Petit projet de serveur off-grid

Prend des batteries lithium fer (lifepo4), ça prend pas feu.

www.ev-power.eu

xixou;999039 a dit:

Prend des batteries lithium fer (lifepo4), ça prend pas feu.

www.ev-power.eu

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C'est prévu (voir les posts précédents )

@RobBZ : La doc du Y stipule qu'il fait fonctionner la source ayant le plus haut voltage des deux input, donc une batterie délivre plus de 12V, tandis que le secteur délivre un 12V stable, ce qui veut dire que dans un premier temps, sans relai, on peut relier la batterie, le transfo et avoir la priorité sur la batterie. Une fois que le chargeur des PV se coupe, on passe sur le 12V.

Actu du jour : les PV sont arrivés
Deux beaux Latitude Solar de 240W d'occasion.
Un gros nettoyage s'imposait, ils viennent d'un chantier où tous les panneaux ont été remplacés pour un soucis de rendement. Ceux que j'ai pris n'ont pas l'air de présenter de soucis, ils délivrent leur tension nominale de 36,5V sans problème en plein soleil.
Par contre leur surface n'est pas lisse, c'est du verre structuré, les alvéoles ont tendance à retenir les crasses même si ça ne semble pas affecter le rendement, ils auront peut-être besoin d'un nettoyage au nettoyeur haute pression avant montage...
J'hésite car j'ai peur de faire pire que mieux... Si vous avez des conseils à me donner, je prends

Prochaine étape : commande du traceur MPPT, un Y, d'un régulateur de tension pour délivrer du 12V stable en continu et de deux câbles 6mm2 multibrins de 20m pour relier l'abri de jardin à la cave !

Dans un premier temps, le montage sera le suivant :

Panneaux solaires en parallèle -> Régulateur MPPT Victron Energy Blue Solar 75/15 -> Sortie batterie réglée sur 12v continu branchée directement sur les câbles d'alimentation spécifiques de la cave -> Y aussi alimenté avec le transfo 12V du NAS => NAS

Pas encore de batterie mais déjà la possibilité de réduire la conso tirée à la prise !

Très bien de mettre le Y après la carte, j'y avais pas pensé ! ! Pour la première charge des batteries, il est peut être nécessaire de le faire sur secteur cependant...
Sinon si tu as besoin de 12VDC sans soucis, ça tombe bien, tu en as en toujours en sortie de ta carte, enfin, de ton Y... Pas oublier de mettre des fusibles pour plus de sécurité/propreté... (Des fusibles voiture c'est parfait )

http://www.banggood.com/6Way-Univer...Blade-Fuse-BoxCover-Classic-Car-p-956752.html

RobBZ;999482 a dit:

Très bien de mettre le Y après la carte, j'y avais pas pensé ! ! Pour la première charge des batteries, il est peut être nécessaire de le faire sur secteur cependant...
Sinon si tu as besoin de 12VDC sans soucis, ça tombe bien, tu en as en toujours en sortie de ta carte, enfin, de ton Y... Pas oublier de mettre des fusibles pour plus de sécurité/propreté... (Des fusibles voiture c'est parfait )

http://www.banggood.com/6Way-Univer...Blade-Fuse-BoxCover-Classic-Car-p-956752.html

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J'en suis finalement arrivé à cette configuration car la carte OpenUPS ne réagit qu'en fonction de la tension, ce qui veut dire que si l'ampérage est trop faible, elle va continuer à considérer le 12v constant comme OK et ne pas se soucier du reste, sauf que du coup en sortie, mon serveur va se couper...
Le traceur MPPT assure 15A en sortie une fois qu'il est branché sur batterie. En attendant, je couple la sortie bloquée à 12V normalement destinée à la batterie avec le secteur qui sort aussi du 12V, le Y équilibre les ampérages et sort ce qu'il faut pour que le serveur tourne.

Ca c'est la théorie, on verra si ça se vérifie en pratique

Pas bête la boîte à fusibles, mais pourquoi 6 ?

Parce c'est le même prix
Ça fera de la réserve

Voila le projet avance au fur et à mesure que les colis arrivent

Le coeur du système est arrivé : le contrôleur MPPT !
J'étais à la base parti pour prendre un contrôleur Victron Energy, finalement sur les conseils de Maxime de Watt-U-Need, j'ai changé d'avis et pris un EpSolar.
Ce contrôleur peut délivrer 20A en charge contre 15 pour le Victron. De plus un petit écran de contrôle est disponible en option pour pas beaucoup plus cher.

