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Table des matières
En randonnée comment optimiser le poids d'un système de récupération et de stockage de l'énergie solaire ?
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Préambule
Quelle doit être la quantité d’énergie (en Wh) que vous devrez emporter pour une future randonnée?
C’est la question où vous êtes seul à pouvoir répondre car nous fonctionnons tous de façon différente avec un matériel différent. Pour vous aider dans votre choix, il faut tout d’abord définir quel est votre consommation puis votre besoin. Pour cela, vous trouverez ci-dessous une méthode de calcul pour définir, au mieux, la quantité d’énergie dont vous aurez besoin autant pour votre sortie d’un week-end que pour plusieurs semaines
Aide au calcul
L’unité de mesure que nous utilisons est le Wh
il vous faut rechercher la Tension en V ainsi que sa Capacité en mAh de la batterie pour connaître la quantité d’énergie en Wh quelle pourra délivrer dans le temps. Info disponible sur les documents du constructeur ou marqué sur la batterie
mAh x V = Wh
Exemple:
Panneau solaire
Plusieurs batteries ou un panneau solaire ?
Soit N le nombre de jours d’autonomie au-delà duquel le panneau solaire (+ chargeur) devient plus léger que le stock de batteries.
N = (Mp x Eb) / (Mb x Ec)
- Mp : masse de l’ensemble panneau solaire + chargeur + batterie tampon ou supplémentaire
- Eb : énergie stockée dans une batterie
- Mb : masse d’une batterie
- Ec : énergie consommée en moyenne par jour par l’appareil
Note : il faut bien sûr que l’énergie récupérée en moyenne par jour par le panneau soit au moins égale à celle consommée en moyenne par jour par l’appareil.
Powerbank
Soit N la capacité commerciale (5000/6700/10000/etc) Minimum de la powerbank à emporter.
N = ( ( (Qe / At) x Jr - Qe) / T) / Cp
- Qe: Quantité d’énergie de la batterie du téléphone en (mWh)
- At: Autonomie du téléphone en randonnée préalablement chargé (en jours)
- Jr: Jours de randonnée prévu
- T: Tension commune des powerbank = 3,7
- Cp: Coefficient de perte = 0,66
Note: dans le calcul, le coefficient de perte prend en compte l’écart entre la capacité électrique utile et la capacité électrique commerciale, le résultat est dont adapté. Voir exemple
Exemple:
Accus
Calcul pour définir le nombre d’accus à emporter en fonction de sa consommation pour une randonnée de plusieurs jours
Soit N le nombre d’accus qui vous faudra emporter
N = ( (Qe/At) x Jr - Qe) / (Ea x Cp)
- Qe: Quantité d’énergie de la batterie du téléphone en Wh
- At: Autonomie du téléphone en randonnée préalablement chargé en jours
- Jr: Jours de randonnée prévu
- Ea: quantité d’énergie de l’accu choisi en Wh
- Cp: Coefficient de perte = 0,66
Note: si vous avez un nombre entier comme résultat, prenez un autre accus pour vous assurer une marge de sécurité
Exemple:
Calcul détaillé
Calcul pour connaître la densité massique d’un accu
(mAh x V) / poids = wh/g
Exemple:
Panneaux solaires
Présentation:
Les panneaux solaires portables peuvent être trouvés sur le marché sous deux formes principales : rigide et pliable. D'apparence, ils ressemblent fortement à une version miniature des panneaux solaires photovoltaïques que l'on peut trouver sur les toits. Ces modèles de panneaux solaires ne disposent pas de batteries internes. Cela signifie que le panneau ne produit de l'énergie que lorsqu'il y a du soleil. S'il n'y a pas de soleil au moment où un appareil électronique (par exemple un smartphone) est connecté, l'appareil ne se chargera pas. Il est souvent conseillé d'utiliser ces panneaux solaires portables avec une batterie externe, permettant ainsi d'accumuler l'énergie.
Avantage:
- Cette solution est qu’elle a une production illimitée tant qu’il y a du soleil ou une « bonne » luminosité.
Inconvénient:
- Les manipulations nécessaires pour adapter la position en statique ou pendant la marche.
- Elle est dépendante des conditions météorologiques.
- Astuce: Vous pourrez palier ces aléas avec un chargeur et un accu ou plus (modularité) communément appelé « batterie tampon » ou une Powerbank.
