Relais wifi alimenté en solaire

Ce relais, mis en place en septembre 2007 sur la commune de Plounéour-Menez (29), dessert une dizaine d’abonnés des villages du Mengleuz et du Grinec.

Relais du Grinec

Le relais en cours de montage, manque l’antenne 5Ghz

L’alimentation en solaire est constituée de :

  • Batterie de 12V, 110AH, à faible auto-décharge (spécial solaire),

La charge n’est pas branchée sur les bornes utilisation du régulateur mais en parallèle sur la batterie, ceci pour éviter les délestages provoqués par le régulateur qui peuvent être innoportuns, en plein trafic par exemple. Du fait de la faible consommation, ces délestages peuvent être reportés de quelques heures, en pleine nuit, sans prendre de risques pour la batterie.

Régulateur Steca Solarix 30A

La consommation journalière est d’environ 12AH, mais peut être réduite de 25 à 30% par des délestages nocturnes.

La radio

La partie wifi est basée sur une carte RB153 Mikrotik, architecture Mips, avec trois cartes radios; le système d’exploitation est le RouterOS 3.10.

Carte Routerboard RB153
Nota : cette carte Mikrotik a depuis été remplacée par une carte RB433 du même constructeur, plus performante et plus économe en énergie.

Monitoring de l’énergie

L’ensemble de l’énergie est contrôlé à distance

mesures des tensions batterie et utilisation,
mesure du courant consommé,
délestages éventuels en cas de batterie faible,
mesure de température dans le coffret,
commande de ventilation du coffret si température trop élevée.

Diagramme du contrôle solaire
Ces fonctions sont assurées par une carte micro-contrôleur ATMEGA8535 associée à une carte quatre relais, toutes deux disponibles chez Futurlec. Cet ensemble est intégré dans un boîtier de WRT54G hors service, en conservant la régulation 5V.
Documentation : Icône Acrobat Datasheet de l’Atmega8535 (Icône Acrobat copie ici).
On pourrait imaginer une conception plus open du régulateur, permettant de se passer de ce dispositif : interface de communication (RS232 ou mieux ethernet), charges commandées, points de mesures et I/O, firmware open-source reflashable, etc …
Nota : un nouveau système a été mis au point en début 2013, basé sur un Atmega 238.
Atmega8535
Carte 4 relais

Un programme spécifique a été mis au point pour exploiter cette carte, les Icône TGZ sources sont disponibles ici. Ce programme semble maintenant stable, 138 jours d’uptime à la date de cet article sans incident; il se compile en GCC/AVR sous Linux, OpenBSD, …

Plus d’infos sur l’utilisation de ce programme à cette page.

Les données de mesures sont renvoyées dans Cacti. Le dialogue se fait en liaison série entre le routeur et la carte Atmega8535.

Suivi énergie solaire
En vert la consommation, rouge la tension batterie,
orange le 5V logique, bleu la température.

Gestion des délestages

Cette gestion est effectuée par le serveur d’exploitation (sous NetBSD).

Cinq paliers de tension sont définis, associés à cinq durées de coupure plus ou moins longues suivant la faiblesse de la batterie.

  • Une première mesure à 21H00 sert uniquement à provoquer l’envoi de mails aux abonnés concernés prévenant, le cas échéant, de l’heure et de la durée prévue de coupure.
  • Seconde mesure à 23H00, déclenchant une coupure longue de 23H00 à 9H00 le lendemain, en cas de batterie très faible.
  • Dernière mesure à 1H00 du matin, pouvant provoquer une coupure d’une durée de 5H à 8H suivant l’état de la batterie.

En mode délestage, la consommation est réduite à 50mA environ (la carte Atmel 8535 et un relais) au lieu de 500mA environ en mode normal.

Délestages sur une semaine

Ci-dessus, plusieurs délestages de nuit dans la même semaine,
dus à l’absence d’un des deux panneaux de la station solaire.

L’expérience de l’hiver 2007/2008, où les délestages n’ont pas été pratiquées de manière optimale, laisse prévoir une dizaine de coupures nocturnes par an, essentiellement entre le 15 décembre et le 15 janvier.

Historique des délestages en hiver , de novembre 2008 à Mars 2009, sur le relais du Grinec.

28/11/2008 a 00:52, tension batterie 12040 mV, coupure de 18000 secondes
30/11/2008 a 00:52, tension batterie 11895 mV, coupure de 21600 secondes
01/12/2008 a 00:52, tension batterie 11789 mV, coupure de 25200 secondes
02/12/2008 a 00:52, tension batterie 11698 mV, coupure de 28800 secondes
03/12/2008 a 00:52, tension batterie 11999 mV, coupure de 21600 secondes
04/12/2008 a 00:52, tension batterie 11873 mV, coupure de 21600 secondes
05/12/2008 a 00:52, tension batterie 12028 mV, coupure de 18000 secondes
06/12/2008 a 00:52, tension batterie 12035 mV, coupure de 18000 secondes
30/01/2009 a 00:52, tension batterie 12081 mV, coupure de 18000 secondes
01/02/2009 a 00:52, tension batterie 12006 mV, coupure de 18000 secondes

Un total de dix coupures, d’une durée de 5 heures à 8 heures.

Graphe du relais du Grinec, sur deux ans

 

 

sur lequel apparaissent les coupures en phase de mise au point (Octobre à Décembre 2007), l’incident de fin Janvier 2008 , le changement de routeur en Octobre 2008, le bon comportement du solaire en période froide (début janvier 2009).

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Auteur : marc.dilasser AT lekermeur.net