Tutorial de Low-tech Lab | Categories : Energy
Ce tutoriel permet la fabrication d'une lampe solaire munie d'un chargeur USB, utilisant des cellules lithium récupérées sur des batteries d'ordinateurs portables usagées. Ce système permet, avec une journée de charge au soleil, de recharger complètement un portable et d'avoir en plus environ 4h de lumière.
Ce tutoriel permet la fabrication d'une lampe solaire munie d'un chargeur USB, utilisant des cellules lithium récupérées sur des batteries d'ordinateurs portables usagées. Ce système permet, avec une journée de charge au soleil, de recharger complètement un portable et d'avoir en plus environ 4h de lumière.
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Le lithium est une ressource naturelle dont les stocks sont de plus en plus utilisés pour les voitures électriques, les téléphones, et les ordinateurs. Cette ressource s’épuise progressivement au fil du temps. Son utilisation accrue dans la fabrication de batteries est due principalement à sa capacité à stocker plus d’énergie que le nickel et le cadmium. Le remplacement des équipements électriques et électronique s’accélère et ils deviennent une source de déchets (DEEE : Déchets d'équipements électriques et électroniques) de plus en plus importante. La France produit aujourd'hui 14kg à 24kg de déchets électroniques par habitant et par an. Ce taux augmente de 4% environ par an. En 2009, seuls 32% des jeunes Français de 18 à 34 ans ont recyclés leur déchets électroniques. Cette même année 2009, selon Eco-systèmes, de janvier à septembre 2009, ce sont 113000 tonnes de CO2 qui auraient été évitées via le recyclage de 193000 tonnes de DEEE, l'un des quatre éco-organismes de la filière DEEE.
Or, ces déchets présentent un fort potentiel de recyclage. On peut notamment retrouver et réutiliser le lithium présent dans les cellules des batteries d'ordinateur. Lorsqu’une batterie d’ordinateur ne fonctionne plus, c’est qu’une ou plusieurs cellules sont défectueuses, certaines restent cependant en bon état et sont réutilisables. A partir de ces cellules il est possible de créer une batterie à part, qui pourra servir à alimenter une perceuse électrique, recharger son téléphone ou encore être reliée à un panneau solaire pour faire fonctionner une lampe. En associant plusieurs cellules il est aussi possible de former des batteries de stockage de dispositif plus important.
Le design de cette lampe est inspiré d'un système documenté par l'expédition Nomade des Mers sur l'île de Luzong au nord de Philippines. L'association Liter of Light installe depuis bientôt 6 ans des systèmes semblables dans des villages sans électricité, organisant aussi des formations pour permettre aux villageois de réparer les lampes en toute autonomie (déjà 500 000 lampes installées).
(Pensez à activer les sous-titres sur la vidéo, tous les détails sont dedans !)
Youtube
Pour l’extraction des cellules :
Pour la fabrication de la lampe :
Ce tutoriel montre comment récupérer des cellules d’ordinateur pour refabriquer une nouvelle batterie. Alimentée par un panneau solaire, ou par un port USB, elle permettra d'allumer une lampe à LED.
Le système fonctionne autour de trois modules :
Module de réception de l'énergie : panneau photovoltaïque & régulateur de charge
Le panneau photovoltaïque concentre l'énergie du soleil. Il permet de récupérer son énergie afin de la stocker ensuite dans la batterie. Mais attention, la quantité d'énergie reçue par le panneau étant irrégulière en fonction de l'heure qu'il est, du temps qu'il fait... il est important d’installer un régulateur de charge/décharge entre le panneau et la batterie. Celle-ci sera protégée entre autre contre la surcharge.
Module de stockage de l'énergie : la batterie
Elle est composée de deux cellules en lithium récupérées dans un ordinateur. Pour schématiser à l'extrême, une batterie, c'est un peu comme un boîtier qui contiendrait plusieurs piles : chacune d'entre elles est une cellule, une unité qui fournit du courant à l'appareil par réaction électrochimique.
