Le Powerwall de Glubux (2016)

• Glubux a construit un Powerwall DIY en ajoutant des packs lithium à cellules 18650 récupérées sur des batteries d’ordinateur portable à un système existant à panneaux solaires et batteries au plomb
• Le point de départ était un système électrique autonome composé de panneaux solaires de 1,4 kW, d’une batterie de chariot élévateur 24V 460Ah, d’un Victron MPPT 100/50, d’un convertisseur abaisseur 24V→12V et d’un onduleur Victron 3KVA
• Après avoir trié les cellules d’environ 650 batteries d’ordinateur portable, il a visé des packs de 100Ah et tenté d’équilibrer les packs avec des busbars en fil de cuivre de 1,5 mm et des câbles de même longueur
• Après un premier essai avec 7 packs, il prévoyait, en l’absence de problème, de passer à des packs plus grands de 160 cellules, cellules d’au moins 1500mAh et 250Ah
• Après une semaine d’utilisation, l’ensemble semblait offrir une meilleure efficacité de charge et une meilleure tenue en charge que les batteries au plomb, mais dans la 6e nuit des packs sont tombés vers 2V, révélant des problèmes de correspondance de capacité et d’équilibrage

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Système électrique existant et projet d’ajout de packs lithium

• Glubux produisait déjà lui-même une partie de l’électricité dont il avait besoin
  • Il avait installé des panneaux solaires de 1,4 kW sur le toit
  • Le stockage existant reposait sur une ancienne batterie de chariot élévateur 24V 460Ah
  • Il utilisait un contrôleur de charge Victron MPPT 100/50, un convertisseur abaisseur de tension Victron 24V→12V et un onduleur Victron 3KVA
• Il prévoyait de construire un abri (shed) pour y installer la batterie, le contrôleur de charge et l’onduleur
• Il récupérait des batteries d’ordinateur portable depuis plusieurs mois et en avait alors environ 650, ce qui l’a conduit à commencer le tri et l’assemblage des packs

Méthode de conception des packs 100Ah

• La capacité visée par pack était de 100Ah
  • Il ajustait la capacité en modifiant le nombre de cellules
  • Il voulait pouvoir ajouter ou retirer des cellules si nécessaire
• Pour les busbars, il utilisait autant que possible du fil de cuivre, facile à trouver et à souder
• Il a choisi une conception gardant la même longueur de busbar pour chaque cellule
• Le diamètre du fil de cuivre était de 1,5 mm
  • Un utilisateur a demandé si du câble de 2,5 mm capable de supporter 16 à 25A n’était pas excessif
  • Glubux a répondu qu’il fallait tester en conditions réelles, mais qu’il valait mieux trop épais que trop fin
  • Un autre utilisateur a calculé la résistance du fil de cuivre le plus long à 0,0022789Ω, soit 2,2789mΩ, et a estimé que la résistance interne des cellules était supérieure

Test des cellules et fiabilité des mesures

• Glubux testait les cellules avec plusieurs déchargeurs distincts
• À la question de savoir s’il avait comparé directement une même cellule sur plusieurs déchargeurs, il a répondu qu’il l’avait vérifié indirectement en testant des paires de cellules tout juste séparées sur plusieurs chargeurs
  • À plusieurs reprises, l’écart de capacité n’était que de quelques mAh
  • Il estimait que les déchargeurs n’étaient pas parfaits, mais suffisamment précis

Taille initiale de fabrication et plan d’extension

• Lors d’une mise à jour ultérieure, 6 packs étaient terminés, et le 7e devait suivre rapidement
• Les packs 100Ah étaient conçus pour aller jusqu’à 80 cellules
  • La cellule de plus faible capacité utilisée était dans la plage 1200~1300mAh
  • Le calcul de référence était 1250mAh × 80 cellules = 100Ah
• Il comptait d’abord fabriquer et tester 7 packs, puis, si tout se passait bien, passer à des packs plus grands
  • L’étape suivante devait être 160 cellules
  • La capacité minimale par cellule serait de 1500mAh
  • La capacité visée serait de 250Ah
• Au départ, l’idée était de les installer sur des étagères dans l’abri du jardin, avec éventuellement une étagère par string, mais rien n’était encore arrêté à ce moment-là

