a-i-t (bon calibrage des conducteurs et des protections, qualité des sertissages, des connexions, etc…), sinon, attention au feu d’artifice !!
En cas de doute, faites appel à un professionnel, faites appel à La Route Libre voir notre page SERVICE INSTALLATIONS.
REPRODUCTION INTERDITE
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artifice ou un procédé quelconques »
Bonjour à tous,
A la recherche d’un onduleur pur sinus DC/AC (24 V/ 220-230 V) de puissance nominale 4000-5000 Watts. Déjà un onduleur un onduleur de la marque Offgridtech (DC 24 V/ AC 220 V de 3000 Watts) qui fournit hélas entre le Neutre et la Phase 2 X 110 Volts par rapport à la Terre, cet onduleur est raccordé sur un bloc de batteries 24 Volts de 12 kWh; malheureusement et occasionnellement je ne peux pas l’utiliser ce système pour recharger ma voiture électrique avec l’adaptateur universel fournit avec le véhicule. En effet après quelques secondes du démarrage de la recharge sur la voiture électrique, sur l’écran du véhicule apparaît un message « Erreur avec la Terre »et de ce faite le système s’arrête.D’où l’importance d’avoir un onduleur pur sinus qui fournit une tension de 220-230 Volts entre la Phase et la Terre.
Merci beaucoup pour vos précieuses informations. H. Pelet
Bonjour Hubert.
Merci pour votre avis au sujet de ce guide.
Si vous êtes à la recherche d’un convertisseur pur sinus de cette puissance en 24 V, il en existe, à ma connaissance, chez Cotek et Sterling, par exemple.
L’utilisation que vous souhaitez en faire, pour recharger les batteries d’une voiture électrique, nécessite une étude de plusieurs paramètres comme les exigences du chargeur en termes de courant de charge, capacités du parc batteries source à encaisser des courants de décharge élevés, etc …
N’hésitez pas à faire appel aux services de la Route Libre pour votre projet.
Le premier accompagnement appelé « Ohm » pourrait peut-être vous y aider (https://laroutelibre.com/produit/accompagnement-a-distance-ohm/).
Loïc
Bonjour
Est ce que pour maintenir la charge de la batterie, il est possible de brancher un chargeur de batterie sur le courant fourni par le convertisseur et de le (chargeur) à celle-ci (batterie) ?
Merci
Bonjour Jean-Pierre.
Oui, c’est possible mais pas du tout cohérent ni fonctionnel.
C’est comme si vous aviez un réservoir d’eau et que vous branchiez, en sortie, un collecteur en Y pour y brancher deux tuyaux.
Un premier tuyau pour arroser et un autre pour remplir ce réservoir. Vous allez donc puiser dedans pour arroser tout en puisant pour essayer de le remplir avec le deuxième tuyau branché sur lui-même.
Il finira donc par se vider.
C’est donc pour cela qu’il existe des appareils combinés (chargeur + convertisseur) qui « pompent » uniquement sur le réseau pour convertir et charger en même temps.