Les cellules qu’on trouve dans les ordinateurs sont des cellules au lithium. Elle ont toutes la même capacité à stocker l’énergie, par contre, leur capacité à la rendre est différente pour chacune. Pour former une batterie à partir de cellules il est important que ces dernières aient toutes la même capacité à rendre de l’énergie. Il faut donc mesurer la capacité de chacune des cellules pour composer des batteries homogènes.
Module qui rend l'énergie : la lampe LED, le port USB 5V et son convertisseur de tension
Notre batterie nous délivre du courant en 3,7V et les lampes LED que nous avons utilisé fonctionnent à cette même tension. Par ailleurs, les ports USB délivrent une tension de 5V. Nous avons donc besoin de transformer l'énergie de la cellule de 3,7V à 5V : à l'aide d'un convertisseur de tension appelé DC/DC booster
1) Extraction des cellules de la batterie d’ordinateur
2) Mesure du voltage des cellules
3) Réalisation des 3 modules :
4) Liaison des 3 modules :
5) Construction du boîtier
6) Intégration des modules dans le boîtier
Pour cette partie, nous vous invitons à consulter le tutoriel Récupération de batteries
Pour cette partie, nous vous invitons à consulter le tutoriel Récupération de batteries
Mesure du voltage:
On commence par mesurer le voltage des cellules afin de savoir si elles sont toujours en état de marche. Toutes les cellules ayant une tension inférieure à 3V ne sont pas récupérables.
Attention : Si des cellules ont coulé (visible à l’extérieur de la batterie d’ordinateur), ne pas les démonter, à forte dose le lithium est dangereux pour la santé.
Mesure de la capacité :
Pour mesurer la capacité d'une cellule il faut la charger au maximum puis la décharger. Nos cellules sont constituées de lithium, or le lithium a besoin d’être chargé et déchargé correctement, la charge maximale étant de 4,2 V et la charge minimale de 3 V. Dépasser ces seuils endommagerait les cellules.
Remarque : Il est important de réaliser des batteries homogènes avec des cellules ayant à peu près la même capacité.
Module 1 : Panneau solaire et régulateur de charge
Module 2 : Batterie
Module 3 : LED / USB convertisseur
Le convertisseur de tension DC/DC possède deux entrées et deux sorties :
Entrées : VIN + et VIN - / Sorties : OUT + et OUT -
La LED possède deux fils d'entrée, un fil positif et un fil négatif.
Attention : La polarité des fils n'est pas indiquée sur la LED. Afin de la connaître munissez vous d'un ohmmètre. Lorsqu'il indique une valeur nulle c'est que le fil est positif. Lorsqu'il indique une valeur élevée c'est qu'il s'agit du fil négatif.
Veillez à ce que la tension de fonctionnement de la LED soit autour de 4V, sinon ajouter une résistance en série pour abaisser la tension (typiquement d'environ 2 Ohms pour abaisser de 1 V).
Le régulateur de charge possède 2 entrées : IN - et IN + (qui sont indiquées sur le composant)
Version 1 : Tupperware
Ce design est celui de Open Green Energy, n'hésitez pas à consultez le tutoriel d'origine . Il nous parait très intéressant, c'est pourquoi nous le partageons. Néanmoins, il faudrait adapter le boitier à notre circuit, notamment pour la sortie USB. Nous proposerons notre propre modèle inspiré de ce design prochainement.
Vous avez deux minutes ? Que vous souhaitiez ou non réaliser cette low-tech, votre réponse à ce formulaire nous aiderait à améliorer nos tutos. Merci d'avance pour votre aide !
Comme tout le travail du Low-tech Lab, ce tutoriel est participatif, n'hésitez pas à ajouter les modifications qui vous semblent importantes, et à partager vos réalisations en commentaires.
N'hésitez pas à poser toutes les questions ou suggestions qui vous viennent sur ce tutoriel, et nous ajouterons une partie FAQ pour y répondre. Si vous avez réalisé la lampe, partagez la ! #solarlamp #lowtechlab
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