Aide au calcul de la puissance théorique d'un panneau solaire
Plusieurs batteries ou un panneau solaire ?
Information sur le tableau 1)
Visuel | Marque | Modèle | Puissance annoncée Max | Puissance mesurée (dans le meilleur des cas) | Poids | Testé par |
---|---|---|---|---|---|---|
Tomtop | Ultra thin | 6w (3000mA @ 5v) | 4,5W (900mA @ 5v) | 125g | Hervé27 | |
Buheshui | 7,5-PB | 7,5W (1500mA @ 5v) | 3,65W (730mA @ 5v) | 140g | Manche | |
Lumtrack | 6W | 6W (1200mA @ 5v) | 3,8W (710mA @ 5v) | 165g | Cyril_13 | |
Tomtop | « Classeur » | 6W (1200mA @ 5v) | 4,5W (900mA @ 5v) | 67-90g | Nomadecueilleur | |
No name | 6W | 6W (1200mA @ 5v) | 5W (1050mA @ 5v) | 84g | Redfish | |
Choetech | 14W | 14W (2400mA @ 5v) | 5W (1050mA @ 5v) | 304 g / modifié 266 g | Bohwaz |
Chargeurs d’accus
Mise a jour le 24/04/2020
Ce sont des petits boitiers, avec une électronique complète (et toutes les protections nécessaires) permettant un usage comme batterie tampon, powerbank et chargeur. Ils prennent en charge un très grand nombre d’accus comme vous allez le voir dans le tableau ci-dessous.
L’avantage de cette solution est sa modularité et leurs légèretés par rapport aux powerbank déjà toute prête. Avec cette solution vous pourrez prendre le nombre d’accus qui correspondra au plus près à votre besoin. Vous pourrez changer vos accus en fin de vie plutôt que jeter l’ensemble comme vous le feriez avec une powerbank, ce qui est intéressant au vue des enjeux actuels.
L’inconvénient principal est qu’elles sont en général des solutions qui demande plus de manipulation et ou d’attention.
Il vous faudra rajouter un chargeur mural/panneau solaire si votre besoin en énergie électrique dépasse la capacité de accus emportés.
Pour estimer vos besoins voir ce chapitre « futur lien »
- Tableau non exhaustif.
- En lien avec le wiki RL.
- Tableau comparatif: LygteInfo (Vous pourrez trier et ajuster les paramètres en fonction de vos besoins).
Visuel | Marque | Modèle | Entrée DC 5V Max | Sortie DC 5V Max | Compatibilité | Protections | Nombre d’accus accepté | USB entrée / sortie | Poids (boitier / boitier plus cable et protection) | Test |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Nitecore | F1 | >0.5A /1A | 1A | Li-ion (IMR): 26650,18650, 18490, 17500, 17335, 16340 (RCR123), 14500, 10440 | Oui | 1 | µUSB-B / USB-A | 30 g / ? | LygteInfo | |
Folomov | A1 | 1.2A | 1.2A | Li-ion (IMR/INR): 32650, 26650, 25500, 22650, 21700, 20700, 18700, 18650, 18500, 18490, 18350, 17670, 17500, 17335, 16340, 14650, 14500, 10440, 10350, 10340 | Oui | 1 | USB-A / USB-A | 21 g | LygteInfo | |
Nitecore | LC10 | >0.5A /1A | 1A | Li-ion (IMR): 12650, 13450, 13500, 13650, 14350, 14430, 14500, 14650, 16500, 16340(RCR123), 16650, 17350, 17500, 17650, 17670, 17700, 18350, 18490, 18500, 18650, 18700, 20700, 21700, 22500, 22650, 22700, 25500, 26500, 26650, 26700 | Oui | 1 | USB-A / µUSB-B | 28 g | LygteInfo | |
Fenix | ARE-X11 | >0.5A /1A | 2A | Li-ion (IMR): 18650, 26650 | Oui | 1 | µUSB-B / USB-A | 30 g / 41 g | LygteInfo | |
Nitecore | F2 | >0.5A /1A | 2A | Li-ion (IMR): 26650, 18650, 17670, 18490, 17500, 17335, 16340(RCR123), 14500, 10440 | Oui | 1 ou 2 | µUSB-B / USB-A (x2) | 46,5 g / ? | LygteInfo | |
LiitoKala | Lii-100 | 0.5A / 1A | 0.5A / 1A | Li-ion (IMR): 18650, 18490, 18350, 17670, 17500, 16340 (RCR123), 14500, 10440 / Ni-mh: AA, AAA | Oui | 1 | µUSB-B / USB-A | 45 / ? | LygteInfo | |
Folomov | Key-charger | 2A | 2A | Li-ion (IMR): 21700, 20700, 18650 | Oui | 1 | USB-A / USB-A | 31 g | LygteInfo |
Commentaires:
- Nitecore F1: Fourni avec un élastique qui maintient très bien en place l'accu.
