[Home Assistant, MSunPV et Batterie DIY] Le Matériel

Bonjour,
Suite aux échanges sur le post dédié à Home Assistant , sujet qui m'a énormément inspiré et aidé, je vais présenter un petit peu mon installation ainsi que les développements que j'ai fait pour exploiter une petite batterie.

En Juillet/Aout 2023 j'ai donc installé 6 panneaux Trina 425Wc (2 en ombrière au dessus de ma baie vitrée au SSO azimut réglable de 30 à 60° et 4 fixés sur mon pignon à l'ESE à 60°) sur MO Hoymiles (800VA et 1600VA) puis en novembre 2023 un kit Beem 420Wc Hoymiles 400VA obtenu par la suite pour une misère grâce à une subvention de la métropole et un cash back. J'ai décrit en long en large et en travers sur forum-photovoltaique.fr/ , si vous voulez d'autres détails


J'ai fait le montage le plus simple pour moi et mes moyens, et pour la pose sur le toit en plus de devoir monter de 2 étages entiers, il y avait le problème de la charpente légère en fermettes très espacé (90cm) et peu épaisse. Peut être que j'en rajouterai un jour sur le toit au moins en renforçant avec des chevrons la où je dois visser les supports... peut être pas.
Avec le kit de panneau, j'avais pris une passerelle DTUpro qui m'a énormément déçu. Cloud uniquement, relevé toutes les 15min, plante tout le temps, pas trop intégrable sous HA... 200€ gaché, je me suis très vite procuré un OpenDTU et la c'était exactement ce que je voulais, données quasi en temps réel, intégrable sous HA très facilement !

Avant même l'achat, je savais que sans routeur j'aurai beaucoup de surplus. Ayant commencé à domotiser la maison sous Home Assistant et ayant un relais connecté pour le chauffe eau, j'avais tenté de le passer à 700W (Utilisation d'une des 3 résistances seulement) et de le déclencher dès que j'atteignais 400W de surplus... En vain, le soleil de Normandie étant très variable, ça tombait tout le temps à coté et le relais passait son temps à basculer.

Vu que Home Assistant me plaisait de plus en plus, il était indispensable pour moi d'avoir un routeur communiquant. En parcourant les forums pour voir les différents produits existant je suis tomber sur le MsunPV qui remplissait tous les critères :
- vendu tout fait (au moment je me sentais pas de le monter moi même)
- SSR qui va bien vendu avec
- Communiquant
- Autonome (si ma domotique qui à l'époque n'était pas stable lache, ça marche quand même)
Mon seul regret c'est qu'il n'était pas directement intégré dans HA ni de MQTT, et je me suis beaucoup tapé la tête avec le Tuto de Tochy, même si au final, je m'en suis sorti vite.

J'ai aussi dû modifié mon chauffe eau pour découpler l'électronique, j'ai rajouté dessous un petit coffret électrique, avec 2 disjoncteurs (pour la sécurité et que si quelqu'un autre que moi intervient dessus, qu'il se pose la question...) et un relais NO. Je ne voulais pas dégradé la carte électronique du chauffe eau acquis l'année précédente juste couper des fils ça m'allait... surtout que j'avais déjà coupé les fils pour réduire à 700W

J'ai par la suite rajouté une sonde de température (DS18b20) puis une mesure de débit + sonde de température en sortie, le tout monté sur un ESP8266 sous ESPHome.


Le chauffe eau n'est pas dans la même pièce que le MsunPV donc pas pu mettre la sonde dessus. Je gère donc mes routines nocturne de chauffe par HA, après une mise à jour du vieux portable que j'utilisais (SSD+ 8Go mémoire + installation de Promox au lieu de Ubuntu/Virtual Box), HA est devenu extrêmement rapide et fiable
Donc voila j'étais content, je consommais plus de 80% de toute la modeste production et c'est ridicule mais ça m'obsédait de trouver une solution pas trop cher pour récupérer ces 20% manquant...

Forcément, je ne voulais pas lacher les MO Hoymiles, avec l'openDTU, j'avais tout ce que je voulais, donc non pas de MPPT, je voulais de l'AC coupling. En plus j'étais difficile, j'avais 2 batteries de trottinettes Xiaomi parfaitement fonctionnelles (les batteries !) en 36V sous la main. Je voulais me faire la main dessus même si la capacité de chacune était très modeste (380Wh)...et c'est la que mes errements ont commencés. Je devrais peut-être en parler pour expliquer ce qu'on NE DOIT PAS faire malgré que j'ai toujours maintenu un niveau de sécurité sur ce que j'ai fait (disjoncteur, fusible et BMS), j'ai eu des petits incidents, qui heureusement ne m'ont couté que un peu de matériel. Il faut bien être conscient qu'une batterie 36 ou 48V, ça ne va pas vous électrocuter, par contre ça génère des courants forts qui nécessitent beaucoup de prudence, de réflexion dans le choix des composants et des cables et surtout une bonne compréhension sur le fonctionnement des BMS. J'en parlerai peut être dans la discussion plus tard.

