Dans cet article, je vais t’expliquer pourquoi fabriquer un routeur solaire photovoltaïque pour une installation en autoconsommation reliée à EDF. Cela va te permettre de diriger l’excédent de production électrique solaire vers un chauffe eau électrique et ainsi optimiser le rendement de ton installation solaire. Je te partagerai aussi mes relevés de production photovoltaïque et mon bilan d’autonomie électrique photovoltaïque après quasiment deux ans d’utilisation. Tu verra qu’avec mes 50 euros investis, j’économise 490euros par an en électricité.
Nouvelle carte 2024 avec le circuit de puissance intégré en bas de page
On va voir ensemble les différentes étapes:
- Genèse du projet de routeur solaire,
- Qu’est-ce qu’un routeur solaire et comment ça fonctionne,
- Comment optimiser son installation avant même d’installer un routeur photovoltaïque,
- Quel chauffe eau brancher sur un routeur photovoltaïque,
- Comment fabriquer un routeur solaire photovoltaïque,
- Liste des prérequis
- Liste du matériel à mettre en œuvre(achat/fabrication)
- Le bilan économique sur une année complète
- Nouvelle carte 2024 v3.1
Genèse du projet de routeur solaire
Cela fait plusieurs années que l’idée d’installer des panneaux photovoltaïque m’avait parcouru l’esprit. En 2022, après plusieurs devis, mon choix était fait. Pour être rentable rapidement il fallait monter soi même ses panneaux solaires au sol.
En effet, avec la location d’une mini-pelle pour faire une tranchée de 50m afin de raccorder les panneaux photovoltaïques à mon compteur et en comptant l’achat de bacs en acier galvanisé pour la fixation au sol, le montant de l’installation n’a été que de 4200 euros pour 6 panneaux de 385Wc montés sur des micro-onduleurs bridés à 300Wc, soit 1800Wc pour la capacité bridée de l’installation.
Rapidement, il a fallu essayer d’optimiser l’installation solaire pour éviter de donner gratuitement à EDF de l’énergie que je devais racheter le soir en heure creuse pour alimenter mon chauffe eau. C’est là que le routeur solaire prends tout son sens comme on peut le constater sur les photos entre 2022 et 2023.
Qu’est-ce qu’un routeur solaire et comment ça fonctionne
Un routeur solaire est un dispositif qui va mesurer l’énergie qui repars vers EDF et qui n’est donc pas consommé par la maison. De plus, il va mettre en marche un dispositif ayant une consommation électrique proportionnelle à l’excédent afin d’optimiser le niveau d’autoconsommation photovoltaïque.
Pour ma part, j’ai choisi d’utiliser mon chauffe eau comme accumulateur d’excédent d’énergie. Cela m’a permis de consommer la quasi totalité de la surproduction photovoltaïque et faire de belles économies.
Financièrement parlant, cela m’a aussi permis de diminuer la durée de retour sur investissement de mon installation. Elle sera rentabilisée au bout de 9 années d’utilisation sans compter sur l’augmentation du prix du kWh.
Comment optimiser son installation avant même d’installer un routeur photovoltaïque
Première chose, dans un but d’autoconsommation, il est nécessaire de bien dimensionner son installation. A titre d’exemple, sur une année complète, je produit 56% de mon électricité avec seulement 6 panneau photovoltaïque.
Je possède une plaque à induction, un four électrique, un chauffe eau électrique, bouilloire, cafetière, grille pain…
Seconde chose, faire tourner ses équipements lors des périodes d’ensoleillement en essayant de ne pas dépasser de trop la surproduction électrique. Pour cela, j’ai utilisé un contacteur programmable pour activer de 9h30 à 19h30 l’alimentation du chauffe eau.
Sur ce second point, j’ai modifié la résistance électrique de mon chauffe eau. Il possédait 3 résistances et consommait 3000w lorsqu’il était alimenté. Beaucoup plus que ma capacité de production d’électricité. Pour répartir la chauffe sur la journée, j’ai déconnecté deux résistances sur les trois, il consomme maintenant 1000w uniquement. Il peut maintenant être alimenté par mon installation solaire. En contrepartie, il doit rester en chauffe trois fois plus longtemps pour le même résultat.
Avec la fabrication du routeur solaire, j’ai pu ajuster plus finement la consommation du chauffe eau proportionnellement à ma surproduction électrique.
