Capteur de radiation solaire et estimation puissance photovoltaïque DIY sous ESPHome

Do It Yourself Vos Projets
, ,
1

Bonjour à tous,

Ça fait un petit moment que, quand j’ai un peu de temps, je travail sur une solution viable pour estimer ma puissance solaire instantanée.
J’en ai besoin car je suis en zéro injection, et du coup, lorsque je n’ai pas de consommateurs allumés, je suis incapable de déterminer la puissance solaire disponible.

J’avais essayé un pyranomètre PYR20, mais il avait tendance à surestimer la puissance et de façon non linéaire, donc inexploitable, sans parler du prix qui peut être un frein.

En cherchant sur le net je suis tombé sur ce post dans un forum de VAE (velo à assistance électrique) : Irradiancemètre DIY

Le montage est relativement simple : un microcontrôleur, un capteur de courant et un panneau solaire.

Le principe de la mesure : le courant de court-circuit (Icc) d’un panneau solaire est l’image de la radiation solaire.

Je me suis donc lancé dans la conception d’une petite carte électronique avec un ESP32-C3 :

image
image872×761 89 KB

image
image792×683 67.7 KB

Le logiciel embarqué dans l’ESP32 est basé sur ESPHome, il s’occupe de mesurer régulièrement le courant de court-circuit du panneau solaire et de faire le calcul pour sortir la puissance théorique de mon installation.

Voici le résultat en posant le panneau solaire à même le sol et orienté à peu près comme le toit :

image
image1640×393 128 KB

Globalement le suivi est très correct, j’ai bridé le maximum en tenant compte de la puissance maxi de mon onduleur, c’est pour ça qu’il y a un plateau sur la partie maxi

1000026007
10000260071920×1437 223 KB

A l’heure d’aujourd’hui, il me reste à créer un support pour positionner le capteur sur mon toit et affiner les coefficients des calculs pour coller au plus près de la réalité.

A terme, je mettrais toutes les sources (logiciel et CAO) sur un github pour que le projet puisse servir à d’autres.

6 « J'aime »
2

Bravo,

Super project et bravo pour la réalisation de la carte PCB !

Par contre, je comprend pas pourquoi la solution a base d’un pyranomètre PYR20 ne fonctionne pas pour toi

Exemple chez moi, ce matin où on vois bien que le PYR20 fonctionne comme il faut car toujours très proche de la production (sauf a la fin, où j’ai plus de consommateur)

Capture d’écran du 2025-07-30 14-35-48
Capture d’écran du 2025-07-30 14-35-481939×1105 167 KB

Bonne journée

3

Merci pour tes compliments :wink:

Alors pour le PYR20, c’est peut être en parti à cause de moi, je l’ai démonté pour remplacer les fils par mon câble, ceci dans le but de ne pas avoir de raccord entre le capteur et mon ESP32 qui l’interrogeait.
Peut-être que du coup la calibration était faussée, mais ce qui est étonnant c’est que j’avis des résultat correct tant que le temps n’état pas trop dégagé, sans nuage et quand le soleil était haut, j’arrivais à avoir des valeurs au de-là de 1200W/m² :grimacing:.
C’est pour ça que j’ai préféré le renvoyer et trouver une autre solution.

4

Salut !
Félicitation pour ton capteur qui est effectivement une solution simple et relativement fiable concernant le suivi de la production solaire.
As-tu une correction de la température de ton panneau pour les différences entre la période estivale et hivernale ? Connais-tu approximativement le coût de ton capteur de manière globale ?
En tous cas bravo et merci du partage avec la communauté HACF !

5

Effectivement, je n’avais pas trop regardé la partie température, car je pensais que le courant de sortie était proportionnel à la puissance, mais il n’est proportionnel qu’à l’irradiance.

Tu as raison, il faut que j’ajoute un capteur de température collé sur mon panneau pour déterminer plus fidèlement la puissance théorique, sinon je risque d’avoir de gros écart suivant la saison.

