Un routeur solaire à monter soi-même pour moins de 100 euros

Les bricoleuses et bricoleurs équipés d’un système photovoltaïque peuvent aujourd’hui fabriquer eux-mêmes un routeur solaire pour optimiser leur autoconsommation. L’ingénieur en électronique et télécommunications André Buhart, désormais retraité, a en effet conçu un dispositif permettant de diriger le surplus solaire vers des appareils électriques. Il y a trois ans, il en a publié les plans et le logiciel gratuitement en ligne, en opensource.

Baptisé le F1ATB, le routeur se construit à partir d’une « liste de course », disponible sur le site du concepteur, qui détaille l’ensemble des composants nécessaires selon la configuration souhaitée pour le routeur. Les étapes de fabrications y sont expliquées pas à pas et les règles de sécurité rappelées précisément. « Les bricoleurs n’ont pas de problème, explique André Buhart à pv magazine France. Il faut faire un bon montage-câblage électrique, mais pas besoin d’être un expert électricien. »

Une structure modulaire et des configurations spécifiques possibles en fonction de chaque projet

Le routeur se connecte au compteur électrique avec la particularité de pouvoir être scindé en deux, voire trois, modules distincts selon les besoins : cette architecture permet en effet d’installer la partie de mesure à proximité du compteur tandis que le ou les modules de pilotage peuvent être placés à côté des équipements à alimenter – quels que soient leur emplacement ou leur distance au compteur, grâce à une communication wifi.

Routeur pilotant un système de chauffage au sol.
*Image : André Buhart*

« Cette structure modulaire a beaucoup de succès », confie André Buhart qui échange régulièrement avec les utilisateurs en ligne. Autour de lui , une large communauté s’est crée puis renforcée au cours des années, comme c’est souvent le cas autour des projets en opensource. Le F1ATB compte aujourd’hui quelque 4 400 adhérents au groupe Facebook, 20 000 abonnés sur Youtube et 1 700 participants sur le forum du site qui recense plus de 10 000 messages liés à des questions sur l’installation et l’usage – et sur lequel André Buhart intervient.

Aucune autorisation n’est nécessaire pour installer le routeur qui se construit à partir de pièces détachées standards, à commander en ligne. Pour un montage simple, accessible à des non-initiés, l’ensemble se compose par exemple d’un module Shelly, d’un microcontrôleur ESP32 monté sur une carte, d’un refroidisseur et des câbles adaptés – ce qui représente un coût total d’une centaine d’euros. Les plus expérimentées peuvent faire baisser la facture à une trentaine d’euros.

Routeur avec Shelly.
*Image : André Buhart*

Fonctionnement et recommandations

Le F1ATB repose sur trois fonctions essentielles : la mesure de puissance à l’entrée (et sortie) du compteur individuel, le traitement des données et le pilotage des appareils absorbant le surplus solaire. A noter que le dispositif existe en version mono et tri-phasé.

La première étape consiste à déterminer, en temps réel, si le foyer injecte ou tire de l’électricité du réseau. « En France les tarifs d’injection sont moins contraignants, mais en Belgique, les utilisateurs paient près de 25 centimes d’euro par kilowattheure injecté, donc cette donnée est en soi assez intéressante », témoigne André Buhart qui a développé plusieurs méthodes de mesure, en fonction des équipements disponibles. Le F1ATB peut par exemple lire des données du compteur Linky via la prise TIC (pas de deux secondes), utiliser des sondes de courant à installer sur les câbles d’arrivée ou interroger les systèmes solaires en se connectant aux onduleurs – notamment ceux d’Enphase. Au total, sept méthodes de mesures sont proposées sur le site du concepteur.

Choix des sources de mesure de puissance.
*Image : André Buhart*

Une fois la mesure effectuée, les données sont transmises à un microcontrôleur ESP32, un composant peu cher (environ 10 euros) souvent utilisé en domotique et sur lequel André Buhart a installé un serveur web qui permet d’enregistrer l’historique des informations.

Le pilotage des équipements est assuré par des petits composants électriques comme des triacs ou des relais statiques (SSR), utilisés comme des interrupteurs très rapides. Le choix du composant dépend directement de la puissance de l’appareil à piloter – généralement entre 2 et 3 kW pour un chauffe-eau, mais il n’y a pas de plafond à proprement parler, il s’agit plutôt d’adapter le dispositif à la contrainte. « Il est essentiel de sélectionner un ampérage adapté et de surdimensionner pour intégrer un bon refroidisseur », précise André Buhart. Par exemple, pour un chauffe-eau de 3kW, il est recommandé de prendre un SSR de 60 ampères et d’adapter la puissance. L’ensemble de ces recommandations (choix des composants, précautions de montage, exemples concrets, …) est clairement détaillé sur le site du projet.

Côté pilotage, André Buhart a préféré utiliser l’approche « multi-sinus » et celle dite de « train de sinusoïdes » plutôt que la découpe sinusoïdale classique, qui a tendance à créer des parasites sur le réseau. La première consiste à envoyer uniquement un nombre limité de sinusoïdes complètes sur une seconde (par exemple une sur cinq pour transmettre 20 % de puissance) et la seconde repose sur l’envoi de séquences continues pendant une période donnée. Les détails sont aussi décrits et disponibles en ligne.

Gestion de l’énergie et données en temps réel

Pour accéder aux données, pas d’application mais une interface internet accessible depuis un téléphone ou un ordinateur. Les informations clés sont disponibles en temps réel : puissance injectée, consommation, historique, etc.

Page principale de l’interface du routeur sur smartphone.
*Image : André Buhart*

André Buhart a également développé un dispositif pour un affichage local en direct : il repose sur un petit boîtier imprimable en 3D, en forme de maisonnette, qui affiche en temps réel la puissance disponible. Un code couleur permet une lecture rapide : rouge lorsque la consommation dépasse la production, vert lorsque la production solaire est excédentaire.

Le logiciel de gestion du routeur est téléchargeable directement depuis le site F1ATB : l’utilisateur connecte son routeur à l’ordinateur via une port USB et installe le programme en choisissant ses paramètres.

Comment est venue l’idée de développer ce routeur à construire soi-même ? « Après avoir installé des panneaux solaires chez moi, j’ai regardé les contraintes techniques, et, comme d’autres avant moi, la question est rapidement venue de comment améliorer mon autoconsommation, témoigne André Buhart. Le chauffe-eau est, en soi, une super batterie. Le routeur permet de l’utiliser pendant la journée et non plus uniquement pendant les heures creuses la nuit ». Ce sont les demandes des utilisateurs et les besoins de l’ingénieur qui ont dicté ensuite les développements du dispositif.

Pour la suite, André Buhart a confié travailler sur de nouvelles évolutions et configurations du routeur solaire. En cas de mise en production industrielle du dispositif, une procédure de certification serait requise, ce qui n’est pas envisagé pour l’instant.

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