Résultats après une semaine d’utilisation de l’alimentation lithium

• Après une semaine d’utilisation des packs lithium, Glubux jugeait la réaction des cellules plus satisfaisante que celle des batteries au plomb
• L’efficacité de charge semblait meilleure, avec l’impression de ne pas gaspiller d’énergie pendant la phase d’absorption
• Sous charge, la tension baissait lentement et de façon prévisible, avec une bonne tenue
• Il n’avait pas encore tenté de très fortes charges, la plus importante étant un aspirateur un peu au-dessus de 1200W
  • À cette charge, il n’y avait absolument aucun signe d’échauffement
  • Il prévoyait ensuite de tirer davantage de puissance et de vérifier avec une caméra thermique, mais il lui fallait d’abord du soleil pour recharger via les panneaux

Déséquilibre des packs révélé par la décharge nocturne

• Il a testé le maintien de charge pendant la nuit en laissant tout l’équipement branché
  • Les charges comprenaient 2 réfrigérateurs, l’onduleur et le traitement des 18650
• Pendant les 5 premières nuits, il n’y a eu aucun problème, et il restait environ 20 % d’énergie le matin
• Lors de la 6e nuit, la tension a fortement chuté
  • 4 packs étaient encore à 3,30V
  • Le pack suivant était à 3V
  • Le suivant était un peu au-dessus de 2V
  • Le dernier était un peu en dessous de 2V
• Glubux a déconnecté tous les packs et a voulu recharger les plus bas jusqu’à 3V avant d’en rechercher la cause
• La plus forte chute de tension est apparue sur le pack ayant le moins de cellules
  • Pour atteindre 100Ah, un pack était configuré en 80 × 1250mAh, tandis qu’un pack plus léger était en 51 × 1950mAh
  • Ce calcul simple reposait sur une capacité mesurée à un taux de décharge de 1C
  • À faible C-rate, la capacité augmente, et Glubux supposait que cette hausse pouvait être plus importante sur le pack de 80 cellules que sur celui de 51 cellules
• Il a ensuite ajouté des cellules à certains packs, en précisant que cette opération était très facile
• Il a décidé de rééquilibrer les packs puis d’observer les résultats

Comportement observé lors de l’équilibrage

• Lors du premier équilibrage à 3,8V, les packs étaient bien alignés
• Une légère dérive apparaissait en allant vers 4V, proche de la pleine charge, ainsi qu’en descendant vers la zone basse autour de 3,3V
• En revanche, lorsqu’ils revenaient autour de 3,8V, l’équilibrage redevenait parfait
• Ce phénomène donnait deux indices
  • C’était un signal précoce indiquant les packs les plus faibles, et ce sont bien ceux où une dérive avait été observée qui sont ensuite tombés vers 2V
  • Même si les packs n’étaient pas parfaitement homogènes, l’équilibre pouvait rester globalement stable tant qu’ils n’atteignaient ni la zone haute ni la zone basse de tension

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Commentaires sur Hacker News

• Réarranger et ajuster les cellules pour optimiser l’efficacité du pack, c’est chouette comme projet perso, mais au final cela illustre bien l’efficacité des chaînes d’approvisionnement modernes.
  Si vous avez des compétences de niveau électricien professionnel, vous pouvez passer des centaines d’heures à fabriquer un système de batterie domestique, mais il risque d’être moins fiable qu’un produit qu’on peut simplement acheter pour 20 000 dollars.

