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Projet de logger d'énergie électrique


Messages recommandés

Bonjour,

 

Pour poursuivre la discussion commencée ici:

https://www.nextinpact.com/news/108054-au-senat-debats-autour-laffichageen-temps-reel-consommation-electrique.htm#/comment/6129713

 

Je vous propose de décrire ce projet.

 

Tout d'abord l'objectif recherché:

Le but est de proposer un service d'autonomisation électrique des habitations individuelles. Bien sur, ce n'est pas une solution universelle. D'autre part il existe plusieurs niveaux, entre l'autoconsommation et l'autonomie totale (cad avec des batteries, sans raccordement à ENEDIS).

Dans TOUS les cas, la première démarche est d'identifier , dans un logement, les éléments problématique.

Ce sont , bien sur, les appareils qui consomment trop pour ce type de projets (radiateurs, chauffe-eau, frigo/congélo,...) mais aussi tout appareil plus subtil (ou en panne) .

Mais pour une autonomie totale il y a deux autres paramètres à connaitre , qui sont rarement évoqués :

1) Le courant d'appel des appareils à base de moteurs (aspiro par exemple) - qui vont permettre de choisir l'onduleur

2) Le déphasage entre courant et tension - qui doit être corrigé si c'est trop important sous peine d'endommager l'onduleur.

 

Or il existe peu d'appareils pour mesurer ces éléments-là, et ce sont des appareils de mesure "pro" instantané , ou alors industriels & très très chers.

 

Mon but est de créer des petits appareils (dans les 30/40€ max) qui:

  • Utilisent un capteur à effet Hall pour mesurer le courant
  • Utilisent un transformateur pour mesurer la tension
  • Avec ces 2 informations échantillonnées par exemples 1000x par seconde, on peux récupérer la forme d'onde et, j'espère, récupérer les "pointes" de courant  instantanées.
  • Par décimation & calcul de valeur RMS je vais aussi calculer les watts et les volt-ampère, intégré par exemple 1 fois par seconde.
  • Ces informations sera écrite sur une carte SD dans un fichier CVS, facile à réutiliser ensuite.
  • On peux aussi imaginer exposer ces infos sur un port série (TTL) ou en wifi - à voir si ca tiens dans le budget (en même temps, avec un ESP...). Un autre système serait d'utiliser des chip radio à bas cout (style RFM22 et autre) pour transmettre les infos à une base. Mais ça implique des ondes parfois non souhaités par les personnes visées.
  • Une led RGB servira d'info de débug rapide
  • l'alimentation sera faite en ligne, avec une pile bouton comme RTC

Pour le moment et pour des raisons d'économie d'énergie, je part sur un proto à base arduino dans une boite avec un shield SD. Pour la mesure de la tension, un pont diviseur derrière le transfo et pour le courant un capteur à effet hall de 30A , ou bien une pince (pour raccorder au tableau ou sur des appareils en direct).

L'idée est d'en truffer la maison et faire un rapport ensuite aux personnes, et de servir comme base pour un projet d'autonomisation énergétique.

 

Bien sur tout les schéma (sous fritzing / kicad ) et les codes seront sous git - github ou autre, je publierais l'URL si il y a des gens que ça intéresse.

Pour le moment je vais cet été réaliser 4 prototypes.

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Il y a 4 heures, Sheepux a écrit :

En gros tu reprend l'équivalent d'une prise de domotique (Fibaro ou autre)  ou d'un micromodule zwave de type Qubino ZMNHAD1 ? à interconnecter avec un socle jeedom ? (Es tu sur de ne pas être en train de réinventer la roue, ou alors j'ai mal saisi le sujet)

Alors .... ça y ressemble fortement oui, sachant que j'ai déjà ce genre d'appareils chez moi : Un CurrentCost EnvyR , et surtout un boitier  flukso (plus proche de ma philosophie).

Il y a cependant une différence de taille : Aucun de ces boitiers ne savent mesurer les pointes de courant (je parles ici des démarrage moteur, donc des évènements qui durent ~ 50 à 250ms : Ce ne sont que des "totalisateur", similaire au compteur (qui lui prends en compte toute la maison et pas une prise spécifique).

Or moi c'est vraiment cette valeur qui m'intéresse, car c'est celle-ci qui est structurante pour le dimensionnement de l'installation autonome ensuite (en plus de la conso totalisée, bien sur et de sa périodicité).

