BatteryCalcs
BatteryCalcs — rapport de calcul

Pourquoi l’onduleur se coupe au démarrage du frigo

La station a de l’énergie en réserve, et pourtant elle s’éteint à l’instant où le compresseur démarre. Ce n’est pas une panne : c’est le courant de démarrage, invisible dans les watts de la plaque signalétique.

Le symptôme : de l’énergie en abondance, et rien ne fonctionne

La situation typique ressemble à ceci. Quelqu’un achète une station d’énergie de 1000 Wh pour maintenir, pendant une coupure, un réfrigérateur qui consomme 120 W. Le calcul paraît évident : 1000 divisé par 120, cela fait plus de huit heures de fonctionnement.

Une fois le réfrigérateur branché, la station fonctionne un instant, puis se coupe avec un message de surcharge. L’indicateur de charge affiche pourtant un niveau presque plein. L’énergie est là, mais l’appareil ne fonctionne pas.

La cause n’a rien à voir avec la capacité. L’onduleur s’est coupé avant d’avoir eu le temps de consommer quoi que ce soit.

Trois grandeurs différentes, faciles à confondre

Un système de secours se décrit par trois nombres, et chacun répond à une question différente.

L’énergie en wattheures dit combien de temps le système tiendra. C’est elle qui figure en gros chiffres sur la station d’énergie.

La puissance continue en watts dit combien d’appareils peuvent fonctionner en même temps. Un onduleur de 300 W ne fera pas démarrer une bouilloire de 2000 W, même avec une batterie de 10 kWh.

La pointe de démarrage dit si l’onduleur parviendra seulement à lancer un moteur ou un compresseur. Elle dure une fraction de seconde et ne consomme pratiquement aucune énergie — mais c’est elle qui décide du succès.

Confondre la première grandeur avec la troisième est la cause la plus fréquente d’un achat raté.

D’où vient le courant de démarrage

À l’instant du démarrage, le moteur ne tourne pas. Il ne produit donc pas la force électromotrice qui, en fonctionnement normal, limite le courant absorbé. Pendant les premières fractions de seconde, l’enroulement se comporte presque comme une simple résistance de faible valeur, et le courant est plusieurs fois supérieur au courant nominal.

Les valeurs de démarrage varient tellement qu’il est impossible de donner un seul multiplicateur valable pour tout. Le compresseur d’un réfrigérateur démarre en général entre quelques centaines de watts et plus d’un kilowatt, une pompe à eau peut monter plusieurs fois plus haut — mais ce sont des ordres de grandeur, pas des données de dimensionnement d’un onduleur. Cherchez le courant de démarrage sur la plaque signalétique. Le sigle LRA désigne le courant rotor bloqué : une borne supérieure prudente, et non une consommation qui se produira forcément dans votre installation.

Les équipements sans moteur — éclairage, routeur, chargeurs, résistance chauffante — n’ont pas de pointe de démarrage au sens décrit ici. Les alimentations à découpage et les drivers LED ont leur propre courant d’enclenchement, car ils chargent leurs condensateurs d’entrée au premier instant. C’est bref, mais la pointe peut être élevée. Avec plusieurs dizaines de luminaires ou plusieurs alimentations enclenchés en même temps, vérifiez les données du fabricant et la tenue de l’onduleur aux pointes — ne supposez pas que quelques millisecondes ne comptent pas.

Comment le calculer pour toute la maison

Avec un seul consommateur, la question est simple : l’onduleur doit supporter sa pointe de démarrage. Avec plusieurs, une question se pose : faut-il additionner les pointes de tous ?

La réponse n’est pas tranchée. Additionner toutes les pointes surestime en général le résultat, mais supposer un seul démarrage à la fois n’est pas non plus sûr par défaut — il faut savoir ce qui pilote ces appareils. La probabilité que le réfrigérateur et la pompe démarrent à la même seconde est faible. L’hypothèse raisonnable est un seul démarrage à la fois, c’est-à-dire :

pointe = la plus grande pointe individuelle + puissance continue des autres consommateurs

Mais cette hypothèse doit être connue, pas admise en silence. Si deux appareils peuvent démarrer ensemble — par exemple une pompe de circulation et une pompe de forage commandées par le même automatisme — il faut soit prendre en compte les deux pointes simultanément, soit décaler les démarrages dans le temps. Le résultat avec une seule pointe est alors une borne inférieure, pas une réponse.

Quoi chercher dans les données de l’onduleur

Les fabricants indiquent en général deux nombres : la puissance continue et la puissance de pointe, souvent décrite comme surge ou peak. La seconde vaut souvent le double de la première, mais sa durée varie entre les modèles de deux ordres de grandeur : d’une fraction de seconde à une dizaine de secondes.

Trois points méritent vérification. D’abord, pour quelle durée la puissance de pointe est déclarée — une valeur donnée pour une seconde et pour dix secondes, ce n’est pas la même chose. Ensuite, si elle vaut pour une charge résistive ou pour une charge moteur. Enfin, quelle est la puissance indiquée en VA, car les appareils à moteur ont un facteur de puissance inférieur à un et chargent l’onduleur davantage que ne le laissent penser les seuls watts.

Cette dernière différence peut surprendre : une charge de 600 W avec un facteur de puissance de 0,45 demande à l’onduleur environ 1333 VA.

Ce qu’il faut en retenir à l’achat

En choisissant un système de secours, vérifiez trois choses l’une après l’autre, et non une seule.

L’énergie suffira-t-elle pour la durée de coupure envisagée — c’est la question des wattheures. La puissance continue couvre-t-elle tout ce qui doit fonctionner en même temps — c’est la question des watts. La puissance de pointe dépasse-t-elle la plus grande pointe de démarrage augmentée du reste de la charge — c’est la question qui décide si le système démarrera tout court.

Un système à grande capacité doté d’un onduleur faible se coupera dès la première seconde, l’énergie intacte. Le cas inverse — un onduleur puissant et une petite batterie — fera tout démarrer et s’éteindra au bout d’un quart d’heure. Les deux situations viennent de la comparaison des mauvais nombres.

Sources