La résistance de débordement d'une éolienne

La résistance de débordement contient les excès électriques de l'éolienne par grands vents.
Element de sécurité bête et méchant, la résistance de débordement s'occupe simplement de transformer l'énergie électrique en excès en chaleur. On l'appelle aussi résistance de décharge, de délestage ou encore dump load (en Anglais).

Sans elle, les batteries déjà pleines seraient saturées d'électricité et verraient leur tension s'élever à des valeurs dangereusement hautes. Dans ce cas, les batteries dites ouvertes, à électrolyte liquide, l'acide se met simplement à bouillir et s'évapore à grande vitesse. C'est un effet recherché pour égaliser les cellules d'une batterie et prolonger sa durée de vie, mais seulement durant un laps de temps court. Il faut absolument éviter cette situation quand elle n'est pas maîtrisée. Sans résistance de débordement, quelques jours de grands vents suffisent à surcharger des batteries et les endommager irrémédiablement.

La résistance de débordement d'une éolienne est un élément imposant, disposé à l'air libre et souvent équipé d'ailettes ou d'un noyau de céramique pour favoriser l'évacuation de chaleur. Comme pour le radiateur du pont de diodes, les ailettes de la résistance doivent être disposées verticalement pour la convection naturelle de l'air. Il faut donc laisser libre tout l'espace situé au dessus de la résistance.

Les températures atteintes par grand vent sont parfois élevées et une grille de protection peut s'avérer nécessaire. De même, on isole la résistance de débordement de tout support inflammable.
Les résistances travaillent à très basse tension (inf. à 50V), les courants sont donc très importants, même pour de faibles puissances. La résistance ohmique doit donc atteindre une valeur faible, en gardant un pouvoir de dissipation de chaleur fort. On est parfois contraint de mettre plusieurs éléments en parallèle pour répartir l'échauffement.

Une résistance est caractérisée par deux valeurs, sa résistance en Ohm, et sa puissance en Watt, c'est à dire la quantité de chaleur pouvant être dissipée sans dommage.

Faisons un petit exercice de dimensionnement avec une éolienne de 1000W en 24V. La puissance maximale de 1000W est majorée de 25% en facteur de sécurité, ce qui nous donne 1250W. C'est la puissance de dissipation de notre résistance.
La résistance ohmique se calcule d'abord en déterminant le courant. On divise la puissance max par la tension à batteries pleines : 1250 / 28 = 44 Amp.
Avec la loi d'Ohm, nous sommes en mesure de connaître la résistance à installer pour consommer 44A à 28V. U = RI donc R = U/I donc R = 28/44 = 0,64 Ohm.

Nous devrons donc dans ce cas utiliser une résistance de 1250 Watt - 0,64 Ohm (ou approchant) avec un régulateur de 45A ou plus pour controler la charge des batteries dans toutes les situations.

Dans le contexte de l'auto-construction, pour réaliser des économies, il est possible de dimensionner et fabriquer soi-même une résistance de débordement d'éolienne à partir de fil résistif. Il s'achète en bobine ou au mètre à un prix modique. La longueur du fil donne la résistance ohmique : plus elle est courte, plus la résistance est faible et plus le courant appelé est fort. Attention donc à ne pas dépasser la température admissible par le fil à cause d'une longueur trop courte. Celui-ci doit être assez long et gros pour disperser sa chaleur dans l'air.