Voici une petite photo des deux éléments :



Le Y est en route aussi, des portes-fusibles et des jacks 12V avec un sucre intégré.

Il me manque encore : du câble multibrin pour relier le contrôleur au serveur, la batterie, un réducteur de courant vers 12V et une mise à la terre du système.

La batterie
L'autre élément crucial du projet est la batterie. J'avais en tête initialement de prendre une batterie 12V, instinctivement c'est ce qui me semblait le plus logique.

Mais : j'ai environ 25m entre le traceur MPPT et le serveur, ce qui veut dire que je vais avoir des pertes importantes sur la longueur (voir ce calculateur : http://www.bulkwire.com/wireresistance.asp ), ce qui m'oblige à utiliser des câbles de grosse section, ce que je n'ai pas la possibilité de faire.
J'ai donc décidé de passer à un système en 24V et câbler en 6mm2 souple.

Plusieurs avantages en découlent :
- Le traceur peut prendre les deux panneaux en parallèle en entrée sans risque de surchauffe (il supporte 260W de panneaux en 12V et 520W en 24V)
- Les pertes seront 2 fois moindres sur la longueur
- Je peux alimenter des appareils qui demandent > 12V sans utiliser de buck-boost
- Le convertisseur de courant en 12V prend jusque 40V en entrée
- Les charges-décharges de la batterie se font sur 2 fois plus d'éléments, l'usure des cellules est mieux répartie
- Le rendement du traceur MPPT est légèrement meilleur d'après les spécifications

Bonne nouvelle cependant, d'après un fabricant de BMS (Battery Management System - un petit dispositif chargé du contrôle des éléments d'une batterie LifePO4, miniBMS pour ne pas le citer), en 12 ou 24V, tant que les éléments de la batterie sont reliés en série et que le traceur peut couper la charge ou le décharge à des voltages définis, et que la capacité du pack est inférieure à 100Ah; un BMS n'est pas nécessaire.
En fait, il vaut mieux investir le coût d'un BMS dans une capacité supérieure à la batterie pour la charger et la décharger à des niveaux où elle ne risque pas de s'abîmer.

Deux choix s'offrent à moi (on utilisera environ 80% de la capacité totale de la batterie à cause des marges de sécurité pour ne pas détruire les cellules) :
- 8x20Ah pour un total de 384W (24*20*0,8)
- 8x40Ah pour un total de 768W (24*40*0,8)

Évidemment le budget n'est pas le même mais les frais de port sont identiques dans les deux cas, ils représentent 20% du total dans le premier cas et 10% dans le second...
Mon choix ne s'est pas encore arrêté car l'option 40Ah est tentante pour pouvoir relier d'autres appareils dans le futur (je pense au routeur VOO qui consomme 12,5W, ou notre routeur qui consomme 10,7W) sans trop se soucier de la capacité disponible.

En attendant, je vais commencer avec deux batteries 12V de récupération. Je suis conscient qu'elles n'auront pas une durée de vie extraordinaire mais ça sera suffisant pour mes tests

Budget
Voici un petit point sur le budget actuel :
- Contrôleur MPPT + écran de contrôle : 200€, j'avais sous-estimé ce poste car je ne pensais pas utiliser 100% de la capacité délivrable par les panneaux mais je n'ai pas le choix au final. Il aurait été plus intéressant financièrement de prendre un seul panneau et un plus petit contrôleur, mais la couverture hivernale n'est en théorie pas suffisante pour avoir une autonomie maximale
- Panneaux solaires 240W + connectiques MC4 : 115€, je rappelle que ce sont des panneaux de seconde main en parfait état de fonctionnement mais sans garantie
- Portes fusibles : 5€
- Y : 33,95€/pièce
- Régulateur 12V : ~13,40€/pièce
- Câble 6mm2 : ?
- Piquet de terre : ?
- Câble de terre 10mm2 : gratuit (restant des travaux)
- Boîte de dérivation pour mise à la terre de la borne négative des PV : ?
- Boîtier de répartition pour l'arrivée 24v : ?

Total provisoire : 367,35€

Ca va être difficile de rester dans le budget initial, raison de plus pour tirer un maximum profit de cette installation en reliant d'autres appareils 24/12/5V si possible

Petite news du jour :
J'ai reçu les câbles et les composants électroniques nécessaires pour continuer l'aventure
Je vais pouvoir préparer tout ça en attendant les batteries au plomb de récup !

Bonjour à tous,

Le projet a bien avancé cette semaine, voici les news !