Je rajoute que dans tout ce qui va suivre, si vous le reproduisez, c'est à vos risques et périls, je ne tiens pas à vous encourager à le faire. Surtout si vous ne savez pas ce que vous faites et que vous n'êtes pas conscient des risques pris, ne faites rien.

Donc après plusieurs mois d'essais voila ma solution actuelle :
- Une batterie LFP 16s 48V 50Ah, controlé par BMS JK 60A 0.4A de balance active. Un fusible de 30A à la sortie, il faudrait que je rajoute un sectionneur
- Un chargeur 1000W 48V ( monté à 56V) controlé par un MCP41010 à la place du potentiomètre de courant
- Un onduleur réseau Soyosource GTN 1200 lim 48V (hélas non homologué en France bien qu'il soit protégé comme la réglementation l'exige)
- Un controleur de batterie basé sur un INA226 (gros gadget qui mime le fonctionnement d'un BMV Victron et qui marche pas mal du temps)
- Un disjoncteur DC 25A entre la batterie d'un coté et le chargeur et onduleur de l'autre (qui me sert de sectionneur pour le moment)

La plupart des éléments commandables sont géré par ESPHome. Je me suis beaucoup aidé de code trouvé sur GitHub, en particulier la page de Syssi qui a quasiment intégré dans ESPHome tout ce qui existe dans le matériel pour batterie.

Je vais détailler un peu les éléments dans les postes suivants (limite d'images)

Batterie 48V
12 cellules achetées en Juin 2024 sur AliExpress (oui j'étais encore de l'optique du 36V avec mes batteries de trottinette), livrées en Septembre, qualité pas top (un peu gonfflé, courbe de charge/décharge pas équivalentes entre les cellules), je ne recommande pas pour à peine plus cher sur nkon la qualité est garantie.

J'ai complété par 4 cellules même si les premières était pas top, pas le choix que de prendre les mêmes pour faire du 48V. Pourquoi 48V ? à cause de l'onduleur, j'en reparle plus tard. Commandées en novembre 2024 livrées en Janvier.
Prix total des 16: 340€. On verra combien de temps ça tient, je surveille. Si ca lâche je prendrai de la meilleure qualité, mais je suis pas inquiet pour la sécurité, les LFP ne posant pas trop de problèmes.

JKBMS 60A : super BMS avec équilibreur actifs 0.4A intégrés, totalement contrôlable en Bluetooth ou via un port serie ~30€. Totalement intégrable sur HA avec ESPHome via github.com/syssi/esphome-jk-bmscette intégration


La Batterie est dans une caisse en contreplaqué de récupération, faite par mes soins et compressée (un peu, j'ai pas de clef dynamométrique chez moi et le bois se déforme) par 5 tiges M8 isolé par du tuyau. Les cellules sont isolées les unes des autres par des PCBs. Je peux rajouter une photos mais ça n'a que peu d'interêt vous en trouverez des dizaines de mieux faites que la mienne sur Internet.

J'ai mis un fusible 30A en sortie, je compte pas injecter ou tirer plus de 20A dessus.

Chargeur
Ma principale préoccupation que j'ai eu quand j'ai commencé le projet, était de comment on peut contrôler l'intensité de charge. Après avoir regardé quelques vidéos, ma première idée a été d'utiliser un convertisseur DC-DC boost branché sur le 12V d'une vieille alimentation PC.

C'était pas cher, 13€ le boost 1200W, et en plus il possède 3 potentiomètres :
- 1 pour s'arrêter quand la tension d'entrée est trop faible
- 1 pour contrôler la tension de sortie
- 1 pour contrôler le courant de sortie

La charge d'une batterie se limitant par le courant, il faut donc contrôler ce potentiomètre de 0-10kOhm. En cherchant un peu, j'ai repéré que le MCP41010 est un potentiomètre contrôlable par un port SPI. A l'époque un custom permettait de le gérer directement sous ESPHome. Aujourd'hui les customs ne sont plus géré sous ESPHome, donc je propose ce GitHub où avec ChatGPT j'ai développé un external component.


Il suffit de remplacer le potentiomètre par les PIN 567 du MCP. Sur l'ESP8266, j'avais aussi rajouté un contacteur pour allumer ou éteindre l'alimentation de PC via un des câbles (celui qui permet d'allumer le PC au final)
Et voila on a une alimentation "Smart" ! Mais vraiment une mauvaise alimentation, j'avais 70% de rendement à la charge et seulement 250W de puissance de charge max.