Ceci étant dit la mise en compatibilité avec du jeedom par exemple reste une bonne idée dans un second temps - il faut que je vois par rapport au zwave quelles sont les contraintes & les prix des modules radio.

 

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https://qubino.com/products/flush-1-relay/flush-1-relay-tech/

En effet les paramètres 40 et 42 ne permettent une finesse qu'à la seconde. En tout cas perso sur mes courbes j'arrive à voir les pointes de courant, genre allumage de télévision et autres. Mais j'ai l'impression que tu cherche quelque chose de plus spécifique/précis (un multimètre avec fonction historique/graphes 🙂 ).

Il me semble que j'avais vu un article avec des plan open source pour faire des montages de micromodules avec zwave, mais ca date. Peut être que tu peux tomber sur quelque chose d'existant.

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J'avoue que le qubino est pas mal, mais comme tu dis je cherche un pas de mesure de l'ordre de 10ms.

Oui ce serait plus un genre multimètre (je dispose d'ailleurs d'un mooshimeter : https://moosh.im/mooshimeter/ ), mais le but est d'en placer plusieurs par maison (pour identifier les appareils problématiques plutôt que la conso globale), donc il y a une histoire de coût aussi.

 

Je continue a chercher des trucs existants. J'ai testé aussi les modules PZEM https://innovatorsguru.com/ac-digital-multifunction-meter-using-pzem-004t/ mais la résolution n'est pas suffisante - je pense par contre utiliser ces modules par exemple pour monitorer des radiateurs ou autres appareils non inductifs.

 

 

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merci OB pour le lien depuis la news, je vais essayer de suivre ça :)

j'avais tenté de bricoler avec une pince (je sais plus si c'est une 30 ou une 100 que j'ai) et un arduino, mais j'avais pas réussi à faire un truc satisfaisant au niveau du code arduino

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Le compteur électrique Enedis a une interface de données à laquelle on peut s'interfacer avec un MCU type arduino ou esp8266. Je ne connais pas sa capacité d’échantillonnage mais je suppose qu'elle est assez élevée pour détecter et permettre de punir ceux qui créent volontairement ces pics d'énergie.

Si tu veux réaliser un montage toi-même il te faut un MCU assez rapide comme un ESP12 à 80Mhz ou une teensy 3.6 à 180Mhz pour une finesse "ulttime".

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L33thium,

pour l'interface téléinfo présente sur linky et la version d'avant des compteurs, même pas besoin d'arduino, un convertisseur série=> usb et 3 composants suffisent à voir les infos remonter en console.

de mémoire, c'est en "flux continu", il y à une dizaine ou quinzaine de champs (ceux qu'on peut faire défiler sur l'écran en gros) qui défilent en permanence au rythme de la liaison (en bauds, je sais plus à combien il fallait régler la console)

donc à priori c'est trop "lent" pour les pics de démarrage d'une machine à laver par exemple

 

j'ai quelques esp8266 qui traînent ("witty cloud", avec une platine de programmation qui se branche en usb, un bouton, une led rgb et un capteur de luminosité déjà branchés), j'espère que ça suffira pour bricoler si OB à un plan qui fonctionne 😛

 

c'est d'ailleurs la platine de l'esp (sans l'esp) que j'avais utilisé  pour lire la téléinfo dans la console arduino (avec le petit montage de conversion, c'est du 50v la téléinfo il me semble, faut une isolation entre l'usb et la téléinfo ...)

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Il y a 3 heures, L33thium a écrit :

Le compteur électrique Enedis a une interface de données à laquelle on peut s'interfacer avec un MCU type arduino ou esp8266. Je ne connais pas sa capacité d’échantillonnage mais je suppose qu'elle est assez élevée pour détecter et permettre de punir ceux qui créent volontairement ces pics d'énergie. 

Si tu veux réaliser un montage toi-même il te faut un MCU assez rapide comme un ESP12 à 80Mhz ou une teensy 3.6 à 180Mhz pour une finesse "ulttime".

Salut !

L'interface téléinfo est effectivement trop lente pour détecter les pics et de toute façon c'est pas le but. L'énergie est de toute façon totalisée , il n'y a pas de "méchant" qui créé ces pics d'énergie. L'interface téléinfo est simplement conçue pour accéder de manière numérique au compteur, c'est tout (et c'est déjà pas mal).