Comme dit précédemment, j'attendais des batteries 12V de récupération pour avancer, j'en ai reçu une pour l'instant, j'attends l'autre dès que possible pour passer en 24V et donc de pouvoir connecter mes deux panneaux.
Ces batteries ne sont pas neuves, loin de là et pas du tout adaptées pour le solaire puisque ce sont des batteries de voiture mais ça m'a permis de faire mes premiers tests et ... ça y est, je produis de l'électricité !

Pour l'instant, le routeur Voo (12,5W) est alimenté par le photovoltaïque et la batterie lui procure environ 1h d'autonomie avant de repasser sur le secteur. Pour la petite histoire, je n'ai pas pu connecter le serveur pour l'instant car le connecteur que j'ai commandé ne correspond pas, une différence de 0,4mm... J'attends donc le bon et j'ai branché ce que je pouvais sur le solaire, pressé de tester

Avec les deux jours pas terribles qu'on vient d'avoir, ça représentait environ la moitié de la journée sur le solaire, l'autre sur secteur et l'énergie inutilisée est malheureusement mise à la terre.

Maintenant que le fonctionnement est éprouvé et satisfaisant, je vais sûrement commander les batteries au Lithium de 40Ah sans trop traîner pour viser une plus grande autonomie du système !

Au niveau de l'électronique, je suis plutôt satisfait des composants achetés, le régulateur de voltage est précis, constant et occasionne peu de pertes.
Le petit afficheur LED indiquant le voltage et l'ampérage en entrée est correct. Cependant il est livré de base avec un shunt de 50A et l'afficheur n'est pas assez précis pour un ampérage de < 10A s'il est branché sur ce shunt. Je vais donc le branche en direct.
La petite carte qui permet le switch automatique avec le secteur fonctionne d'enfer, le switch se fait automatiquement sans coupure pour l'appareil connecté en sortie.

Au niveau du câblage, je suis moins satisfait et je m'en veux un peu de ne pas avoir tiré deux gaines vers l'abri de jardin... Je n'ai pu tirer que du câble souple de 2,5mm2, la moitié de ce que j'avais prévu initialement... La faute à un petit écrasement de la gaine sous chape
J'ai donc une perte théorique de 3,5% à 10A en 24V (14m de câble), je relativise en me disant que je n'aurai besoin que de 4A en moyenne la plupart du temps soit 1,5% de perte. A l'avenir, je vais par contre doubler ou tripler les extrémités du câble (environ 5m au total) pour limiter les pertes là où c'est possible.

Je posterai des photos de mon coffret de réception dès que j'aurai terminé son organisation et le câblage interne.

En attendant, si vous avez des remarques ou des questions, n'hésitez pas !

Génial ! ! !
Vivement la suite !

Petit update : le serveur est maintenant connecté sur le solaire.
Par contre, l'adaptateur secteur 12V délivre 12,7V en circuit ouvert et le circuit solaire délivre plus ou moins la même chose en charge...
La conséquence est que la carte Y puise du courant depuis les deux sources dans ce cas... Donc même quand le solaire envoie assez de puissance, la consommation depuis le réseau n'est jamais nulle (12W dans le meilleur des cas quand la batterie est pleine).
Dans tous les cas, le système m'a fait gagner 600W par jour hier et avant-hier

Ce soucis sera réglé avec la batterie 24V, qui est en chemin

D'ailleurs, au sujet de cette batterie, j'ai eu des lectures intéressantes sur le meilleur moyen de traiter une batterie lithium sans affecter sa durée de vie (il ne faut pas la décharger sous un certain seuil ni la charger au-dela d'un autre seuil).
Un consensus se fait autour du "bottom balance" chez les utilisateurs de ce genre de batterie, ce serait la solution la plus fiable au coût moindre.
Voici la meilleure lecture que j'ai trouvé sur le sujet (en anglais) : http://kwsaki.blogspot.be/2012/11/bottom-balancing.html

La batterie LifePO4 est arrivée !
Elle fait plus ou moins la même taille que deux batteries au plomb mais pèse le poids d'une seule, c'est assez impressionnant !

Voici quelques photos du monstre (400€ tout compris mine de rien...) :

Petit retour après quelques jours avec la bonne batterie :

Jusque maintenant, les batteries au plomb dont je disposais pouvaient stocker à peine 100Wh, elles étaient donc vite chargée par les panneaux et le chargeur passait en mode "float charge", ce qui veut dire que la production des panneaux devait être consommée ou elle était perdue. Dans ce mode, le chargeur n'indique pas la production effective des panneaux, seulement la production utilisée par les appareils branchés dessus et la petite charge d'entretien des batteries.
Les choses ont changé avec la batterie au lithium : la bête peut stocker théoriquement 960W.

