Casa: monitorare consumo elettrico e verifica dispersioni

[robertino_salemi]

Buongiorno,
da qualche anno mio padre si lamenta del costo esoso delle bollette mensili riguardanti la corrente elettrica.

Premetto che l'impianto di casa dei miei genitori e' piuttosto vecchiotto, risalente a circa 30 anni...

Come utilizzatori sempre connessi e' presente solo il frigorifero, luci a neon della cucina, mentre come saltuari la lavatrice, caldaia, piccolo fornetto elettrico, motore elettrico della saracinesca...

in quell'appartamento ci vivono due persone e ricevono solitamente una bolletta pari a 150/170 euro, assurdo!

Per capire se e' presente dispersione nell'impianto o qualche apparecchio che consuma eccessivamente, cosa e come potrei verificare?

Grazie.

[leoben]

Ho avuto lo stesso problema.

Sono riuscito a migliorare la mia situazione installando un misuratore di energia subito dopo il contatore.
Ho scelto un misuratore wireless con display, in modo da poter controllare i consumi senza dover scendere al contatore. In più il mio consente di collegarlo al pc per scaricare i dati sui consumi e visualizzare ora per ora l'energia impiegata.
Il modello è OWL +USB, lo trovi QUI.
Ti premetto che le misurazioni non sono troppo precise, principalmente perchè il monitoraggio avviene col classico "anello" (tipo pinza amperometrica) attorno al cavo che esce dal contatore. Per farla breve, in questo modo misuri solo la parte resistiva del carico, quindi le letture di motori o lampade non ad incandescenza non sono precise. Però riesci comunque a capire se hai troppo assorbimento in condizioni normali. Puoi ad esempio scollegare i carichi e ricollegarli uno ad uno per controllarne il consumo.
Se poi hai voglia (e il tuo impianto lo consente) puoi montare il sensore in qualche scatola di derivazione per monitorare anche solo una parte dell'impianto, così da individuare con più precisione quali sono i dispositivi che ti creano questi consumi anomali.

[Dumah Brazorf]

Meglio se riporti i kWh consumati piuttosto che il costo in bolletta perchè potresti avere semplicemente un contratto poco conveniente.
Assicurati poi che sia fatturata la lettura effettiva e non stimata altrimenti ti ritrovi nel caso di contratti con megabolletta di conguaglio a fine anno.

[robertino_salemi]

Leoben, sembra un discorso davvero molto interessante, lo prendero' in considerazione....
Non conosco bene la natura dell'impianto in modo da monitorare effettivamente le zona piu' abitate (es. la cucina!)

Ecco alcune informazioni:

• Potenza contrattualmente impegnata: 3.0kW
• Potenza disponibile: 3,3 kW
• Livello massimo di potenza: 2.6 kW

Consumo per fasce (agosto)

• F1 > 154
• F2 > 93
• F3 > 132

Consumo per fasce (settembre)

• F1 > 76
• F2 > 74
• F3 > 92

[Dumah Brazorf]

Ad agosto probabilmente avevano il condizionatore acceso.
Il consumo sembra piuttosto costante tra le fasce. Comprati uno di quei logger a spina così puoi monitorare i singoli carichi. Il primo da controllare è il frigorifero.

[robertino_salemi]

Si, potrebbe essere una idea...

Quindi i valori sono corretti!

[Dumah Brazorf]

Ah, questo me lo dovevi dire tu. In parte alla lettura dovrebbe esserci scritto (stimata) o (reale).
8Kwh al giorno (a settembre) non mi pare un consumo eccessivo.

[jumpjack]

Chiama ENEL e digli che sospetti conteggio inesatto dei consumi.
Ti proporranno di inviarti un tecnico a fare dei controlli, alla modica cifra di 70 euro.
Tu digli che molto probabilmente lo farai... ma intanto riattacca.
Magicamente, il mese dopo le bollette si dimezzeranno.
A me è successo così...

Comunque io uso un Energy Logger Voltcraft EL3500 (ora però esiste l'EL4000): non è WiFi ma salva su SD Card ed esporta in Excel; però devi un po' accroccare l'impianto per poterlo montare a monte di tutti, perchè sarebbe fatto per singoli elettrodomestici...