Les pic ne sont *pas* un problème dans le cas général - c'est a dire sur le réseau de distribution. Ca peux représenter un danger mais les disjoncteurs sont là pour protéger ça.

Par contre , ces pics sont problématiques lorsqu'un onduleur créé le courant , et nécessitent parfois de soit "compenser" le pic, changer l'appareil en question, ou sur-dimensionner l'onduleur ($$).

Effectivement le teensy est mon choix de prédilection car j'en ai déjà plein et je m'en suis à une époque beaucoup servi.

Bien sur une interface téléinfo sera prévue sur mon montage, d'autant que ça ne consomme qu'un port série et 3 composants externes.

 

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Il y a 2 heures, fry a écrit :

L33thium,

pour l'interface téléinfo présente sur linky et la version d'avant des compteurs, même pas besoin d'arduino, un convertisseur série=> usb et 3 composants suffisent à voir les infos remonter en console.

de mémoire, c'est en "flux continu", il y à une dizaine ou quinzaine de champs (ceux qu'on peut faire défiler sur l'écran en gros) qui défilent en permanence au rythme de la liaison (en bauds, je sais plus à combien il fallait régler la console) 

 

C'est 1200 bauds de mémoire.

 

Cette interface est très utile pour , systématiquement, avoir le total consommé entre 2 points dans le temps. Et aussi pour calibrer & vérifier les dérive de mon montage au fil du temps :-)

 

Il y a 2 heures, fry a écrit :

j'ai quelques esp8266 qui traînent ("witty cloud", avec une platine de programmation qui se branche en usb, un bouton, une led rgb et un capteur de luminosité déjà branchés), j'espère que ça suffira pour bricoler si OB à un plan qui fonctionne 😛

Il n'y a qu'un seul ADC disponible, donc tu pourras pas mesurer la tension il faudra la fixer arbitrairement. Pour le reste c'est possible :-)

En plus j'avais pas prévu de communication sans fil au départ, ton ESP en dispose de base. Je suis en train de réfléchir si c'est une bonne idée ou pas d'ajouter cet aspect sans fil , c'est vrai qu'un ESP ca coute pas grand chose...

 

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yep, un seul ADC sur l'ESP8266, j'imagine que tu parles de la fixer arbitrairement pour consacrer l'ADC à la mesure via la pince (ou autre capteur analogique)

ça peut complexifier le montage, mais un ADC externe pourrait faire le taf, non ? (ou deux ESP, mais c'est probablement overkill, et même encore plus complexe pour les synchroniser :s)

j'avais tenté un montage avec la pince sur un arduino, mais les 16 mhz sont peut-être pas assez rapides pour pouvoir faire une moyenne en fait (le message de L33thium parle de puces à 80 ou 180 donc je me dit que ça pouvait participer à la non-fiabilité de système)

 

mes esp "witty cloud" viennent d'ebay, entre 3 et 4 euros le montage avec platine usb, led rgb, bouton et capteur de luminosité, donc en effet ça coûte pas grand chose (après on peut débattre sur le fait de prendre ça (un probable "clone chinois") ou acheter un "vrai" sur une boutique sérieuse (adafruit par exemple ?) mais c'est un  autre sujet 😉 )

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Il y a 5 heures, fry a écrit :

yep, un seul ADC sur l'ESP8266, j'imagine que tu parles de la fixer arbitrairement pour consacrer l'ADC à la mesure via la pince (ou autre capteur analogique)

Oui

 

Il y a 5 heures, fry a écrit :

ça peut complexifier le montage, mais un ADC externe pourrait faire le taf, non ? (ou deux ESP, mais c'est probablement overkill, et même encore plus complexe pour les synchroniser :s)

Oui un ADC externe pourrait marcher. Mais bon, tout dépends aussi ce que tu veux surveiller. Est-ce que la tension secteur est importante pour toi ? Est-ce que tu veux absolument mesurer le déphasage courant/tension ?

Sinon , cette mesure te sert à rien.

Il y a 5 heures, fry a écrit :

j'avais tenté un montage avec la pince sur un arduino, mais les 16 mhz sont peut-être pas assez rapides pour pouvoir faire une moyenne en fait (le message de L33thium parle de puces à 80 ou 180 donc je me dit que ça pouvait participer à la non-fiabilité de système)

C'était quoi comme pince ?

