Lorsqu'il s'agit de maintenir la fiabilité de votre système d'alimentation électrique en cas de coupure, un onduleur est un élément essentiel. Cependant, peu de gens réalisent que les batteries sont le cœur de tout onduleur, aussi légitimement appelé ASI – Alimentation Sans Interruption . Dans cet article, nous explorerons pourquoi il est crucial de changer les batteries d'un onduleur tous les 4 à 5 ans pour assurer un fonctionnement fiable et une protection optimale.
Le rôle central des batteries dans un onduleur
Les batteries jouent un rôle capital dans le fonctionnement d'un onduleur. Lorsque le réseau électrique de votre fournisseur est stable, l'onduleur charge les batteries pour stocker de l'énergie, que ce soit un onduleur Off Line, Line Interactive ou Online. Ces dénominations déterminent si votre onduleur est placé en série sur le réseau et assurant donc une protection maximale (Online), en interaction avec le réseau (Line Interactive) ou déconnecter du réseau (Offline). Lorsqu'une coupure de courant se produit, l'onduleur la détecte et bascule instantanément sur l'énergie stockée dans les batteries, garantissant une alimentation continue à vos équipements sensibles. Ainsi, les batteries agissent comme une bouée de sauvetage électrique, assurant que vos systèmes essentiels restent actifs même pendant les interruptions inattendues. Les batteries se déchargent, délivrant leur courant sur le réseau ondulé. La durée de décharge, communément appelée « l’autonomie », dépend de la puissance des équipements électriques alimentés par l’onduleur. Lorsque le courant du réseau de votre fournisseur est rétabli, l’onduleur rebascule automatiquement et instantanément sur ce réseau et utilise une partie de cette énergie pour recharger les batteries, tout en continuant d’alimenter les équipements. Ces basculements sont invisibles pour les équipements alimentés par un onduleurs de type Online. Les batteries subissent tout au long de leur utilisation de nombreux cycle de « charge/décharge ». Ce sont leur nombre et leur intensité qui détermineront la durée de vie des batteries, ainsi que des paramètres environnementaux tels que la température de stockage par exemple.
Comment ça marche?
Les batteries utilisées dans les onduleurs sont généralement des batteries au plomb, également connues sous le nom de batteries au plomb-acide. Ces batteries sont constituées de plaques de plomb immergées dans de l'acide sulfurique, ce qui permet de générer de l'électricité grâce à des réactions chimiques. Leur conception robuste et leur coût relativement bas en font un choix courant pour les applications nécessitant des réserves d'énergie.
Par OpenStax — https://cnx.org/contents/havxkyvSZIP Download:https://cnx.org/exports/85abf193-2bd2-4908-8563-90b8a7ac8df6@9.524.zip/chemistry-9.524.zip, CC BY 4.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=64300665 Stockage de l'Énergie Électrique dans une Batterie au Plomb :
Une batterie au plomb est composée de plusieurs éléments clés : les plaques de plomb, l'acide sulfurique (électrolyte) et un boîtier pour contenir le tout. Les plaques de plomb sont constituées de plomb recouvert de dioxyde de plomb (PbO2) pour l'électrode positive et de plomb pur (Pb) pour l'électrode négative. L'électrolyte est un mélange d'eau et d'acide sulfurique (H2SO4).
Lorsque la batterie est chargée, une réaction chimique se produit entre les plaques de plomb et l'électrolyte. Au niveau de l'électrode positive, le dioxyde de plomb PbO2 perd des électrons pour former des ions plomb Pb2+. Simultanément, à l'électrode négative, le plomb spongieux Pb gagne des électrons pour former des ions plomb Pb2+.
Cette réaction de chargement convertit les ions plomb des deux électrodes en plomb pur à l'électrode négative et en dioxyde de plomb à l'électrode positive. Lorsque ces réactions se produisent, de l'énergie est stockée sous forme de charges électriques séparées dans les électrodes et l'électrolyte. Cette énergie est prête à être libérée lorsque la batterie est connectée à un circuit électrique.
Libération de l'Énergie Électrique :
Lorsque la batterie est connectée à un circuit électrique, une réaction inverse se produit. Les ions plomb présents dans les électrodes et l'électrolyte réagissent pour former du dioxyde de plomb à l'électrode positive et du plomb pur à l'électrode négative. Lors de cette réaction, les électrons sont libérés à l'électrode négative, créant un flux de courant électrique à travers le circuit externe.
Ce flux de courant électrique est ce qui alimente les appareils ou les systèmes connectés à la batterie. La réaction chimique qui se produit lors de la décharge libère l'énergie stockée sous forme d'énergie électrique utilisable, un courant continu.
En résumé, l'énergie électrique est stockée dans une batterie au plomb par le biais de réactions chimiques entre les plaques de plomb et l'électrolyte. Lorsque la batterie est déchargée, les réactions chimiques se déroulent en sens inverse, libérant les électrons stockés et générant un courant électrique utilisable pour alimenter des appareils ou des systèmes.
Pourquoi leur durée de vie se limitent à max 5 ans?
Bien que les batteries au plomb soient robustes, leur durée de vie est limitée. En général, il est recommandé de les remplacer tous les 4 à 5 ans. Cette durée de vie limitée s'explique par plusieurs facteurs.
Premièrement, à chaque cycle de charge et de décharge, des réactions chimiques se produisent à l'intérieur des batteries. Au fil du temps, ces réactions entraînent l'accumulation de dépôts de sulfate de plomb sur les plaques, ce qui réduit leur capacité à stocker de l'énergie :
moins de surface utile = moins de réactions chimiques = moins d’échanges d’électrons
Cette détérioration progressive se traduit par une perte de capacité de la batterie, ce qui signifie qu'elle peut stocker moins d'énergie au fil du temps.
De plus, des conditions environnementales telles que la température et l'humidité peuvent également affecter la durée de vie des batteries au plomb. Des températures élevées accélèrent les réactions chimiques internes, contribuant ainsi à une dégradation plus rapide.
Le retour sur expérience d’utilisation des batteries au plomb indique une perte de capacité sensible vers 4 à 5 ans, moment où le changement des batteries est nécessaire pour garantir le rôle de l’onduleur en cas d’alimentation des équipements par ses batteries.
En conclusion, les batteries sont l'épine dorsale de tout onduleur, assurant une alimentation lors des coupures de courant. Les batteries au plomb, bien que robustes, ont une durée de vie limitée en raison des réactions chimiques internes qui se produisent à chaque cycle de charge et de décharge. Compte tenu de l'importance de ces batteries et en les remplaçant régulièrement, vous pouvez garantir un fonctionnement fiable et une protection continue pour vos systèmes critiques.
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