Porte poulailler autonome - Panneaux solaires

Bonjour à tous,

J'ai vu plus haut que vous parliez d'alimentation solaire. J'ai une petite expérience pratique dans ce domaine, pour avoir réalisé il y a quelques années un éclairage "solaire" pour mon abris de jardin.

Je vais essayer de vous faire part de cette expérience :

Sur le toit, j'ai mis un panneau de 10W, la batterie est une 12V 7VA, à l'extérieur j'ai mis un petit projecteur avec une lampe halogène 12 10W commandée par un capteur de présence (durée d'allumage 1mn), et à l'intérieur une lampe à basse énergie (néon 12V, consommation 7W équivalent lumière environ 30W) commandée par un interrupteur.

L'électronique de gestion est traditionnelle (pas de micro-contrôleur) avec des comparateurs et de la logique, protection de la batterie contre la surcharge et surveillance de l'état de décharge (coupure si la batterie est déchargée).

Avec la batterie bien chargée, la lampe intérieure tient largement toute la nuit.
La lampe extérieur fonctionne tous les soir, allumée par le chien, et certainement plusieurs fois dans la nuit (le chat du voisin, et aussi quelques lapins et autre rongeurs qui passent par là)

L'été, pas de problème, la charge est toujours suffisante, même par temps gris pendant plusieurs jours (à condition de ne pas oublier la lumière intérieure toute la nuit).

Si la batterie est complètement déchargée, par beau temps il faut deux à trois jours pour une recharge à fond, jusqu'à une bonne semaine par temps gris. L'électronique remet le système en fonction lorsque la batterie est rechargée au moins à 50%.

L'hiver, c'est plus problématique, il y a régulièrement des coupures de quelques jours en décembre et en janvier. Et si la neige si met, il faut aller dégager le panneau solaire. En plus cette année la batterie a lâché (environ 4 ans).

En conclusion, je dirais que s'il faut un fonctionnement fiable toute l'année, on ne peut pas vraiment compter sur une alimentation solaire seule.

Voila

A+

JCV

Bonjour Jean-Claude,

Merci de partager ton expérience en ce domaine.

C'est vrai que le rendement n'est pas trop à la hauteur dans ton exemple.

Néanmoins, notre consommation sera réduite vraiment au minimum car le pic sera en mode sommeil 99,99% du temps et durant tout ce temps ses ports ne consommeront rien.

Estimée "à la fourchette" :
- La majeur partie du temps (24h/24h) : moins de 100uA.
- Toutes les secondes et pendant une centaine de us : 50mA grand max
- Deux fois par jour (levé et baissé de la porte) : 600mA grand max durant le temps de manoeuvre : disons 30s au total.

Alors je pense que même par temps nuageux cela pourrait apporter quand même une charge enfin maintenir la batterie de 4,5v chargée en permanence.

Quel serait le coût approximatif d'un petit panneau solaire comme celui qu'il faudrait ?
Avec la contrainte que le pic n'a plus de ressources disponibles pour gérer quoi que ce soit à ce sujet.

@++

Bonjour,

Si mes calculs sont exact, j'arrive à une consommation moyenne de 0.42 mA/24h.

Si on prends des accus AA de 1800mA/h (version classique), cela donne un très bonne autonomie, théoriquement plus de 4000 heures. Mais, il faut quand même prévoir l'auto-décharge des accus.

On trouve des blocs chargeur solaire tout fait sortant en 5V pour la recharge des téléphones, prix avoisinant les 25 euros (sans accus). Il faut vérifier si le courant de crête est suffisant. en général c'est de l'usb 0.5A, donc un peu juste.

Sur le plan électronique, un panneau solaire 6V, 3 ou 4 accus AA, une diode 1N4000, et un limiteur de tension aux bornes du panneau pour ne pas surcharger la batterie.
Je pense faire un petit schéma.

Pas évident de trouver des panneaux solaire 6V, en général ce sont des panneaux pour du 12V.

A+

JCV

Cellules solaires:

Chez conrad ref : 191334 (9V max, 100mA max), environ 15 euros
Donc bien pour charger un accu de 3 ou 4 x AA.

A+

JCV

Bonsoir,

Plus de 4000h de fonctionnement avec un accus de 1800mA/h ! Ça fait tout de même 166 jours, c'est drôlement bien !
Moi je suis bien partant pour rajouter un panneau solaire.
Dans ce cas il pourrait entièrement fournir l'énergie nécessaire pour l'installation?
Ou juste limiter la décharge de la batterie et donc augmenter l'autonomie par exemple rajouter 1000h?