  • À mon avis, le pire aspect de ce projet, ce sont les centaines d’heures de fabrication.
    C’est cool et amusant, mais il faut énormément de temps pour se documenter, acquérir les compétences, trouver les outils et construire le tout.
    Cela dit, même si je suis d’accord avec l’idée générale, le prix de 20 000 dollars est assez éloigné de la réalité et beaucoup trop élevé.
    Une bonne cellule 18650 a une capacité d’environ 12 Wh et, si l’on suppose que la batterie de l’article contient 1 200 cellules, cela fait environ 14,4 kWh.
    On peut trouver pour environ 500 dollars un boîtier de batterie en acier pour 16 cellules LiFePo, avec BMS moderne, communication Bluetooth et filaire, écran tactile, disjoncteur et bornes ; et des cellules LiFePo de bonne qualité autour de 300 Ah, comme les EVE MB31, reviennent aussi à nettement moins de 100 dollars pièce.
    On peut donc se procurer les composants pour assembler une batterie LiFePo d’environ 15 kWh entièrement fonctionnelle pour moins de 2 000 dollars environ.
    L’assemblage prend quelques heures, pas quelques semaines ; on utilise des cellules neuves plutôt que d’occasion ; c’est plus sûr que des cellules lithium-ion, cela prend moins de place et c’est plus facile à étendre.
  • Pour quelqu’un capable de faire du DIY, une batterie de secours domestique à 20 000 dollars correspond probablement à une échelle bien plus grande que ce qui a été construit ici.
    En entrée de gamme, en 2016, on était autour de 340 dollars par kWh, donc environ 6 800 dollars pour 20 kWh.
    En 2025, à 100 dollars par kWh, cela ferait 2 000 dollars.
    Le fait que cela en vaille la peine dépend beaucoup du rendement exigé après impôts et du temps nécessaire.
  • La personne en Nouvelle-Angleterre qui exploitait une faille de loterie gagnait, il me semble, quelque chose comme 20 à 30 dollars de l’heure.
    Elle a peut-être même gagné davantage avec les droits d’adaptation au cinéma qu’avec la loterie elle-même.
    C’était sans doute mieux payé que le commerce de détail, mais si elle n’avait pas été obsédée par l’idée de « donner une leçon aux puissants », elle aurait peut-être pu gagner plus autrement.
    Je ressens un peu le même état d’esprit dans ce projet de batterie.
    Cela dit, quand une tâche peut se faire en discutant avec un ami ou en binge-watchant la TV, il est difficile d’en calculer le coût uniquement au temps qui passe.
  • Il doit forcément y avoir un moyen d’automatiser ce processus pour qu’il fonctionne à grande échelle.
  • À l’inverse, on peut aussi lire cela comme la possibilité d’économiser 20 000 dollars grâce au travail et au savoir-faire.
    Avec davantage de passion et d’engagement, ainsi que des compétences commerciales, on pourrait même gagner 20 000 dollars à chaque fois.

• « Pendant le confinement, j’ai ajouté 14 kWh »
  https://secondlifestorage.com/index.php?threads/glubuxs-powe...
  Les photos de l’installation complète qui s’y trouvent sont assez saisissantes.

  • Pour une installation pareille, cet extincteur paraît absurdement inutile.
    Au moins, c’est dans un hangar séparé, c’est déjà ça.

• C’est très intéressant, mais cela ressemble aussi à un énorme risque d’incendie.
  Ce sont surtout les cellules très serrées au milieu de chaque groupe qui m’inquiètent.

  • Il est indiqué que « pour cette extension, le créateur a construit un hangar séparé à environ 50 m de sa maison afin d’y stocker la batterie, le nouveau contrôleur de charge et l’onduleur », donc le risque semble avoir été pris en compte dans une certaine mesure.
  • Il est indiqué que « malgré ce système atypique composé de pièces recyclées et faites maison, aucun gros problème comme un incendie ou des batteries gonflées n’a été signalé ».
    Il faut quand même s’y préparer.
  • Quand elles sont dans un ordinateur portable ou un téléphone, la marge de dilatation se compte en millimètres ; par comparaison, la disposition sur la photo ne semble pas si compacte.
  • Ma première pensée en lisant l’article a aussi été qu’il ne décrivait pas en détail le système de maîtrise des incendies.
  • Je pense la même chose, et pourtant je dors juste au-dessus de deux Powerwall.