Aucune idée du coût, je vais faire la liste du matériel valorisé ( BOM) pour savoir. En tout cas le petit panneau solaire provient d’une vielle lampe de jardin solaire qui était à la déchetterie, je voulais absolument un modèle en verre et pas un modèle en epoxy car ça vieilli beaucoup mieux dans le temps, l’époxy ayant tendance à se ternir

6

Normalement dans la datasheet de ton panneau photovoltaique tu dois avoir le courant de court-circuit « Isc » à 25°C (norme STC) ainsi que les données de variation de celui-ci en fonction de la température des cellules du panneau (%/°C).

En général le courant « Isc » augmente légèrement avec la température, à l’inverse, la tension diminue.

Exemple de données :

1 « J'aime »
7

Salut,

Voici quelques nouvelles de mon projet, le capteur a pris place sur le toit hier.

Je lui ai ajouté un capteur de température (CTN), que j’ai collé au dos du panneau solaire de mon installation le plus proche.
J’ai modifié ma carte actuelle pour qu’elle puisse lire la la valeur de la CTN, je ferais une mise à jour du PCB ultérieurement.

Le code ESPHome a été modifié pour pouvoir intégrer la correction en température sur la puissance.

J’ai “calibré” le gain du panneau ce matin vers 9h, le suivi de la journée est plutôt prometteur, à suivre lorsqu’il y aura de forte variation de température.

Puissance réelle (jaune) par rapport au calcul théorique (bleu) :

image
image1633×458 53.6 KB

évolution de la température sur la même période :

image
image1630×409 40.1 KB

zoom de la puissance réelle par rapport au calcul théorique :

image
image1658×443 44 KB

Détail de l’installation mécanique :

- le boitier vient prendre le cadre par un système de “pince” avec une pièce amovible

IMG_20250921_094309
IMG_20250921_0943091920×1437 98.4 KB

Je m’occupe de faire un dossier propre (BOM, schéma à jour, routage, et github) dès que j’ai un peu de temps à consacrer à ça.

2 « J'aime »
8

Bonjour à tous,

Voici le dépôt GitHub du projet que je viens de finaliser:

Il intègre la partie schéma / routage, la CAO du boitier de maintien du panneau solaire et le fichier de config yaml pour ESPHome
Il y aura peut être des choses à améliorer / corriger par la suite, c’est mon premier dépôt public :smiling_face:

3 « J'aime »
9

Salut @alex71,

Merci pour ton partage, beau projet !

Dommage de ne pas avoir participé au concours DIY car ton projet est plutôt complet.

Petite remarque, même si je ne suis pas du tout expert en licence, tu peux mettre par précaution mettre une licence GPL V3 (à vérifier) pour protéger ton projet de l’industrialisation. Certain ici pourrons mieux t’aiguiller que moi.

Sinon petite remarque de conception, retire assez vite les wago car avec le chaud/froid, tu va avoir à mon avis des soucis d’oxydation du fait de la condensation. Mais sinon c’est propre !

Tu as utilisé quoi comme matière pour l’impression ?

1 « J'aime »
10

Salut @Neuvidor ,

Oui j’avais pour but de participer, mais j’était un peu juste en timing et je ne voulais pas bâcler juste pour ça. Ce sera pour une prochaine fois :wink:

Merci pour tes remarques, je vais regarder de plus près pour cette histoire de licence, je découvre tout ça petit à petit.

Oui les wago c’est pas top j’en suis bien conscient, à voir par la suite si j’observe des valeurs incohérentes d’ici quelques temps et je ferais différemment. Mais pour être tout à fait franc, j’avais un peut la flemme de monter le fer à souder en étant perché sur le toit :sweat_smile:

Le boitier est imprimé en ASA, de ce que j’avais vu c’est bien adapté pour un usage extérieur.

1 « J'aime »
11

Si ton capteur donne satisfaction, tu peux potentiellement noyer l’ensemble dans du silicone et rajouter un petit connecteur étanche qui serait également simple à gérer en cas de remplacement futur.

1 « J'aime »