Non , les 16Mhz peuvent juste limiter la fréquence d’échantillonnage au pire. l'ESP semble-t-il peux échantillonner à 10Khz maximum (attention, plus tu échantilloe vite plus tu perd en résolution), largement suffisant pour une tension secteur dont la fréquence est de 50hz.

Par contre la pince sort généralement une tension très faible, génératrice de bruit, et sans un câble de bonne qualité t'obtiendra de la merde. C'est pour ça que je préfère moi les capteurs à effet hall , sans pour autant sous-estimer leurs contraintes.

Après, il y a des algo mathématique pour éliminer les mesure aberrantes.

Il y a 5 heures, fry a écrit :

mes esp "witty cloud" viennent d'ebay, entre 3 et 4 euros le montage avec platine usb, led rgb, bouton et capteur de luminosité, donc en effet ça coûte pas grand chose (après on peut débattre sur le fait de prendre ça (un probable "clone chinois") ou acheter un "vrai" sur une boutique sérieuse (adafruit par exemple ?) mais c'est un  autre sujet 😉 )

Bof, pour bricoler c'est bien suffisant. Le problème des clones chinois c'est surtout la durée de vie (soudures pourries, composants en mousse, parfois software buggé, voire silicone buggé quand le composant principal est lui aussi piraté. Mais vu que l'ESP est déjà chinois & pas cher...

 

Dans ton cas il serait effectivement intéressant de te prendre un shield genre ça : https://www.adafruit.com/product/1085          (ou un clone) pour préserver le capteur de luminosité, utile à grapher simultanément pour avoir l'alternance jour / nuit , et corréler des évènements (lumières par ex).

 

 

Il y a 10 heures, L33thium a écrit :

Le compteur électrique Enedis a une interface de données à laquelle on peut s'interfacer avec un MCU type arduino ou esp8266. Je ne connais pas sa capacité d’échantillonnage mais je suppose qu'elle est assez élevée pour détecter et permettre de punir ceux qui créent volontairement ces pics d'énergie.

Si tu veux réaliser un montage toi-même il te faut un MCU assez rapide comme un ESP12 à 80Mhz ou une teensy 3.6 à 180Mhz pour une finesse "ulttime".

Un doc que j'ai trouvé intéressant sur le linky :

https://www.enedis.fr/sites/default/files/Sequelec_GP15_Linky_2017_03_01.pdf

Ca décrit pratiquement tout le fonctionnement interne (seuils, réarmement, ...) et donne un lien sur la doc du téléinfo.

Ca démontre très clairement aussi que ce n'est pas qu'un compteur, mais surtout une "télécommande à foyers" pour Enedis ... 🙂

et que les possibilités en terme de pilotage /délestage existent mais restent assez limitées, ce que je trouve carrément dommage pour un truc neuf.

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Il y a 13 heures, OB a écrit :

Un doc que j'ai trouvé intéressant sur le linky :

https://www.enedis.fr/sites/default/files/Sequelec_GP15_Linky_2017_03_01.pdf

Ca décrit pratiquement tout le fonctionnement interne (seuils, réarmement, ...) et donne un lien sur la doc du téléinfo.

Ca démontre très clairement aussi que ce n'est pas qu'un compteur, mais surtout une "télécommande à foyers" pour Enedis ... 🙂

et que les possibilités en terme de pilotage /délestage existent mais restent assez limitées, ce que je trouve carrément dommage pour un truc neuf.

tout à fait pour le délestage, c'est tout ou rien si j'ai bien pigé, pourquoi ils n'ont pas fait un système simple pour pouvoir avoir minimum 3 "circuits" pour délester, histoire de pas couper la lumière, les volets roulants et l'appareil respiratoire de mamie (charge aux installateur de câbler proprement le logement)

là si enedis dit "delestage", pouf logement dans le noir, alors que prévoir la possibilité de communiquer avec un système optionnel qui gère plusieurs circuits pour lui dire "30 secondes pour descendre le foyer sous les 200w sous peine de coupure totale" aurait été génial, le renouvellement du parc de compteur était le moment rêvé pour un système de gestion de ce genre