C'est là que ça se gâte, avec les beaux jours qu'on a eu, la batterie devait se recharger entièrement sans problème. Mais après deux jours, j'ai remarqué que ce n'était pas le cas ! Pire : la production des deux panneaux solaires en parallèle n'excèdait pas les 4,5A (à peine 130W) vers midi en plein soleil...
J'ai donc commencé par incriminer les branchement vers le chargeur. Après vérification, tout est OK à ce niveau... Il ne restait donc plus qu'une possibilité : les panneaux.

J'ai donc branché un panneau seul et puis l'autre pour vérifier leur production respective.
Verdict : un des panneaux est défectueux ! Passé une certaine température, il ne produit plus de courant !
Pas de bol, je suis tombé sur le seul panneau défectueux du stock disponible... Heureusement, je peux l'échanger contre un autre, ce que je ferai de la semaine.

J'ai déconnecté ce panneau défectueux, ce qui a eu pour effet de débrider la production de l'autre panneau, j'ai donc maintenant des chiffres de production en phase avec les estimations ( http://www.meteoservices.be/fr/be/home/meteo/panneaux-solaires.html ) malgré un ombrage en soirée à cause d'un sapin dans le voisinage

Comme quoi un projet permet de détecter un problème moins apparent.
Souvent d'ailleurs des découvertes importantes sont le fruit d'autres recherches.

BRICOJEUNE1;1013425 a dit:

Comme quoi un projet permet de détecter un problème moins apparent.
Souvent d'ailleurs des découvertes importantes sont le fruit d'autres recherches.

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En effet, le patron de l'entreprise à qui j'ai racheté les panneau était intéressé de connaître la source du problème car apparemment il n'a jamais pu démontrer le défaut au fabricant...

J'ai changé le panneau et tout est rentré dans l'ordre maintenant

Je verrai comment se comporte l'installation sur un an mais il n'est pas impossible que je place un troisième panneau. En théorie mon contrôleur de charge ne pourrait pas gérer la puissance supplémentaire disponible mais en pratique, il n'y a quasi aucune chance que les panneaux délivrent leur puissance maximale sur une durée telle que ça mettrait en défaut le contrôleur.

Au niveau de la batterie, le dimensionnement tient la route, le système n'est passé qu'une seule fois sur le 220V, avant que je ne place le deuxième panneau.

Petit déterrage de post pour fêter mes 50 premiers kWh produis

1°) Les PV latitude solar c'est vraiment pas ça... quand le soleil tape directement dessus, la production est catastrophique alors que lors des journées grises comme on a eu hier, la production est tout à fait normale. Vu mes besoins en énergie pour le projet, ce n'est pas un trop gros soucis mais c'est dommage de ne pas pouvoir recharger la batterie à fond quand le soleil tape...

2°) Les transfos 220V>24V achetés sur eBay ont un mauvais rendement, celui de 150W que j'ai pris pour l'installation consomme 6W sans charge

3°) J'ai reçu le nouveau matériel pour le serveur !
La carte-mère choisie est une ASRock N3150DC-ITX, alimentée pour l'instant en 12V mais bientôt en 19V pour améliorer le rendement du transformateur.
Au repos, la carte consomme 15W avec un SSD, deux disques durs desktop, une carte dual-tuner TV et un lecteur de cartes. Si les disques durs sont allumés, la consommation passe à 25W.
Dans tous les cas, par rapport à mon objectif initial de 30W, je suis en-dessous et la plupart du temps c'est deux fois mieux

Le routeur VOO et notre routeur sont aussi reliés sur le solaire pour un total d'environ 24W supplémentaires.

Avec ces nouveaux chiffres de consommation, l'indice d'autoconsommation sur PVGIS a vachement progressé, l'ajout d'un troisième panneau serait superflu au vu des coûts supplémentaires que ça occasionne.

Bref, l'expérience touche doucement à sa fin, je ne vois pas trop ce que je peux ajouter comme appareils sur ce système

Les petits bonus qui font plaisir : nous chargeons maintenant nos téléphones au solaire grâce à un petit transformateur placé dans la maison et je charge mes batteries LiPO de modélisme uniquement au solaire ! Je ne sais pas si ça représente un coût annuel important mais c'est toujours ça de pris sur l'autoconsommation !