[leoben]

Originariamente inviato da jumpjack

Comunque io uso un Energy Logger Voltcraft EL3500 (ora però esiste l'EL4000): non è WiFi ma salva su SD Card ed esporta in Excel; però devi un po' accroccare l'impianto per poterlo montare a monte di tutti, perchè sarebbe fatto per singoli elettrodomestici...

Con quello strumento hai misure molto precise, visto che misura anche la tensione e il cosPhi (quindi tutta la potenza assorbita).
Per curiosità, tu hai collegato tutto il tuo impianto elettrico su quella presa Schuko oppure hai smontato lo strumento e collegato i cavi direttamente all'interno?

[jumpjack]

Originariamente inviato da leoben

Con quello strumento hai misure molto precise, visto che misura anche la tensione e il cosPhi (quindi tutta la potenza assorbita).
Per curiosità, tu hai collegato tutto il tuo impianto elettrico su quella presa Schuko oppure hai smontato lo strumento e collegato i cavi direttamente all'interno?

ehm

Lo so, la schuko in teoria va bene solo per 10A, non 16A, però è anche vero che non uso mai 16A/3kW tutti insieme, anche perchè l'aggeggio ha un cicalino (unico sul mercato) che mi avvisa immediatamente di eventuali superamento di tot kW (impostati da me), quindi non c'è rischio di surriscaldamento.
Ho scelto questo proprio perchè misura il cosPhi, gli altri al confronto sono solo giocattoli, considerando che su alcuni apparecchi (tipo il caricabatterie dello scooter elettrico) registro un cosPhi di 0.6!

A proposito, domanda tecnica: siccome non mi è per niente chiara la faccenda del doppio isolamento, non ho mai osato costruirmi da solo un logger di corrente: in teoria basta una arduino e un sensore di corrente... ma siccome ne ho lette di cotte e di crude... l'ho costruito... ma non l'ho mai collegato per paura di fare il botto io o la casa...

Cosa devo fare di preciso per costruire un aggeggio NON pericoloso usando un semplice sensore di corrente ACS712 che taglia la fase e un partitore di tensione che legge la tensione?

La somma dei costi di un Arduino/ESP8266, un ACS712, un partitore e un cicalino non supera i 20 euro, non capisco perchè devo per forza spendere 60-70 euro per un misuratore!

[leoben]

Originariamente inviato da jumpjack

ehm

Lo so, la schuko in teoria va bene solo per 10A, non 16A, però è anche vero che non uso mai 16A/3kW tutti insieme, anche perchè l'aggeggio ha un cicalino (unico sul mercato) che mi avvisa immediatamente di eventuali superamento di tot kW (impostati da me), quindi non c'è rischio di surriscaldamento.

No no, la schuko nasce per 16A. Non a caso gli elettrodomestici tipo forno/lavatrice/lavastoviglie e in generale tutti quelli ad alto assorbimento di corrente, sono collegati con la schuko.

Originariamente inviato da jumpjack

A proposito, domanda tecnica: siccome non mi è per niente chiara la faccenda del doppio isolamento, non ho mai osato costruirmi da solo un logger di corrente: in teoria basta una arduino e un sensore di corrente... ma siccome ne ho lette di cotte e di crude... l'ho costruito... ma non l'ho mai collegato per paura di fare il botto io o la casa...

Non conosco le normative, ma credo si tratti solo di isolare elettricamente la parte del circuito che effettua la lettura sul 230V da quella che poi elabora i dati (quindi alimentata in bassa tensione). Qualcosa che utilizza cioè un fotoaccoppiatore...

[jumpjack]

Originariamente inviato da leoben

Non conosco le normative, ma credo si tratti solo di isolare elettricamente la parte del circuito che effettua la lettura sul 230V da quella che poi elabora i dati (quindi alimentata in bassa tensione). Qualcosa che utilizza cioè un fotoaccoppiatore...

E' il bit di informazione che mi manca...
Il partitore l'ho costruito.
Il fotoaccoppiatore l'ho comprato.
...e adesso?
Applico al fotoaccoppiatore la tensione alternata letta dal partitore sulla 220V, e in uscita ho comunque una tensione alternata analogica ma ridotta ai livelli dell'alimentazione del fotoaccoppiatore? Oppure ottengo un'uscita digitale? O dipende dal tipo di fotoaccoppiatore?Non sapendo che pesci pigliare, ne ho comprato uno a caso. ..