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Il y a 1 heure, fry a écrit :

tout à fait pour le délestage, c'est tout ou rien si j'ai bien pigé, pourquoi ils n'ont pas fait un système simple pour pouvoir avoir minimum 3 "circuits" pour délester, histoire de pas couper la lumière, les volets roulants et l'appareil respiratoire de mamie (charge aux installateur de câbler proprement le logement) 

là si enedis dit "delestage", pouf logement dans le noir, alors que prévoir la possibilité de communiquer avec un système optionnel qui gère plusieurs circuits pour lui dire "30 secondes pour descendre le foyer sous les 200w sous peine de coupure totale" aurait été génial, le renouvellement du parc de compteur était le moment rêvé pour un système de gestion de ce genre

C'est vrai. Après techniquement c'est possible (le protocole indique jusqu'à 10 "niveaux" (regarde page 25 du doc). Simplement aujourd'hui , pour que ça marche il faudrait un boîtier qui se raccorde sur la prise téléinfo, et installé au niveau du tableau (lui-même câblé correctement comme tu l'a dit) , ainsi qu'une harmonisation des fournisseurs sur l'utilisation de ces slots. En somme, remplacer le contact tout-ou-rien du compteur par un élément plus versatile.

On en est très loin aujourd'hui , surtout sur la 2nd partie (fournisseurs d'énergie)

 

 

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Il y a 22 heures, OB a écrit :

Salut !

L'interface téléinfo est effectivement trop lente pour détecter les pics et de toute façon c'est pas le but. L'énergie est de toute façon totalisée , il n'y a pas de "méchant" qui créé ces pics d'énergie. L'interface téléinfo est simplement conçue pour accéder de manière numérique au compteur, c'est tout (et c'est déjà pas mal).

Les pic ne sont *pas* un problème dans le cas général - c'est a dire sur le réseau de distribution. Ca peux représenter un danger mais les disjoncteurs sont là pour protéger ça.

Par contre , ces pics sont problématiques lorsqu'un onduleur créé le courant , et nécessitent parfois de soit "compenser" le pic, changer l'appareil en question, ou sur-dimensionner l'onduleur ($$).

Effectivement le teensy est mon choix de prédilection car j'en ai déjà plein et je m'en suis à une époque beaucoup servi.

Bien sur une interface téléinfo sera prévue sur mon montage, d'autant que ça ne consomme qu'un port série et 3 composants externes.

 

Certains industriels peuvent s'y amuser. quand une usine se met a consommer 1MW pendant seulement quelques minutes ça peut faire disjoncter les zones de délestage le temps d'augmenter la puissance de la centrale électrique sauf qu'une fois fait on se retrouve avec le réseau en surtension parce que le pic est déjà finit.

C'est une pratique interdite pour la raison que je viens d'expliciter et Enedis à un pouvoir de sanction pécuniaire si ça se produit volontairement.

Sinon le pic générer par un appareil électrique ne doit pas dépasser la puissance indiquée sur sa fiche technique. comme une perceuse de 1500W. C'est la puissance atteinte lors du démarrage du moteur, après si elle tourne à vide elle passe peut être à moins de 500W.

Donc ton onduleur doit pouvoir fournir la somme des puissances requises du nombre d'appareils qui pourraient démarrer au même moment + la puissance constante consommer de tout le reste.

Donc pour pouvoir démarrer un appareil de 2500W de temps à autre sans créer de chute de tension pour les autres appareils il te faut un onduleur de 3KVA minimum. Ça devrait se confirmer par tes mesures.

6 KVA si tu a une petite pompe à chaleur, 9 si tu a une cuisine ou chauffage électrique etc...

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il y a une heure, OB a écrit :

C'est vrai. Après techniquement c'est possible (le protocole indique jusqu'à 10 "niveaux" (regarde page 25 du doc). Simplement aujourd'hui , pour que ça marche il faudrait un boîtier qui se raccorde sur la prise téléinfo, et installé au niveau du tableau (lui-même câblé correctement comme tu l'a dit) , ainsi qu'une harmonisation des fournisseurs sur l'utilisation de ces slots. En somme, remplacer le contact tout-ou-rien du compteur par un élément plus versatile.