Un autre poste intéressant sur lequel je fais beaucoup d’économies, c’est le chauffage: je possède uniquement un poêle à pellets et une VMC double flux. Pas de pompe à chaleur, pas de convecteur… Le poêle chauffe à lui seul les 140 m2 de l’habitation. Mais ça, c’est le sujet d’un autre article.
Quel chauffe eau brancher sur un routeur photovoltaïque
Concernant le stockage du surplus d’électricité produit, plusieurs solutions étaient possibles:
- L’accumulation sous forme électrique (La batterie plomb, gel, lithium…)
- L’accumulation sous forme thermique (Masse dure, liquide…)
- L’accumulation sous forme de potentiel cinétique( déplacement de masse, volume…)
Mon choix s’est porté sur ce que je possédais déjà: l’accumulation sous forme thermique via mon chauffe eau électrique uniquement. Il y a deux types de chauffe eau à prendre en considération pour ce projet de routeur solaire DIY
Les chauffe eau avec un thermostat mécanique
Aucune régulation au niveau de la carte électronique du routeur solaire à prévoir, le thermostat intégré au chauffe eau coupera le passage du courant de façon mécanique. Par chance, c’est le type le plus simple et le moins cher des chauffe eau. La connexion se fera directement sur le câble du chauffe eau via sa prise murale.
Les chauffe eau avec une carte électronique de gestion
Là, malheureusement, il va falloir se passer de la carte électronique de gestion de la résistance chauffante. En effet, la tension qui sera appliquée ne sera pas une sinusoïde et la carte intégrée à ce genre de chauffe eau gère mal ce mode d’alimentation électrique.
La carte électronique du routeur solaire devra donc intégrer une gestion de la température de l’eau pour éviter une surchauffe du ballon d’eau et une détérioration de l’installation d’eau chaude sanitaire.
Il sera aussi nécessaire de connecter la sortie du routeur solaire à la résistance chauffante directement.
Comment fabriquer un routeur solaire photovoltaïque
Liste des prérequis
- Installation photovoltaïque en état de marche de type autoconsommation (reliée à EDF)
- Chauffe eau électrique
- Ensemble du matériel de la liste ci-dessous
- Fer à souder + fil d’étain
- Fichier Gerber du PCB + Code source pour ATMEGA 328P
Liste du matériel à mettre en œuvre(achat/fabrication)
- 1 Dimmer230v (Versions avant 2024)
- 1 Sonde SCT013 30A1v
- 1 Microcontrôleur ATMEGA 328P
- 1 Quartz 16Mhz
- 1 Transformateur 230v – 9v
- 6 Bornier à souder
- 2 Condensateurs 1000uF 35v
- 2 Condensateurs 4,7uF
- 2 Condensateurs 22pF
- 1 RIT 7805
- 1 Pont de diode B40R
- 2 Presse étoupes
- 1 Résistance 162k
- 4 Résistance 100k
- 1 Résistance 33k
- 1 Résistance 10k
- 1 Résistance 1k
- 1 Photorésistance
- 2 LED
- 1 Petite boite opaque
Le bilan économique de l’installation sur une année complète
Juste pour vous permettre de faire vos calculs, ci-dessus, vous avez le bilan sur une année complète ainsi que la journée du 31 octobre 2023.
- 2800kWh produits
- 645kWh Exportés (reversés à EDF)
Donc un total de 2155kWh produit et auto-consommé. Le prix du kWh chez EDF est de 0.2276cts le kWh. J’économise donc 490 euros par ans. Mon installation m’a coûtée 4200 euros donc on a: 4200/490 = 8,57 ans. Arrondissons à 9 années pour que l’installation soit rentable!
Nouvelle version du routeur solaire pour 2024 avec intégration du circuit de puissance
L’année 2024 est arrivée avec son lot de nouveautés:
- Ajout sur la carte du circuit de puissance (Phase de test en cours de sept. 2024 jusqu’à Décembre 2024)
- 2 options supplémentaires pour le mode de chauffe
- Marche forcée (N’importe quand)
- Marche pilotée (Lors des heures creuses pour un complément de chauffe)
- Fusible de protection du circuit déporté et intégré au boitier du routeur photovoltaïque.
- Compatibilité de la carte avec un triac en boitier TOP3 ou RD91
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