Fabriquer un power router

Le power router est un dispositif qui absorbe le trop d’énergie produit localement soit par une éolienne, soit par des modules photovoltaïques, ou encore tout autre équipement afin de ne pas injecter cette énergie sur le réseau public.

IMG_20201112_193024.redimensionne.jpg, nov. 2020

23 avril 2022 

Quelques mots afin de répondre aux dernières interrogations déposées dans les commentaires.

Lorsque le chauffe-eau électrique atteint sa température nominale (par exemple 60°C), le thermostat pilote un relais qui dirige le surplus énergétique vers un radiateur résistif pour dissiper les calories gratuites dont le réseau électrique ne veut pas. Cela contribue au chauffage de votre eau chaude et de votre logement.

Le schéma du câblage du système de transfert de l’énergie dans l’eau chaude (STEEC) est le suivant :

StEEC-SCHEMA.redimensionne.jpg, nov. 2020

Le STEEC complète le power router. Il comprend une minuterie qui déclenche l’appoint électrique, par exemple la nuit (de 2h à 6h), à un moment qui pose moins de contraintes sur le réseau électrique (c’est mieux qu’à 19h). Cet appoint nocturne, nous l’utilisons uniquement en hiver jusqu’à la mi-avril, mois à partir duquel nous sommes très souvent autonomes en énergie solaire thermique. Trois options permettent de déclencher l’appoint électrique : il peut être 1-forcé, 2-lié à la minuterie, 3-désactivé.

Ce système permet de disposer d’eau chaude au réveil et de placer le chauffe-eau dans un état (c’est à dire plus froid) tel qui pourra recevoir/absorber l’énergie solaire du jour.

Le système STEEC augmente le taux d’autoconsommation, c’est à dire la part consommée de l’énergie produite. Il réduit ainsi la facture énergétique. Il limite l’investissement matériel, financier et réduit en conséquence l’impact sur l’environnement.

Nous avons constaté que le STEEC peut réduire la facture énergétique jusqu’à 22% avec seulement 2 modules photovoltaïques. Ce chiffre est donné sous réserve d’appliquer quelques principes évident de sobriété énergétique. Nous concernant, le STEEC nous a permis de passer de 1 250 kWh à 977 kWh. Sachant que la consommation électrique moyenne d’un foyer français est d’environ 5 000 kWh.

Le STEEC et le power router se passent de Wifi, la solution est 100% filaire. Par principe de précaution, nous ne souhaitons par être parcourus inutilement pas une fréquence d’ondes de 2.4Ghz (en effet, il ne nous viendrait pas à l’idée de faire fonctionner un micro-onde avec la porte ouverte).

La bibliothèque qui permet de gérer l’afficheur LCD est disponible ci-dessous (LiquidCrystal_I2Cbonne.zip). Il est nécessaire d’ajouter cette bibliothèque à l’interface de développement (IDE) Arduino. Parfois il faut renommer l’ancienne biblothèque afin que l’IDE n’aille pas la chercher.

Avant de mettre en service votre power routeur, il est impératif de calibrer la tension et le courant à l’aide d’un wattmètre ou d’une résistance connue (par exemple une lampe à incandescence). Il s’agit d’ajuster les paramètres fVCalibration et fICalibration. Par exemple pour une lampe de 75 W à filament, il s’agira d’obtenir un courant d’environ 0.32 A, une tension comprise entre 230 et 240 V et une puissance de 75 W. Le mieux est de s’appuyer sur les résultats de mesure d’un wattmètre lequel coûte une douzaine d’euros et vous servira pour contrôler la consommation de vos appareils électriques.

Il est nécessaire de positionner les paramètres bVerbose et bCalibration à true le temps de la calibration afin de visualiser les valeurs électriques (tension, intensité, puissance …) dans le moniteur série de l’IDE Arduino. Ensuite il faut positionner les paramètres bVerbose et bCalibration à false afin de ne pas consommer inutilement du temps de calcul et ralentir le power router.

Le power router est précis et réactif, nous l’avons testé depuis plusieurs années à l’aide de 2 modules photovoltaïques et d’une éolienne Piggott laquelle induit de fréquentes variations en matière de production d’énergie.

IMG_20220420_142027.redimensionne.jpg, avr. 2022

Nous travaillons au fait d’augmenter sa capacité en terme de puissance à dériver, bien que nous défendions l’idée qu’une puissance raisonnable est préférable à une grande surface de modules photovoltaïques associée à des batteries.

Par curiosité, nous testerons prochainement une nouvelle version du power router basée sur un Arduino MINI-M0 SAMD21 48 Mhz (un ATmega328 est cadencé à 16 Mhz) : 14be6c5b-cc4f-45d2-808a-5c418a8f3d3e.jpg, avr. 2022 Le power router est un système ouvert (ce n’est pas une boîte noire). L’algorithme est fourni ci-dessous. Vous pouvez le modifier à souhait.

