Les piles de Pioupiou

La semaine dernière, je me suis aperçu que le panneau solaire n'était pas forcément la meilleure solution.

Du coup, j'ai envoyé un sondage à tous les KissKissBankers, pour leur demander de voter parmi les 3 options suivantes :
  • Panneau solaire + batterie rechargeable à changer tous les 2-3 ans.
    (Type RAM. Remplacement à commander sur le site de Pioupiou. Coût ~ 10 €)
  • Pile non rechargeable « militaire », à changer tous les 3-4 ans.
    (Type Li-SOCl2 ou Li-MnO2. Remplacement à commander sur le site de Pioupiou. Coût ~ 20 €)
  • Pile non rechargeable « classique », à changer tous les ans
    (Type Alcaline « Duracell ». On en trouve partout. Coût ~ 5 €)
Résultats :

Panneau solaire + accu : 34 voix
Pile « militaire » longue durée : 46 voix
Pile classique : 61 voix

J'ai eu pleins de suggestions intéressantes. Vous pouvez trouver tous les détails : ici.

Solution retenue

Je pars sur l'option pile non rechargeable. Les Pioupious seront fournis d'office avec une pile « militaire », d'une autonomie d'environ 3 à 4 ans. Lorsque cette pile sera vide, elle pourra être remplacé une pile format D / R20 au choix : alcaline 1,5V, ou lithium 3V (LiMnO2) ou lithium 3,6V (LiSOCl2). A vous de choisir selon vos contraintes. Ça devrait également fonctionner avec des piles rechargeables, mais je le déconseille car l'autonomie sera beaucoup plus courte.

Pour assurer un bon contact et éviter la corrosion, les connecteurs de la pile seront plaqués d'une toute petite couche d'or.

Du coup, le Pioupiou sans panneau solaire pourra être un peu plus aérodynamique, dans ce genre :

Pourquoi pas solaire ?

« Pourquoi faire simple quand on peut faire compliqué ? »

Notre objectif est d'avoir l'appareil le plus fiable possible. Donc, d'une manière générale, moins il y a de choses dessus, moins il y a de choses qui tomberont en panne.

Il y a 4 choses qui posent problème avec la solution solaire :

Vieillissement du panneau

Les cellules photovoltaïques en elles-même ont une durée de vie de plus de 20 ans. Mais elles sont très fragiles, et doivent être protégées.

Dans les grands panneaux solaires, on a souvent un cadre en aluminium et une vitre en verre. Le verre résiste bien aux UVs, donc pas de soucis.

Par contre, pour les petits panneaux comme le notre, il n'est par possible d'avoir une vitre en verre. Il existe alors deux types de panneaux : Epoxy ou PET.

Les panneaux Epoxy sont noyés dans de la résine époxy.
Le problème, c'est que l'époxy n'aime pas du tout les UVs. Du coup elle devient opaque et le panneau perd en efficacité. Cette solution est souvent retenue pour les jouets et les applications en intérieur. Durée de vie : 1 à 2 ans.


Les panneaux PET sont recouverts d'une couche de PET.
Le PET, c'est le plastique transparent des bouteilles de soda. Cette solution permet d'avoir des panneaux de meilleure qualité que l'époxy. Plus étanche et moins sensible aux UVs, elle est plus adapté aux applications en extérieur. Mais encore une fois, sa durée de vie est limitée : entre 2 et 5 ans.

Il existe probablement d'autres solutions, mais qui ne sont pas standard. Et donc avec un coût trop élevé par rapport au budget global de Pioupiou. Notre objectif est de faire un produit accessible.

Complexité d'assemblage

Disons qu'on trouve un panneau qui tienne assez longtemps. Il va falloir l'intégrer au boîtier. Notamment, il faudra gérer l'étanchéité du système. Je ne suis pas certain qu'on puisse se contenter de le coller au SikaFlex.

Environnement

Avec un panneau, on est dépendant de ce qui se passe à l'extérieur. Que se passe-t-il si de la neige ou de la poussière se pose dessus ?

Batteries

Mais je pense que le vrai point faible, c'est que si on a un panneau solaire, il faut aussi des batteries rechargeables…

Pourquoi pas des batteries rechargeables ?

D'une manière générale, notre Pioupiou va être exposé à des températures difficiles. Surtout le froid, l'hiver en montagne.

Batteries Li-ion / Li-po

Pour un usage « à la maison », elles ont de bonnes performances et une durée de vie élevée.

Mais elles se comportent moins bien dans des températures basses. C'est le syndrome de la GoPro qui n'a jamais de batterie lorsqu'on va au ski…

Le gros hic, c'est qu'il n'est pas possible de les recharger lorsqu'il fait moins de 0°C. C'est lié à la chimie interne de ces batteries, et ça les endommage. Du coup, pas bien pratique pour passer l'hiver dehors…

Batteries Ni-MH, Ni-CD


Ces batteries sont sensible au froid et présentent un taux d'auto-décharge très élevé. C'est à dire qu'elles se vident toute seules avec le temps - même si Pioupiou n'est pas allumé. Commes nos vielles VHF.

Batteries au plomb

Auto-décharge élevée, en particulier lorsqu'il fait froid. C'est pour ça qu'il faut un gros panneau solaire sur nos balises actuelles.