Cosa devo cercare di preciso su RS-Components per "fotoaccoppiare" una tensione alternata a +/- 2.3V a un microcontrollore che lavora a 5V?

In realtà però mi conviene aggiungere anche un diodo raddrizzatore, così non devo stare a combattere per misurare una tensione negativa, tanto le semionde sono simmetriche.

Quindi devo accoppiare una tensione positiva di +3V ma"230V-based" a una Arduino da 5V, che fotoaccoppiatore mi serve?


-------------------

Nota tecnica a margine:

Per ottenere la tensione alternata +/- 2.3V basta ovviamente un semplice partitore 100:1:

V2 = V1 * R1/(R1+R2)
R1/(R1+R2) = 1/100
100*R1 = R1+R2
99*R1 = R2

Praticamente bastano una resistenza da 10 Ohm e una da 1k:

V2 = V1 * 10/1010

V2 = 230 * 10/1010 = 2.28

[Lor1981]

Originariamente inviato da jumpjack

E' il bit di informazione che mi manca...
Il partitore l'ho costruito.
Il fotoaccoppiatore l'ho comprato.
...e adesso?
Applico al fotoaccoppiatore la tensione alternata letta dal partitore sulla 220V, e in uscita ho comunque una tensione alternata analogica ma ridotta ai livelli dell'alimentazione del fotoaccoppiatore? Oppure ottengo un'uscita digitale? O dipende dal tipo di fotoaccoppiatore?Non sapendo che pesci pigliare, ne ho comprato uno a caso. ..

Cosa devo cercare di preciso su RS-Components per "fotoaccoppiare" una tensione alternata a +/- 2.3V a un microcontrollore che lavora a 5V?

In realtà però mi conviene aggiungere anche un diodo raddrizzatore, così non devo stare a combattere per misurare una tensione negativa, tanto le semionde sono simmetriche.

Quindi devo accoppiare una tensione positiva di +3V ma"230V-based" a una Arduino da 5V, che fotoaccoppiatore mi serve?


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Nota tecnica a margine:

Per ottenere la tensione alternata +/- 2.3V basta ovviamente un semplice partitore 100:1:

V2 = V1 * R1/(R1+R2)
R1/(R1+R2) = 1/100
100*R1 = R1+R2
99*R1 = R2

Praticamente bastano una resistenza da 10 Ohm e una da 1k:

V2 = V1 * 10/1010

V2 = 230 * 10/1010 = 2.28

FERMO! Con quei valori di resistenza squaglierai qualcosa!!!
Col partitore (+ altre cose) misuri una tensione, col sensore ACS721 che menzionavi nel post precedente puoi misurare direttamente la corrente (anche a 220V) senza mettere partitori in mezzo.
In ogni caso tenete sempre a mente che stiamo parlando di maneggiare la 220V. Accortezza

[jumpjack]

Originariamente inviato da Lor1981

FERMO! Con quei valori di resistenza squaglierai qualcosa!!!

ah già manca l'equazione per limitare la corrente, ops...

I = V/R
R = V/I = 230/I

Diciamo di usare una correntina massima di 10 mA, quindi servirà una resistenza totale (R1+R2) da almeno:

R= 230/0.010 = 23 K

Quindi:
Prima: 99*R1 = R2
Ora: R1 + R2 = 23000

Combinando:
R1 + 99*R1 = 23000
100* R1 = 23000
R1 = 230
R2 = 99*R1
R2=22770 ohm

In finale:
R1 = 230
R2 = 22770 ohm


Da arrotondare per eccesso ai valori standard:

R1 = 270 ohm
R2 = 27 K



Comunque anche coi valori di prima di Rtot = 1010 ohm venivano solo 200 mA, non erano poi così tanti.

Originariamente inviato da Lor1981

Col partitore (+ altre cose) misuri una tensione, col sensore ACS721 che menzionavi nel post precedente puoi misurare direttamente la corrente (anche a 220V) senza mettere partitori in mezzo.

Ma il partitore mi serve per la tensione (e il cosPhi), l'ACS712 misura solo la corrente! O no?

Originariamente inviato da Lor1981

In ogni caso tenete sempre a mente che stiamo parlando di maneggiare la 220V. Accortezza

eh, appunto...
In genere faccio tentativi, esperimenti e fumate varie , ma a 5V!
Fare fumate a 220V non è divertente.