• C’est amusant jusqu’au moment où l’une des milliers de batteries entre en réaction thermique :-)
  C’est une histoire vraiment étonnante, et le sérieux comme les efforts consacrés à récupérer et réutiliser autant de batteries sont impressionnants.
  Mais quelques dendrites, un coup de foudre ou d’autres facteurs hors de contrôle pourraient transformer le bâtiment qui contient cet ensemble de batteries en engin incendiaire très impressionnant.
  Si vous avez déjà vu un incendie dans une usine de batteries, vous savez que c’est à la fois fascinant et vraiment terrifiant.
  Les dégâts à long terme de l’incendie de la batterie réseau de Moss Landing, en Californie, sont encore en cours d’évaluation.

  • J’avais des lampes torches à 18650, et après avoir vu des vidéos où elles se transforment soudainement en fusées éclairantes avec des flammes façon propulseur de fusée, je les ai immédiatement jetées.
    Ces batteries sont d’une puissance effrayante quand la « fumée magique » s’en échappe.

• Dans un article de Vice de 2017 https://www.vice.com/en/article/diy-powerwall-builders-are-u..., Glubux est présenté comme Français.
  Comme ce n’était pas dans l’article partagé, je me demandais quel était le climat de la région où vit Glubux et quelle charge le système supportait.
  On devrait pouvoir trouver plus d’informations sur Glubux sur secondlifestorage.com.

• Si ce genre de choses vous plaît, Jehu Garcia fait un travail similaire sur YouTube.
  Il achète en masse des trottinettes abandonnées dans la rue lorsqu’elles sont mises au rebut, puis réutilise leurs batteries.

  • Le député en exercice Massie a aussi publié quelques vidéos sur YouTube où il achète une Model S accidentée, en extrait la batterie et l’utilise pour alimenter sa maison.
    Ce n’est pas tout à fait la même chose, puisqu’il s’agit d’une seule grosse batterie, mais l’idée reste excellente.
    De mémoire, les vidéos sont assez courtes et montrent plutôt l’installation que les détails de la fabrication.
  • Je me demande où l’on peut se procurer ce genre de choses.
    J’ai vu que des fabricants chinois qui produisaient des trottinettes pour des entreprises comme Bird vendaient des kits de conversion permettant de transformer des appareils mis au rebut en trottinettes électriques classiques.

• Dire que c’est dangereux est juste.
  Mais on peut aussi imaginer un monde où l’on exigerait que les batteries soient conçues dès le départ pour permettre ce genre de réparation plus sûre, en manipulant et en appariant les cellules individuelles.
  Si c’est possible, ce serait clairement mieux que de transformer les batteries en black mass.

• Je déconseille fortement cette approche ; mieux vaut acheter des cellules prismatiques LFP.
  Elles sont bien plus sûres, chimiquement stables et moins sensibles à la chaleur.
  Pour en savoir plus, il suffit de regarder les chaînes YouTube Off Grid Garage (Andy) ou Will Prowse.

• C’est amusant de voir que beaucoup de gens identifient immédiatement des milliers de vieilles cellules de batteries d’ordinateurs portables dans un abri en bois comme un risque d’incendie.
  Mais avant d’être recyclées, elles représentaient déjà un risque d’incendie tout aussi grand, voire plus, simplement dispersées dans des bacs de collecte de déchets électroniques.
  Chaque fois que j’entends parler d’un incendie dans un centre de traitement des déchets, je me demande si des batteries au lithium étaient impliquées.
  Cela pourrait aussi venir de cigarettes électroniques jetables ou de jouets pour enfants.

• J’ai comme l’impression que son assureur habitation n’était pas au courant.

  • Ce serait intéressant que les questionnaires standards ajoutent ce genre de question.
    « Votre logement est-il équipé de sprinklers ? … Et quelle est votre capacité de stockage en batteries, en Wh ? »