Pour faire mieux, j'ai regardé si à tout hasard, on ne pouvait pas trouver des alimentations CC avec le même genre de potentiomètre que le convertisseur Boost et bingo, j'ai trouvé ça :

Bien plus puissant, meilleure rendement (~90%), juste le potentiomètre CC est de 5kOhm. J'ai juste rajouté une 10kOhm en parallèle du MCP41010, après plusieurs tests, je n'ai branché que 2 des pins du MCP en parallèle de la 10kOhm, sur l'autre partie j'ai mis quelques kOhm en fixe, ça me permet de descendre plus bas en courant.
J'ai aussi mis un relais sur la partie AC de l'alimentation qui est commandé par un petit relais DC commandé par une sortie de l'ESP. Ca permet de "débrancher" l'alimentation quand je ne m'en sert pas

Maintenant on a un smart chargeur sous ESPHome contrôlable par Home Assistant en fonction du surplus ! Et bien que ça ressemble à une usine à gaz, il réagit très vite, quelques secondes tout au plus, il est aussi rapide (ou lent selon le point de vue) et la récupération des infos du MSunPV


Voila, j'ai écrit 2 gros bouts, j'attaque demain si j'ai le temps le reste du matériel et ensuite j'explique comment je gère ça sous HA

Merci beaucoup pour ce partage !
Je vais étudier ça de très près...

Bonjour et merci Jonathan,

voila ce qu'il manquait a mon install pouvoir piloter alim via esp, afin de ne pas faire de bêtises peux tu nous faire un petit shema du branchement avec l'alim ali ?

merci d'avance

Patrick

Coucou, désolé de pas avoir eu le temps de compléter plus tôt... ça va prendre du temps avant d'être complet de toute façon.

Chargeur (suite)
Donc voici le schéma "paint" du branchement du MCP41010 sur l'ESP8266 et sur l'alimentation. Il faut au préalable démonter la carte et déssouder le potentiomètre qui limite l'intensité. Sur mon alimentation c'était celui près du bord, mais il faudra vérifier au cas par cas.

Il faut aussi vérifier le calibre du potentiomètre. Dans mon cas, c'était un 5KOhm max donc le MCP41010 (0=>10kOhm, 256 niveaux) était le plus approprié. En mettant en parallèle une résistance de 10kOhm comme dans le schéma, on peut exploiter toute la dynamique du MCP, mais la puissance ne sera pas linéaire avec la valeur. Pour ma part, je viens de revoir ce que j'ai fait, je ne l'ai pas mise, mais j'utilise que la moitié de la dynamique (120 niveaux), mais c'est c'est pas vraiment linéaire non plus :


J'ai pas revérifié sur mon montage si les PIN 5/6 ou 6/7 du MCP à relier à l'alimentation, j'ai relu la DATASHEET, ça doit etre ce que j'ai mis sur le schéma mais je peux me tromper. Dans ce cas la puissance sera MAX pour le MCP à 0. Il faudra soit changer les PIN (se brancher sur 5-6) soit modifier le code de l'ESP.

Normalement la PIN 5 du MCP devrait être reliée à l'alimentation mais j'ai constaté que ainsi (avec 1kOhm fixe)ça me permettait de descendre plus bas en puissance. Plus pratique pour réguler, mais les contre sont : perte de rendement à basse puissance, chute de la tension de sortie (j'ai du remonter avec le potentiomètre interne), et je suspecte une perte de linéarité. C'est à vérifier et à adapter en fonction de ce que vous voyez. Pour ma part, en plus bas j'ai 50W de consommation AC pour 33W DC avec le MCP à 0 (66% de rendement). Je me limite au niveau 120 sur le MCP, ce qui me fait 935W AC pour 820W DC (87% de rendement).


Voila ma dernière calibration pour s'en rendre compte, faite sur la puissance AC consommé (le but c'est quand même de charger avec le surplus)

Attention, il existe au moins 2 formats pour la puce, la taille standard et la taille micro, qui est impossible à monter sans un PCB. J'ai du me résoudre à acheter en plus un PCB d'adaptation


Le code ESPHome comme indiqué dans le message précédent, je le propose sur ce GIT . Et j'ai mis quelques boutons

Le bouton charge, c'est pour alimenter ou pas le charge avec un relais électromécanique commandé par un petit relais statique 3.3V piloté sur une sortie de l'esp :

Génial !! merci Jonathan pas de souci on a tous nos tafs a coté

Je commande le matos