[Lor1981]

Originariamente inviato da jumpjack

Comunque anche coi valori di prima di Rtot = 1010 ohm venivano solo 200 mA, non erano poi così tanti.

Invece sono tanti. Su 220V con quella corrente dissipi 40W (una mini stufetta)

Originariamente inviato da jumpjack

Diciamo di usare una correntina massima di 10 mA, quindi servirà una resistenza totale (R1+R2) da almeno:

R= 230/0.010 = 23 K

Così arrivi a soli 2.2W. Meglio di prima ma pur sempre qualcosa che dissipa troppo per fare una misura. Io mi attesterei anche sotto il milliampere.

Originariamente inviato da jumpjack

Ma il partitore mi serve per la tensione (e il cosPhi), l'ACS712 misura solo la corrente! O no?

Si esatto, ti servono entrambe le misure

Originariamente inviato da jumpjack

In genere faccio tentativi, esperimenti e fumate varie , ma a 5V!
Fare fumate a 220V non è divertente.

Giustissimo!
Tieni conto che l'ACS è già isolato di suo, quindi la misura di corrente ti viene abbastanza facile.
La misura di tensione invece richiede un bel po' di accortezze a meno che non trovi in giro un adattatore tipo quello dell'ACS che monta però un misuratore di tensione isolato.

[jumpjack]

Originariamente inviato da Lor1981

Invece sono tanti. Su 220V con quella corrente dissipi 40W (una mini stufetta)


Così arrivi a soli 2.2W. Meglio di prima ma pur sempre qualcosa che dissipa troppo per fare una misura. Io mi attesterei anche sotto il milliampere.

uff... un'altra equazione...


Prima avevamo le equazioni:
1) V2 = V1 * R1/(R1+R2) < 2.3V (per limitare la tensione)
2) I = V1/(R1+R2) < 10 mA (per limitare la corrente)

Ora devo aggiungere una disequazione per la potenza:

P = V*I = V1^2 / (R1+R2) < 0.25W (per poter usare classiche resistenzine da 1/4 W)


Quindi:

1a) 230 * R1/(R1+R2) < 2.3V (per limitare la tensione)
2a) 230/(R1+R2) < 10 mA (per limitare la corrente)
3a) 230^2 / (R1+R2) < 0.25W (per limitare la potenza)

Dalla prima risultava:
X) R2 > 99*R1
Dalla seconda risultava
Y) R1 > 230 ohm

Dalla nuova equazione 3) risulta che deve essere
R1 + R2 > 4 * 230^2

Cioè

R1 + R2 > 211000
che diventa per la X):
100R1 > 211000

Quindi in definitiva:
Z) R1 > 2110


Riassumendo:
X) R2 > 99*R1
Y) R1 > 230 ohm
Z) R1 > 2110 ohm


La Z) comanda sulla Y), quindi alla fine dovremo avere:

X) R2 > 99*R1
Z) R1 > 2110 ohm


Quindi si potrebbe prendere:
R1 = 2200 ohm, 1/4W
R2 = 220.000 ohm , 1/4W





Mettendo questi valori nelle equazioni di partenza per verifica:
1) V2 = V1 * R1/(R1+R2) < 2.5V (per limitare la tensione)
2) I = V1/(R1+R2) < 10 mA (per limitare la corrente)
3) P= V1^2 / (R1+R2) < 0.25W (per limitare la potenza)

viene fuori:
1c) V2 = 230 * 2200/222200 = 2.3V OK
2c) I = 230/(222200) = 1 mA OK
3c) P = 230^2 / 222200 = 0.24W OK

Ho scordato qualcos'altro?

[Lor1981]

OK
Potevi risparmiarti la seconda equazione perché limitando la potenza automaticamente limiti anche la corrente.

Consiglio spassionato: tieni questi calcoli come mero esercizio. Se in pratica vorrai veramente misurare una tensione di rete usa un bel trasformatore (tipo questo) e lavora con tensioni più basse

EDIT: credo che stiamo andando un po' off topic

[jumpjack]

Originariamente inviato da Lor1981

EDIT: credo che stiamo andando un po' off topic

No, perchè? Se qualcuno un misuratore volesse costruirselo, invece di comprarlo...