Pilotage chauffe eau à panneaux photovoltaique!

Nous voici dans la partie électronique de puissance: donc comme à chacune de mes interventions dans ce domaine il est important de rappeler certaines règles:

  • la tension secteur est dangereuse avec risque de danger de mort
  • toute intervention sur le réseau électrique domestique soit se faire courant coupé et vérifié son absence à l’aide d’un multimètre
  • soyez correctement équipé, tournevis isolés, gants etc
  • vous intervenez sous votre seule responsabilité
  • si vous ne vous sentez pas, abandonnez
  • aucun fil secteur ne doit être apparent
  • l’eau et l’électricité ne font pas bon ménage
  • penser à s’éloigner lors de la première mise sous tension
  • pas de mesure à l’oscilloscope sur le secteur, ou à l’aide d’une sonde différentielle isolée

Perdre la vie pour économiser 200€ par an reste absurde 😉 Soyez prudent.

Voila cela étant dit, passons à la partie puissance de notre projet. Nous allons décrire un composant que je trouve miraculeux 🙂 Le triac.

Le triac: BTA 41 600B

Quand il faut couper une charge alimentée par une haute tension plusieurs dizaines de fois par seconde, il est hors de question d’utiliser un composant électromécanique. Faites l’essaie avec un relais, vous verrez le résultat 😉 Le temps est trop court pour que les parties mécaniques et la bobine de pilotage se comportent correctement.

Il existe un composant électronique largement utilisé en électronique de puissance: le triac. Il fonctionne exactement comme un interrupteur. Il possède une « gate » donc une entrée de pilotage et 2 pôles ou anodes qui se mettront en série sur l’alimentation, tout comme un interrupteur.

Pour notre chauffe eau de 1800W, la tension secteur est de 240V. Le courant efficace qui traverse la résistance est de 1800/240 = 7,5A. Soit 21 A crête crête.

Mon choix s’est porté sur un composant répandu le BTA41600B: 600V, 40A en version isolée. C’est à dire que le support métallique refroidisseur sur le composant n’est pas relié à une des 2 anodes.

Ce type de composant se retrouve dans les variateurs de lumière, mais aussi dans des TGV! Bien entendu les boîtiers sont différents, mais les principes de fonctionnement restent les mêmes.

Il y a deux façons de piloter un triac:

  • via un diac (tout le circuit reste sur le secteur, donc danger)
  • via un optotriac (le pilotage se fait de manière isolé du secteur)

J’ai choisi l’optotriac.

Optotriac MOC3041 et MOC3021

Pour ce composant nous avons 2 types différents:

  • une version avec détection de passage à zéro (MOC3041)
  • une version sans cette détection (MOC3021)

Etant donné que dans la suite du projet nous allons nous même gérer tout cela, mon choix s’est porté sur le MOC3021, sans détection de passage à zéro.

L’ optotriac tout comme un optocoupleur, possède une isolation physique entre l’étage de pilotage et l’étage piloté

A l’intérieur du boitier on trouve une « barrière »: d’un côté nous avons une diode électroluminescente (LED) et de l’autre un photo transistor. Lors de la polarisation de la LED (quand un courant circule à l’intérieur) la lumière ainsi créée va activer le phototransistor. Il n’y a donc aucun contact électrique entre la commande et la sortie.

De plus il sera donc possible avec de faibles tension et courant d’entrée de piloter des tensions et des courants très importants.

A l’aide de ces 2 composants électroniques nous allons pouvoir piloter une charge d’une puissance importante comme la résistance du chauffe eau.

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