L’alternateur

Les énergies renouvelables sont particulièrement adaptées au monde du bateau. C’est ainsi qu’on voit de nombreux voiliers équipés de panneaux photovoltaïques, d’hydrogénérateurs ou d’une éolienne.
Mais le plus simple pour produire de l’énergie électrique à bord, puisqu’il est déjà là, c’est d’utiliser le moteur.

Il faut donc s’intéresser à l’alternateur qui équipe votre moteur pour avoir le meilleur rendement possible (Wh produite/consommation carburant).
L’alternateur est le système qui permet de convertir une énergie mécanique en énergie électrique.
Un alternateur est tout simplement un moteur qu’on utilise en générateur en envoyant un courant dans son circuit « d’excitation » (rotor) alimenté par des balais ou charbons. Ce rotor tourne dans le stator constitué de 3 bobines qui va fournir un courant alternatif. En fait, les trois bobines créent chacune un courant alternatif chacun déphasé de 120°. Les alternateurs sont équipés d’un filtre (ou redresseur couplé ou régulateur ) pour transformer le courant alternatif créé en courant continu. C’est la plupart du temps un pont de diode.
Tout a commencé avec les dynamos et il ont été remplacés par les alternateurs bien plus légers, plus fiables et plus économiques.  
Les alternateurs ont l’avantage de produire du courant dès le bas régime (au ralenti).
Dans le principe, plus le courant d’excitation, plus la puissance fournie augmente. La tension délivrée par l’alternateur est limitée à 14 V.  

Avant d’éventuellement transformer votre système de production d’énergie électrique par votre moteur, il faut bien sûr s’assurer que celui-ci est assez puissant pour accepter cette éventuelle contrainte complémentaire.

Fonction principale

Mais éliminons une idée toute faite... Un alternateur marin est strictement identique à un alternateur d’automobile. Il n’a de marin que le nom ! L’alternateur est utilisé pour charger le parc de batteries et pour alimenter le système électrique.
Si vous décidez d’optimiser votre production électrique au moyen de l’alternateur, vous devrez commencer par faire un bilan de vos consommations électriques. Puis, il vous faudra optimiser votre capacité de stockage, donc vous intéresser à votre parc de batteries. Il faudra alors choisir des batteries haut de gamme pour améliorer votre capacité de stockage. Le mieux est alors d’installer des batteries au lithium ou à minima au gel (décharge profondes). Ensuite,  vous pourrez vous intéresser à votre configuration, c’est à dire au type d’alternateur et d’équipements associés à mettre en place pour optimiser la charge.

Le régulateur externe

C’est le rôle du régulateur de régler le courant d’excitation pour fournir l’énergie suffisante pour charger le parc batterie. Il limite aussi la tension délivrée par l’alternateur entre 13,6 V et 14,4 V. Il régule la puissance fournie en fonction de la tension mesurée aux bornes des batteries. Si cette tension est inférieure à la tension de référence, le régulateur augmente le courant d’excitation pour augmenter la puissance fournie. A l’inverse, si cette tension est supérieure à la tension de référence, il diminue le courant d’excitation, voir l’arrête.

Vous l’avez compris, le but est de piloter l’alternateur pour ainsi engager un cycle de charge proche d’un chargeur 220V classique (phases boost/absorption/foating ).
Le montage doit être fait par un spécialiste parce qu’il faut aller se connecter sur le régulateur interne.
La charge est beaucoup plus rapide.
Il devient alors intéressant d’installer un deuxième alternateur en plus de celui d’origine qui serait alors dédié à la charge du parc de batterie (si possible suivant puissance du moteur).
L’installation est complexe et doit être faite par un spécialiste.

Chargeur d’alternateur

Le chargeur d’alternateur optimise la charge des batteries. Il contrôle l’alternateur en faisant varier l’intensité fournie suivant la hausse de la tension aux bornes des batteries. Il permet à l’alternateur de fournir à pleine puissance en simulant une tension d’entrée à un niveau très bas. C’est alors qu’il deviendrait peut-être intéressant d’installer un alternateur plus puissant délivrant sur un parc de batteries lithium.
Sans chargeur d’alternateur, cette intensité (courant fourni) diminuerait beaucoup plus rapidement augmentant considérablement le temps de charge. C’est ainsi qu’en croisière, il devient possible de recharger son parc de batterie en deux heures seulement.
Son installation reste simple pour un coût modéré.
Cet équipement externe à l’alternateur comprend plusieurs fonctions :
- contrôler l’alternateur en adaptant l’intensité fournie
- optimiser la régulation d’une éolienne ou de panneaux solaires
- répartiteur de charge
                      
Ce montage est celui préconisé par B+

Les défauts de fonctionnement

Si l’alternateur ne fournit plus de charge, le problème vient peut-être des « charbons » qu’il est simple de changer….

Si l’alternateur charge trop, il s’agit probablement d’un défaut interne ? Il doit normalement limiter la tension de charge à 14 V sous peine d’endommager les batteries

Pour la réparation des alternateurs, pensez qu’il existe un catalogue de kits de reconstruction d’alternateurs.