- Folomov A1: Aimants pour maintenir l'accu plutôt faibles. A réserver à un usage statique. Peu adapté à l'hiver si on veut charger au chaud dans le sac de couchage.
- Nitecore LC10: Besoin de retour pour savoir la puissance des aimants.
- Fenix ARE-X11: Existe en version X1 (sans accu fourni ni capo, prévoir un élastique pour bien maintenir l'accu).
- Nitecore F2: Même remarque que pour le F1.
- LiitoKala Lii-100: Prévoir un élastique pour bien maintenir l'accu.
- Folomov Key-charger: Besoin de retour pour savoir la puissance des aimants.
Powerbank DIY
mise a jour 23/04/2020
Ce sont des boitiers à mi-chemin entre les chargeurs et les powerbank classiques, le meilleur des deux mondes ? Elles ont une électronique complète (et toutes les protections nécessaires) permettant un usage powerbank et chargeur, pour des accus 18650/21700 pour un modèle dans le tableau ci-dessous. Les accus sont en général non fourni, vous permettant de choisir ceux que je voulez y mettre.
L’avantage de cette solution est qu’elle ajoute de la modularité par rapport aux powerbank déjà toute prête. La Charge rapide sur certains modèles.
L’inconvénient principal est que ce sont en général des solutions moins légères. Cependant pouvoir changer ses accus en fin de vie plutôt que jeter l’ensemble est intéressant au vue des enjeux actuels.
Il vous faudra rajouter un chargeur mural/panneau solaire si votre besoin en énergie électrique dépasse la capacité de votre Powerbank.
Pour estimer vos besoins voir ce chapitre Aide au calcul
Visuel | Marque | Modèle | Entrée Max | Sortie Max | Compatibilité | Nombre D’accu Accepté | Nécessite Un Accu Protégé | Usb Entrée / Sortie | Poids (boitier / Boitier + Cable + Protection) | Utilisateur | Test |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
TOMO | M3 | DC 5v 1A | DC 5v 2.2A | 18650 | 1 / 2 / 3 | Non | µUSB-B / USB-A | 66 g / 77 g | Grands-Pas | ||
Qiy25 | D3s | DC 5v 1A | DC 5v 1.5A | 18650 | 2 | ? | µUSB-B / USB-A | 30 g / ? | Bruno7864 | ||
TOMO | M2 | DC 5v 1A | DC 5v 2.2A | 18650 | 1/2 | Non | µUSB-B / USB-A | ? / 68 g | Lygte-Info | ||
Xtar | PB2S | PD3.0 & QC3.0 (5V 2A / 9V 2A / 12V 1.5A) | QC3.0 & PD3.0 (5V 2A / 9V 2A / 12V 1.5A) | non protégé 18650, 18700, 20700, 21700 et protégé 18650 | 1/2 | Non | USB-C / USB-A et USB-C | 85 g / ? | Lygte-Info | ||
Xtar | PB2C | Dc 5v 2.1A | DC 5V 2.1A | 18650 | 1/2 | Non | USB-C / USB-A | 55 g / ? |
Powerbank
Crée le 21/04/2020 Mis à jour le 23/04/2020
taille image réduite
Ce sont des boitiers, avec une électronique complète (et toutes les protections nécessaires) permettant un usage powerbank et chargeur. Vous ne trouverez pas de powerbank avec une coque aluminium ici, c’est bien trop lourd ;)
L’avantage de cette solution est qu’elle est optimisé tant au niveau du poids que de l’espace pris. La charge rapide est un gain de temps mais une perte d’énergie (chaleur = énergie perdu)
L’inconvénient principal est qu’il y a aucune modularité. Quand elle arrivera en fin de vie vous devrez jeter l’ensemble.
Il vous faudra rajouter un chargeur mural/panneau solaire si votre besoin en énergie électrique dépasse la capacité de votre Powerbank.