C'est juste magique ce que tu as fais ! ! !
J'ai hâte de pouvoir faire le même un jour... Pour l'éclairage complet de la maison cela à l'air un peu utopique mais je vais faire les calculs

N'hésite pas à mettre un relais qui coupe le 230VAC de tes transfos quand tu t'en sert pas ;-)

RobBZ;1026710 a dit:

C'est juste magique ce que tu as fais ! ! !
J'ai hâte de pouvoir faire le même un jour... Pour l'éclairage complet de la maison cela à l'air un peu utopique mais je vais faire les calculs

N'hésite pas à mettre un relais qui coupe le 230VAC de tes transfos quand tu t'en sert pas ;-)

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Justement, je ne sais pas comment fonctionne un relai dans ce cas-ci et je n'ai trouvé aucun schéma pour m'aider...
En plus mon bon Wattmètre Belkin est décédé, j'ai racheté un autre de la marque "Profile" au brico du coin mais sa précision est catastrophique et sous 5W, il ne mesure rien... Autrement dit, il ne me sert pas à grand chose. Du coup j'avais pensé racheter le même Wattmètre que j'avais mais Belkin n'en fabrique plus... Au lieu de ça, ils ont des prises Wemo Insight.

C'est cher (50€ sur Amazon - 60€ prix de vente conseillé...) mais c'est vraiment une prise qu'on peut piloter à distance et programmer pour s'allumer et s'éteindre à des heures données...

PS : J'ai déjà repensé à ton idée avec l'éclairage mais je pense que ce ne serait pas une bonne idée, tu vas te limiter dans le choix de luminaires compatibles, idem au niveau du form-factor des ampoules... Ou alors il te faut un micro-onduleur grid-tie pour avoir un fonctionnement similaire à une batterie solaire domestique comme SMA en propose. Mais je suis certain que ce n'est pas légal en Belgique, à moins de le déclarer

Pour l'éclairage c'est pas facile en effet, en 12VDC le moindre luminaire un peu plus puissant te fait chuter la tension si le câble fait quelques mètres...
Donc je pense travailler en 24VDC et avec des régulateurs DC-DC pour certaines applications en 12VDC. Il faut que j'étudie les rendements !

Pour un relais c'est simple, tu as la bobine (A1 et A2) qui commande un ou plusieurs contacts. Tu mets la tension sur A1-A2 et les contacts basculent. Tu retire la tension, les contacts reviennent dans leur état...
https://fr.wikipedia.org/wiki/Relais_%C3%A9lectrom%C3%A9canique

Certains se commandent même en 5VDC d'un port GPIO ou même USB.
http://www.banggood.com/buy/5V-relay.html

Attention, on peux mettre du 230VAC sur les relais chinois mais ceux-ci sont pas isolés au niveau des soudures. Bien fixer dans un boitier plastique fermé

Petit retour après quelques mois d'utilisation :

D'un point de vue technique, tout semble rouler tout seul maintenant, c'est agréable de pouvoir relever le compteur en fin de mois et constater qu'on économise quelques € et que ce montage est viable, instructif quoi que peu rentable

Quelques petites constatations s'imposent après 6 mois d'utilisation :
- La production en été est vraiment très importante, il faudrait que je trouve le moyen d'en utiliser un maximum (on charge déjà nos téléphones via le solaire, je charge mes batteries de modélisme aussi. Notre aspirateur Robot pourrait aussi se charger via le solaire et j'ai récupéré un chargeur pour nos PC, il faudrait que je teste ça)
- La production en hiver est très faible, le pic de puissance se situe aux environs de midi et chute très vite jusque 15h. Pour une journée fortement ensoleillée en décembre, je produis 500Wh là où il m'en faut 750 minimum pour tenir une journée
- Je peux me permettre d'utiliser un transfo DC-DC plus performant pour le serveur depuis que le matériel a été changé et est moins gourmand en électricité




On peut considérer que de avril à fin septembre, je suis 100% autonome avec le solaire, le reste du temps le réseau est nécessaire.
Pour couvrir les mois de mars et octobre complètement, il me faudrait un 3ème panneau solaire.
Pour couvrir les jours de temps fort couverts, souvent venteux, et/ou charger la nuit, un autre moyen de production serait nécessaire.
Dans le cas d'une habitation complète et non passive, l'idéal et le plus économique serait un système de cogénération. Dans mon cas, je pense tout de suite à une petite éolienne...
Le tout étant de trouver un montage simple et bon marché car les éoliennes disponibles sur le marché ont plutôt mauvaise réputation concernant leur rapport qualité/prix...

Si l'un d'entre vous a déjà construit une petite éolienne qui fonctionne, je l'encourage à réagir à ce fil ;-)