20201115_PowerRouter_v325.ino

En fabriquant le power router et le STEEC par vous même, vous ferez un pas supplémentaire vers votre propre autonomie intellectuelle, financière et énergétique. Vous serez en mesure de comprendre son fonctionnement et de le réparer en cas de besoin.

Un atelier sera organisé au profit des adhérents de l’association P’tiwatt le 3 septembre 2022. Nous fabriquerons la nouvelle version du power router. En fonction de l’avancement en fin de journée, nous programmerons une seconde journée.

26 février 2022 

Il se peut que vous ayez consulté le retour d’expérience portant sur la mise en oeuvre du STEEC. Les relais utilisés sont limités à 8A. La référence des relais est Schneider Électrique DPDT RSB2A080P7 de 8A série RSB). Ils sont montés sur un socle : Schneider Électrique RSZE1S48M Embase 10A 250 VAC série Zéliov.

L’usage de ce relais (8A) est possible parce que la puissance crête de notre installation photovoltaïque couplée à l’éolienne est faible. Notre intallation est conforme aux valeurs de l’association P’tiwatt : la sobriété.

Vous cherchezpeut-être un relais un peu plus costaud pour passer plus de puissance. Il vous faut chercher un relais DPDT, dont la bobine peut être alimentée par une tension de 230VAC et acceptant une tension au niveau des contacts de 250VAC minimum. A priori, le relais Finder réf. N°62.32.8.230.0000 et la base Finder réf. n°92.03 font l’affaire. Ce relais peut être monté sur un rail et accepte 16A. A vous de vérifiez cela auprès du fournisseur de votre power router ou de votre électricien préféré.

42468333.jpg, fév. 2022

2787300-40.jpg, fév. 2022










25 décembre 2021

L’association P’tiwatt ne vend pas le power router. Il vous appartient de le construire et de prendre vos responsabilités.

Avant de mettre en place un champ photovoltaïque, nous vous recommandons d’appliquer la démarche NégaWatt, à savoir respecter l’ordre suivant :

  • priorité n°1 : réduire vos consommations,
  • priorité n°2 : adopter des appareils électriques efficaces,
  • priorité n°3 : installer éventuellement 1 à 3 capteurs photovoltaïques au maximum.

En auto-consommation sans stockage, le power router permet d’augmenter le taux d’auto-consommation en dirigeant le surplus énergétique, par exemple, dans un chauffe-eau électrique.
Plus vous installez de capteurs photovoltaïques, moins ils sont rentables.
Le premier capteur photovoltaïque installé est rentable, les suivants, beaucoup moins.
Vous serez alors tentés de monter des usines à gaz pour tenter de consommer le surplus non consommé.
C’est à ce moment que les dérives s’installent. Économiquement et écologiquement, ce n’est pas une bonne affaire. Renseignez-vous !

Une auto-installation photovoltaïque coûte actuellement environ 1 € du Wc.
En auto-installation, une installation de deux capteurs photovoltaïques coûte plus ou moins 600€.
Si vous faites installer le champ de capteurs photovoltaïques, le coût de l’installation doit rester inférieur à 1,9 € du Wc pour rester économiquement rentable.
Au delà, il est urgent de vous renseigner et d’activer l’alarme suivante : Suis-je en train de me faire arnaquer ?

RobotDyn diffuse un dimmer 16/24A

Module-de-Gradation-Haute-Charge-Logique-1-Canal-16-24a-600-V-3-3-V-5V.jpg_Q90.jpg_.webp, janv. 2022

https://fr.aliexpress.com/item/1005001965951718.html?spm=a2g0o.store_pc_groupList.8148356.23.5135230frdD40y

RobotDyn diffuse un dimmer 8A

Variateur-de-Lumi-re-AC-1-Canal-Logique-3-3V-5V-AC-50-60-Hz-220.jpg_Q90.jpg_.webp, janv. 2022

Hff135124c1094310ba7dbc812a8f2ef6O.webp, janv. 2022











21 novembre 2020

Afin d’optimiser l’autoconsommation, un dispositif nommé Station de Transfert de l’Électricité dans l’Eau Chaude a été mis en place.

Pour l’occasion, un nouveau power router a été fabriqué :

PR.jpg, nov. 2020

Puis un autre :

IMG_20201112_193024.redimensionne.jpg, nov. 2020

Voici le schéma de câblage du STEEC, un dispositif qui fait l’interface entre le chauffe-eau stéatite et le power router afin de garantir une optimisation de la consommation du surplus énergétique.

StEEC-SCHEMA.redimensionne.jpg, nov. 2020

Le thermostat du chauffe-eau est dérivé pour piloter 2 relais.