Batteries alcalines rechargeables (RAM)

Il s'agit d'un certain type de piles alcalines, conçues pour pouvoir être rechargées. Mais uniquement si elles n'ont été que très peu déchargées, ce qui n'est pas un problème vu que Pioupiou consomme très peu.

L'avantage, c'est qu'elles résistent un peu mieux au froid que les autres batteries. Disons jusqu'à -10°C. Elles ont aussi un taux d'auto-décharge très bas.

C'est ce que j'utilise dans les Pioupious actuels (qui semblent pour l'instant bien passer l'hiver). C'est le meilleur compromis que j'ai trouvé.

Par contre, la durée de vie est réduite : 2 ou 3 ans max.

Quelles piles ?

Lithium

Les plus performantes. Non seulement elles ont une longue autonomie, mais en plus elles résistent très bien aux températures extrêmes jusqu'à -50°C. Elles sont fiables et ne coulent pas. C'est pour ça qu'on les utilise dans les équipements militaires et spatiaux, mais aussi pour des applications conçue pour des autonomies jusqu'à 20 ans : systèmes d'alarmes, compteurs d'eau ou de gaz…

Par contre, elles sont plus toxiques que les piles alcalines et doivent donc être impérativement recyclées. Deux solutions : elles peuvent être déposées dans les « boites à piles » des supermarchés, ou alors je vous fournirai gratuitement un emballage pré-affranchi pour me la renvoyer.

Pioupiou aura probablement une autonomie de 3 à 4 ans avec ces piles.

Alcalines

Avantages : elles sont très économiques et on en trouve partout.

Elles tiennent un peu moins bien le froid, mais ça devrait aller jusqu'à -10°C.

Il faudra quand même éviter les piles pile trop « cheap », qui ont tendance à couler.

Avec une pile alcaline, l'autonomie devrait être d'environ un an.

Commentaires

  1. Sur les stations Davis les panneaux solaires alimentent un condensateur

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  2. Une bonne vieille pile bien polluante, à la place d'un panneau solaire ??? A l'heure de l’énergie solaire et adressé à une activité de plein air qui se dit en accord avec la nature !? Je crois rêver.

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    1. La solution panneau solaire et accus à changer tous les 2-3 ans n'est pas forcément plus green. On fait comme on peut.

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    2. Le projet étant ouvert, si vous savez me proposer une solution fiable sur le long terme, compatible avec les contraintes du produit et clé en main, je suis preneur.

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    3. Une bonne vieille pile dont les filières de production et recyclage sont hyper maîtrisés, à la place d'un panneau solaire bourré de silicium et métaux rares, dont le recyclage n'est absolument pas garanti (surtout vu la petite taille du panneau).

      Intéressant à lire: http://www.enerzine.com/1/12507+recyclage---que-faire-des-panneaux-photovoltaiques-usages+.html
      "Les modules photovoltaïques ne font pour l’instant pas partie des appareils visés par la directive RoHS [Restriction of the use of certain hazardous substances] - et la révision de la directive réalisée le 21 juillet 2011 n’a toujours pas pris en compte les panneaux photovoltaïques dans sa liste d’équipements, afin de ne pas pénaliser le développement de la filière. Toutefois Les panneaux photovoltaïques devraient entrer dans la liste de la directive en 2018."
      "Les petits modules [photovoltaïques] ont été jusqu’à présent traités comme du verre ou des gravats, ce qui d’un point de vue écologique est grave."

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  3. le panneau solaire pourrait être sur la queue (il devrait être un peu plus grand pour pallier à la mauvaise orientation), couplée avec un petit supercondensateur http://en.wikipedia.org/wiki/Supercapacitor dans le corps du pioupiou, plus de problème de vieillissement de l'accu suite au cycles de charge et décharge.

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  4. Bonjour, je suis vapoteur invétéré depuis cinq ans et aussi scieur de grumes... Pour mon metier je dois fair face a des conditions extrêmes de températures et d'humidité variable d'un extrême à l'autre tout au long de l'année. J'utilise pour mon mod des batteries standard 18350 li-ion (modèle chinois Ultrafire/tangsfire). Ces accu sont mise à rude épreuve, tant par les conditions sus nommées que par des décharges du à l'intensité de mon appareil et évidemment la poussière et les gros chocs (comme tombé d'un portique de triage de cinq mètres de haut directe sur le béton... En bref, elle ramasse grave leurs mères !

    Pour les recharger j'utilise un chargeur intelligent a programation manuel des différents modes de charges(charge, discharge, discharge refresh, quick test).
    Ce chargeur est équipé d'un écran lcd retro éclairé, quatre rack, d'un ventilateur et permet aussi de sélectionner l'intensité de charge/décharge de chacune des batteries en mA.

    J'utilise les même accu depuis près de deux ans et elles totalisent près de deux cents recharges chacune.

    Prix batterie : 6$ la paire fdp in
    Prix chargeur: 55€ fdp in

    Une seul de ces accus en 26650 5Ah pourrais probablement convenir au besoin du pioupiou, une alternative moins chère ?

    N'hésitez pas à me contacter pour plus de renseignements, photos et pour vous envoyez les liens des ventes. Je serais ravie de vous apporter mon aide.

    Pioupioutement votre,

    Antoine

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  5. 600 recharges chacune, et désolé pour les photes d'autographes, smartphone oblige... A+

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