Pour estimer vos besoins voir ce chapitre « futur lien »
Visuel | Marque | Modèle | Capacité annoncé | Capacité réelle | Entrée Max | Sortie Max | USB Entrée / Sortie | Poids | utilisateur | Test |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Anker | Powercore Slim | 5000 mAh | 4263 mAh | 2A | PowerIQ QC / 2A | µUSB-B / USB-A | 117g | sqfp | ||
Anker | Powercore II | 6700 mAh | ? | PowerIQ 2A | PowerIQ 2A | µUSB-B / USB-A | 128 g | Phil82 | ||
Anker | Powercore II Slim | 10000 mAh | 8632 mAh | PowerIQ QC3/ 2A | PowerIQ QC3/ 2A | µUSB-B / USB-A | 200g | sqfp | ||
Anker | Powercore | 10000 mAh | 8 941 mAh | PowerIQ 2A | PowerIQ 2,4A | µUSB-B / USB-A | 186 g | Bohwaz | Les Numériques | |
Anker | Powercore II | 10000 mAh | 9 459 mAh | 5V⎓2A, 9V⎓2A (QC / AFC / PowerIQ 2.0) | 5V⎓3A, 9V⎓2A, 12V⎓1.5A (PowerIQ 2.0) | µUSB-B / USB-A | 195 g | Les Numériques | ||
ZMI | QB810 | 10000 mAh | 9770 mAh | 2A / 9V = 2A / 12V = 1,5A | 2.4A / 9V = 1.6A 12V = 1.2A | µUSB-B , Type C / USB-A | 177 g |
Accus
L'accumulateur lithium-ion fonctionne sur le principe de l'échange réversible de l'ion lithium entre une électrode positive, le plus souvent un oxyde de métal de transition lithié (dioxyde de cobalt ou manganèse) et une électrode négative en graphite (sphère MCMB). L'emploi d'un électrolyte aprotique (un sel LiPF6 dissous dans un mélange de carbonate) est obligatoire pour éviter de dégrader les électrodes très réactives9. La tension nominale d’un élément Li-Ion est généralement de 3,7 V.
Combien d'accus je devrais emporter ?
Calcul pour connaître la densité massique d’un accu
Information sur le tableau: 2)
Visuel | Marque | Modèle | Format | Protégé | Capacité annoncé | Capacité réelle à 1A | Énergie fournie à 1A | Densité d'énergie massique | Poids | Année | Test |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Samsung | INR18650-35E (Pink) | 18650 | Non | 3500mAh @ 3.7V | 3358mAh @ 3.7V | 12,1Wh | 252mWh/g | 48g | 01/2016 | LygteInfo | |
Panasonic | NCR18650B (Vert) | 18650 | Non | 3400mAh @ 3.7V | 3197mAh @ 3.7V | 11,4Wh | 247mWh/g | 46g | 06/2012 | LygteInfo | |
LG | LG21700-M50 (Gris) | 21700 | Non | 5000mAh @ 3.7V | 4904mAh @ 3.7V | 17,8Wh | 257mWh/g | 69g | 12/2018 | LygteInfo |
Clés multimétriques
mise a jour 23/04/2020
Si vous souhaitez connaître la puissance d’un panneau solaire, la quantité précise des milliampères qu’il fourni ou pour toutes autres mesures. Vous trouverez ci-dessous quelques exemples de clés multimétrique qui pourront vous aider dans la prise de mesures.
Les retours précis sont très appréciés.
Exemple de clés usb multimétrique
Visuel | Marque | modèle | Norme pris en charge | Test | Lien |
---|---|---|---|---|---|
WITRN | Qway-UP2p | QC4 + PD3.0 2.0 PPS PD Trigger, PD Listener, Apple PD Adapter Check, PD E-Marker, Huawei FCP, Huawei SCP, Samsung AFC, Vooc Dash, Vooc virtual cable, VIVO Flash, Apple 2, .4A, Charger Tool | redlightgreen | Lien | |
RD | UM25 | QC2.0, QC3.0, APPLE 2.4A/2.1A/ 1A/0.5A, Android DCP, SAMSUNG | lygte-info | Lien | |
RD | AT35 | QC2.0, QC3.0, APPLE 2.4A/2.1A/ 1A/0.5A, Android DCP, SAMSUNG | lygte-info | Lien |
Comparatif
Crée le 21/04/2020 Modifié le 24/04/2020 en chantier