Pour limiter la tension aux bornes de la batterie il faudrait quoi ?

a+

Bonsoir,

Elles sont gâtées ces poules !!!

Mais attention, elles risquent d'en prendre l'habitude et de faire grève des oeufs un jour pour avoir l'adsl dans leur poulailler !

@++

Bonjour,

JCV a écrit:

Si on prends des accus AA de 1800mA/h (version classique), cela donne un très bonne autonomie, théoriquement plus de 4000 heures. Mais, il faut quand même prévoir l'auto-décharge des accus.

alex71 a écrit:

Plus de 4000h de fonctionnement avec un accus de 1800mA/h ! Ça fait tout de même 166 jours, c'est drôlement bien !

Je précise: il faut prévoir l'auto-décharge des accus

En général 2 à 3 mois.

Pour la partie chargeur solaire (limiteur), je m'occupe de faire un schéma, compter plutôt vers la fin de semaine, car j'ai beaucoup de travail en ce moment.

En alimentation solaire, les surprises arrivent toujours en hiver.

A+

JCV

Bonjour,

- La batterie :

Pour avoir une tension suffisante pour le moteur, je pense qu'il faudra utilise 4 accus AA en NiMh ou Cad-Nickel.

Ce qui donne une tension de 4 x 1.2V = 4.8V en nominal.
La tension maxi bien chargé pourra monter à 4 x 1.5V = 6V, ce qui risque d'être trop pour le µC, on peut prévoir de chuter 0.7V avec une diode vers la partie µC, le moteur sera alimenté en direct.

- Le panneau solaire :

Utilisation d'un modèle comme celui indiqué dans un post ci-dessus.

J'ai fait quelques mesures sur un petit panneau solaire similaire.

Caractéristiques : 18 cellules en série de 15x30mm, 0.52V / cellule.
Par temps gris clair, j'ai mesuré :
Tension à vide : 9.4V
Courant de court-circuit : 19mA
Courant de charge d'une batterie de 6V (tension à 7V) : 12mA

- Calcul :

Une année fait 8760 heures, on estime qu'en France (région au nord de paris) l'équivalent en lumière est de 1310 heures par an. Si pendant ces heures on a un courant moyen de charge de 15mA on obtient un total de 19650 mA/an

Si on considère (calcul fait dans un post précédent) que la consommation moyenne de notre système est de 0.42 mA/jours, cela fait 153mA/an.

On constate que notre bilan consommation / recharge est largement favorable.

A+

JCV

Bonjour,

Oui la production d'énergie du panneau solaire est grandement supérieure à la consommation moyenne de l'installation, pas si mal pour sa taille!

Au niveau régulation de tension pour la batterie, le système consommera de l'énergie ou pas ?

Merci Jean-Claude pour ces mesures ainsi que l'aide que tu apportes.

a+

Le limiteur de tension sera placé côté panneau solaire, donc il ne consomme rien sur la batterie.

Schéma en préparation, vu la faible puissance mise en jeu, cela devrait être simple.

A+

JCV

Bonjour,

Vraiment très intéressant...

Le 12F675 accepte jusqu'à 6,5v en VDD.

Ce qui nous permet une petite marge de sécurité.

@++

Re,

Tu es sur ? Moi je lis de 2v à 5.5v sur le datasheet de Microchip,

a+

Bonjour Alexis,

Mais bien sûr, la plage de fonctionnement est jusqu'à 5,5v.

Mais si nous appliquons 5,8v ?
Le pic va flamber ?

Hé bien non :


Bien sûr je ne pense pas que ce soit conseillé d'appliquer 6,5v en permanence.
Surtout que cela va jouer sur tous les autres paramètres (puissance dissipée, etc...).

Mais comme je disais cela laisse malgré tout éventuellement une (petite) marge supplémentaire si besoin pour la définition de Jean-Claude.

@++

Bonsoir,

Mais de toute façon Jean-Claude n'est pas fou il ne laissera jamais 6,5v sur le pic.

Mais même 6v par exemple, au cas où, pourra être géré quand même.

Car l'entrée analogique nommée A1 reçoit justement la tension batterie.

Il est donc faisable qu'au dessus d'une certaine tension, le pic ne passe plus en économie systématique de courant et laisse certains ports actifs : 50mA en permanence en plus les cdes moteurs bien sûr.
Jusqu'à ce que la tension batterie revienne à un seuil disons, normal.