On en est très loin aujourd'hui , surtout sur la 2nd partie (fournisseurs d'énergie)

 

 

je pige pas trop, je vois 10 "index fournisseurs", mais surtout "1 contact sec + 7 contacts virtuels", c'est dommage j'aurai bien aimé plus d'info sur ces "contacts virtuels" mais c'est pas dans ce doc on dirait 😕

les index fournisseurs me font plus penser à des paliers/options de facturation (tarif normal, heure creuse, heure super creuse (lol), tarif exceptionnel par exemple) qu'a des possibilité de pilotage

en plus je trouve ça bête de passer par la téléinfo pour ça, c'est à sens unique, y'a pas de possibilité d'avoir un retour sur le compteur (à la rigueur s'il demande un délestage, il peut constater que c'est pas fait, mais il n'a pas d'info de retour visiblement)

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Il y a 1 heure, L33thium a écrit :

Certains industriels peuvent s'y amuser. quand une usine se met a consommer 1MW pendant seulement quelques minutes ça peut faire disjoncter les zones de délestage le temps d'augmenter la puissance de la centrale électrique sauf qu'une fois fait on se retrouve avec le réseau en surtension parce que le pic est déjà finit.

Ok... je vois . Enfin bon dans une maison individuelle, ya peu de risques 🙂

Pour l'onduleur, oui c'est +/- mon calcul, avec la volonté de prendre un peu de marge pour qu'il ne fonctionne pas en régime permanent à 80% de sa puissance, pour éviter de trop fatiguer l'électronique.

Il y a 46 minutes, fry a écrit :

je pige pas trop, je vois 10 "index fournisseurs", mais surtout "1 contact sec + 7 contacts virtuels", c'est dommage j'aurai bien aimé plus d'info sur ces "contacts virtuels" mais c'est pas dans ce doc on dirait 😕

 

Ah je me suis trompé alors - oui les "index fournisseur" sont des index de conso (genre pleine / creuse / supercreuse/ superpleine /.... etc)

Les "contact virtuels" à mon avis c'est ça le délestage sélectif : Tu pourrais (même avec l'ESP + un bornier à relais !) fabriquer un système qui en permanence scanne l'état de ces contacts virtuels & le réplique sur les relais. Du coup , eux s'économisent 7 relais et "déportent" la dépense chez toi.

 

Il y a 49 minutes, fry a écrit :

😕 en plus je trouve ça bête de passer par la téléinfo pour ça, c'est à sens unique, y'a pas de possibilité d'avoir un retour sur le compteur (à la rigueur s'il demande un délestage, il peut constater que c'est pas fait, mais il n'a pas d'info de retour visiblement) 

Je te rejoins là-dessus.

 

Une énième raison selon moi pour laquelle tout ce projet linky est inepte et un vieux reliquat de la centralisation française et des 'grands projets nationaux' merdeux depuis le départ, mais néanmoins très lucratif pour ceux qui réussissent à chopper le marché national.En Allemagne ils n'ont pas changé la fonction "comptage", mais ils ont plutôt des compteurs / délesteurs / afficheurs séparés qui se placent dans le tableau et qui communiquent avec le fournisseur d'énergie via la box internet, en wifi ou en filaire, et qui se configurent avec le smartphone. Pas de linky, pas de voie de retour en CPL, pas de polémiques & pas d'emmerdes.

 

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C'est plutôt les batteries et la ligne DC avant l'onduleur qui doivent être "surdimensionné" à mon avis.

Pour des fortes puissances ça me parait compliqué mais en électronique on utilise les condensateurs pour lisser la consommation électrique, ça permet d'alimenter un circuit qui peut avoir des pics de 2A (la durée possible du pic dépendant de la capacité du ou des condensateurs) avec un générateur qui ne peut sortir que 500mA.

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  • 4 semaines après...

Des onduleurs capables de délivrer 10KW sont tellement chers qu'ils absorberont toute économie éventuelle de votre idée d'autonomie.

Et il faudra remplacer les batteries au bout de 3 ans.

Et je ne parle même pas d'une génératrice de 10 KW faite pour tourner plus de 10h/jour, 1x/semaine., qu'elle soit à essence, gaz, diesel...

 

Pour mesurer la conso d'une maison au complet, il y déjà plein de solutions (TED5000 que j'ai par exemple) si on cherche "home energy monitor"

Cependant pour la beauté du DIY, le projet est intéressant 😁

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