CE-DERIVATION.jpg, nov. 2020

Un premier relai oriente l’énergie vers la résistance du chauffe-eau ou vers un chauffage électrique.

IMG_20201114_184741.redimensionne.jpg, nov. 2020

Un second relai est piloté par une minuterie et le thermostat afin de forcer l’appoint électrique.

IMG_20201118_165803.redimensionne.jpg, nov. 2020

Un compte rendu détaillé de la mise en œuvre du STEEC est disponible ici.

18 juin 2020

Deux modifications ont été apportées :

  1. - ligne n°98 : la valeur fMargeSecuritéWatt a été portée à 0 ;
  2. - ligne n°299 : la sécurité fMargeSecuritéWatt a été ajoutéeplutôt que retranchée.

Il est possible d’augmenter la valeur de fMargeSecuriteWatt si l’on souhaite consommer et réduire le risque d’injecter.

2 mai 2020

Voici une déclinaison du power routeur proposé par Philippe De Craene.

IMG_20200502_123633.redimensionne.jpg, mai 2020

La boite de dérivation intègre :

  • une carte Arduino UNO R3 ;
  • une carte d’extension (shield) sur laquelle sont soudés les composants ;
  • un module de commande de triac ;
  • une commande de délestage ;
  • un afficheur LCD 2 lignes x 16 caractères ;
  • un petit transformateur encapsulé YHDC AC230V -> AC6V 1.5VA ;
  • un dispositif abaisseur de tension : AC230V -> DC9V qui alimente la carte Arduino via Vin ainsi que la commande de délestage ;
  • un relai SSR (qui assure la fonction de délestage ) et un petit radiateur : ;
  • un petit fusible (qui protège l’alimentation de la partie Arduino, pas la charge. Sur la photo ci-dessous, on voit que le module triac est raccordé à l’alimentation de la carte Arduino, c’est uniquement à des fins de test).

IMG_20200502_121356.redimensionne.jpg, mai 2020

IMG_20200502_121406.redimensionne.jpg, mai 2020

Pour le capteur de courant sensible, le capteur de courant sensible YHDC SCT010 a été utilisé parce que le câble électrique de l’habitation ne passait pas dans le capteur de courant sensible YHDC SCT006.

Concernant l’algorithme, une version ancienne du power router a été personnalisée des fins d’appropriation (dans le sens de la compréhension). Pour la calibration, la valeur de l’intensité Irms renvoyée ne collait avec la valeur renvoyée par un wattmètre externe. Cela n’altérait pas la valeur de la puissance réelle et donc de la quantité d’énergie à dériver. Cela gênait pour calibrer la mesure de l’intensité. Le filtre pass bas issu de la bibliothèque EmonLib.zip de OpenEnergyMonitor a été appliqué, la valeur renvoyée correspondait à la valeur du Wattmètre.

Voici la version du code installée dans ce power router : 20200502_PowerRouter_v324.ino

Remarques importantes :

  • le 230V, dans le meilleur des cas ça pique, dans le pire, ça tue!  ;
  • ce power routeur est adapté à de faibles puissances (ici 1200W max) ;
  • la sortie LOAD du module Triac ressemble à tout sauf à du 230V stabilisé. Ne peut être connecté à cette sortie qu’une résistance pure. Ne connectez pas un chauffe eau électrique doté d’une carte électronique à cette sortie, utilisez la commande de délestage.

4 novembre 2018

Voici une déclinaison du power routeur, proposé initialement par Philippe De Craene, et modifié pour des besoins propres.

IMG_20181104_123029.resized.jpg, mai 2020

Les pistes du module triac ont été doublées :

doubler-les-pistes-avec-du-fil-electrique.redimensionne.jpg, mai 2020

6 mai 2020

Quelques petites modifications ont été apportées, notamment pour le calcul de la valeur de “dim” (fire du triac) qui auparavant avant utilisait une fonction trigonométrique et utilise désormais une fonction linéaire probablement plus économe en temps de calcul.

Voici la version du code installée dans ce power router : 20200506_PowerRouter_v324.ino

17 juillet 2019

Lien vers la version 3.6 : https://create.arduino.cc/projecthu…

27 avril 2019

Lien vers la dernière version du tutoriel du power router proposé par Philippe de Craene : Fabriquer un Power router qui fonctionne V1.9 - 270419.pdf

20190113_211927_resized_1.jpg

Lien vers le code source du power router version 3.5 :

PowerRouter_v3.5.ino

Lien vers des outils et bibliothèques :

testminmax.ino.ino

testtriac4.ino

voltage_and_current.ino

TimerOne-r11.zip

Timer-2.1.zip

LiquidCrystal_I2Cbonne.zip

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