Je ne sais même pas si ce que je dis peut intéresser d'une façon ou d'une autre Jean-Claude mais peu importe c'est lui qui gère, il prend ce qui peut l'intéresser et jette le reste.

@++

Bonsoir,

Je vois, il faut que je regarde ton dernier schéma de plus près, surtout si la tension sur l'entrée analogique monte jusqu'à la tension de batterie.

A+

JCV

Bonsoir Jean-Claude,

Non, elle sera égale à environ la moitié de U batterie.

https://generation-hydrogene.forumpro.fr/t1172-porte-poulailler-autonome-resume-des-definitions#14436

Ceci me permet d'utiliser cette même entrée pour tester si on appui sur le bouton poussoir.

@++

Bonjour Alain,

Asl a écrit:

Non, elle sera égale à environ la moitié de U batterie.

Ok, c'est bon

A+

JCV

Bonjour à tous,

- Schéma de la partie alimentation solaire :

Je pense qu'on peut faire un montage comme celui-ci :



En parallèle sur le panneau solaire le limiteur, j'ai fait au plus simple. Une zener de 5.1V plus une diode, ce qui donne une limitation à environ 5.8V. La seconde diode en série avec le limiteur sert à compenser la chute de tension de la diode anti-retour.

La diode entre de panneau solaire et la batterie est un anti-retour, elle évite à la batterie de se décharger quand le panneau n'est pas suffisamment éclairé (ex: la nuit).

Les diodes D sont de la famille 1N4000 ou équivalentes.
La diode zener est une 5.1V, dans le pire des cas elle doit supporter le courant max du panneau solaire (en pratique on arrive jamais jusque là), donc ici 5.1V x 100 mA = 510mW max. donc une zener 1/2W devrait suffire.

On arrive jamais au courant max du panneau solaire, car cette caractéristique est un courant de court-circuit, hors ici on ne travaille jamais en court-circuit sur le panneau.

Les accus: (par exemple) 4 x AA de 1800mAh, prendre soin de les charger avant installation.

La tension max en sortie d'accu ne devrait, en principe, jamais dépasser les 5.8V (limiteur).

Le panneau solaire: un panneau de 9V 100mA (qui doit faire normalement 18 cellules) comme celui (ou équivalent) que j'ai indiqué dans un post précédent devrait faire l'affaire. Il faudra prendre soin de bien l'orienter plein sud, incliné à environ 50, 60° par rapport à l'horizontale, et être dans un endroit bien dégagé.

A+

JCV

Bonjour Jean-Claude,

Merci, c'est en effet clair et même assez simple (je n'ai jamais eu l'occasion de travailler avec des panneaux solaires, c'est la première fois).

Ces panneaux sont bien sûr optionnels, mais pour une quinzaine d'euros il me semble qu'ils vont devenir indispensables.

Pour la dissipation du pic on peut même rajouter une autre diode entre la sortie de la batterie et l'électronique, ce qui ferait que le pic serait alimenté avec un Vcc compris entre 4,2v et 5,1v environ.
Le moteur lui, étant alimenté directement avec la tension de sortie de la batterie (de 4,8v à 5,7v).
Seuil diode pris en compte : 0,6v.

@++

Bonjour Alain,

Pour la diode en série avec l'alim de la partie PIC, il n'y a pas de problème, j'y avais aussi pensé mais pas dessiné sur le schéma.

Je me posais quand même la question suivante:

Quand le pic est en sommeil, il ne consomme plus rien (ou presque), que devient la chute de tension dans cette diode ?

Je pense qu'il faudra faire l'essai, et voir en pratique ce que ça donne.
Prévoir la diode dès le schéma.

A+

JCV

Bonjour,

C'est vrai que le pic ne consomme plus grand'chose mais il consomme quand même.
Déjà rien que pour être à l'affut d'une des causes possibles de son réveil.

Pour nous c'est le watchdog mais je ne sais strictement rien de sa consommation (horloge interne).
Avant l'entrée en mode sommeil, je désactiverai les convertisseurs pour moins consommer et il ne restera qu'un seul port extérieur qui consommera, c'est celui que j'ai appelé A1 :
https://2img.net/h/i29.photobucket.com/albums/c280/SAlain/BE/Avecpanneauxsol_1.gif

Mais qui ne sera plus en convertisseur à ce moment mais uniquement en port configuré en entrée (courant 20uA environ).

La conso ne sera donc jamais nulle et la diode D6 remplira toujours son rôle d'abaisseur de tension.

@++

Ah oui, j'avais oublié les résistances R3 et R4. Donc ce devrait être bon.

A+

JCV