Le premier article de la série posait les bases d'un EMS résidentiel open source avec Home Assistant et les produits Zigbee NodOn. Le deuxième article montrait comment mesurer précisément les flux d'énergie avec le SEM-4-1-00. Le troisième article expliquait comment exploiter ces données pour optimiser l'autoconsommation photovoltaïque.
Ce quatrième et dernier article entre dans le concret : comment piloter un chauffe-eau avec le SIN-4-1-21 pour transformer directement le surplus solaire en eau chaude ? Pascal Stephany partage son retour d'expérience.
La série complète :
- Construire un EMS résidentiel avec Home Assistant et les produits Zigbee NodOn
- Mesurer les flux énergétiques avec le SEM-4-1-00 : la première étape vers une maison plus économe
- Optimiser son autoconsommation photovoltaïque grâce à Home Assistant et aux solutions Zigbee NodOn
- Piloter un chauffe-eau avec le SIN-4-1-21 : transformer le surplus solaire en eau chaude
Piloter un chauffe-eau avec le SIN-4-1-21 : transformer le surplus solaire en eau chaude
Article 4/4 de la série « L'EMS résidentiel par Pascal Stephany »
Et si votre chauffe-eau devenait votre première batterie d'énergie ?
Lorsque l'on installe des panneaux photovoltaïques, une partie de l'électricité produite est souvent injectée sur le réseau faute d'être consommée immédiatement. Pourtant, cette énergie peut être valorisée autrement.
L'une des solutions les plus simples et les plus rentables consiste à utiliser le surplus photovoltaïque pour produire de l'eau chaude sanitaire. Grâce à Home Assistant et au SIN-4-1-21 de NodOn, il devient possible d'automatiser cette gestion et d'augmenter significativement son taux d'autoconsommation.
Le chauffe-eau : une batterie thermique souvent sous-estimée
Contrairement à une batterie électrique, un ballon d'eau chaude stocke l'énergie sous forme de chaleur. Chaque kilowattheure utilisé pour chauffer l'eau est un kilowattheure qui ne sera pas acheté plus tard sur le réseau.
Avant même d'investir dans un système de stockage, optimiser le fonctionnement du chauffe-eau constitue donc l'un des meilleurs leviers pour valoriser la production photovoltaïque.
Un pilotage intelligent avec le SIN-4-1-21
Le SIN-4-1-21 est un module Zigbee multifonction qui combine commande et mesure de consommation. Installé sur l'alimentation du chauffe-eau ou sur son circuit de commande, il permet à Home Assistant de :
- commander automatiquement le fonctionnement du ballon (3 000 W max) ;
- mesurer la puissance consommée ;
- suivre l'énergie utilisée ;
- intégrer ces données dans les tableaux de bord énergétiques.
Le module devient ainsi un véritable acteur de la stratégie énergétique de l'habitation.
L'intelligence vient de Home Assistant
Dans mon installation, le chauffe-eau n'est jamais piloté selon une simple programmation horaire. Home Assistant analyse en permanence plusieurs informations de metering (SEM-4-1-00) :
- la puissance photovoltaïque produite ;
- la consommation instantanée de la maison ;
- la puissance injectée sur le réseau ;
- l'état de charge des batteries ;
- les autres équipements prioritaires.
Lorsque les conditions sont réunies, le système décide automatiquement d'autoriser la chauffe de l'eau. À l'inverse, si le surplus disparaît ou qu'un équipement prioritaire démarre, le chauffe-eau peut être arrêté afin de préserver l'équilibre énergétique de la maison.
Une logique d'optimisation évolutive
L'intérêt d'une solution ouverte comme Home Assistant est de pouvoir adapter les règles selon les besoins. Quelques exemples de scénarios :
- chauffer uniquement lorsque le surplus dépasse une certaine puissance ;
- suspendre la chauffe si une batterie est en cours de recharge ;
- éviter tout fonctionnement pendant les heures de forte consommation ;
- relancer automatiquement le chauffe-eau si l'eau n'a pas atteint sa température minimale en fin de journée.
Chaque installation peut ainsi définir sa propre stratégie d'autoconsommation.
Mesurer pour optimiser
Le suivi de la consommation est tout aussi important que le pilotage. Grâce aux mesures remontées par le SIN-4-1-21 et aux compteurs d'énergie SEM-4-1-00 de l'installation, il devient possible de visualiser :
- la puissance instantanée du chauffe-eau ;
- l'énergie consommée chaque jour ;
- la part couverte par la production photovoltaïque ;
- l'impact sur l'autoconsommation globale.
Ces indicateurs permettent d'ajuster progressivement les automatisations pour tirer le meilleur parti de chaque journée ensoleillée.
Une intégration naturelle dans Home Assistant
Le SIN-4-1-21 communique en Zigbee et s'intègre facilement dans Home Assistant via Zigbee2MQTT ou ZHA. Il devient alors une brique supplémentaire d'un système de gestion énergétique capable de dialoguer avec :
- les compteurs d'énergie ;
- les batteries domestiques ;
- les onduleurs photovoltaïques ;
- les bornes de recharge ;
- les autres équipements connectés.
Cette approche ouverte offre une grande liberté pour faire évoluer son installation au fil du temps.
Mon retour d'expérience
Dans mon installation, le chauffe-eau est considéré comme une batterie thermique virtuelle. Associé à Home Assistant et au SIN-4-1-21, il absorbe une partie du surplus photovoltaïque avant même que celui-ci ne soit injecté sur le réseau.
Cette stratégie permet non seulement d'améliorer le taux d'autoconsommation, mais également de réduire la sollicitation des batteries électriques lorsque la production solaire est abondante.
Dans mon foyer de 2 personnes, le chauffe-eau « BECS » est un 150 L et sa résistance consomme environ 1 600 W. Sa consommation d'énergie est de plus ou moins 2,5 kWh/jour, soit 2 h de routage prioritaire quand mon surplus excède 1 500 W.
En hiver ou quand les conditions n'assurent pas un surplus photovoltaïque suffisant, le chauffe-eau passe en marche forcée sur la période Heure Creuse. Cette stratégie me permet d'assurer une eau chaude à plus de 55 °C toute l'année.
Finalement, l'eau chaude produite pendant la journée devient une énergie stockée… qui sera utilisée plusieurs heures plus tard, sans avoir consommé un seul watt du réseau.
À retenir
✔ Le chauffe-eau est une batterie thermique qui stocke l'énergie solaire sous forme de chaleur, sans investissement supplémentaire.
✔ Le SIN-4-1-21 permet de commander et mesurer simultanément la consommation du chauffe-eau.
✔ Home Assistant analyse la production photovoltaïque en temps réel pour décider automatiquement quand chauffer l'eau.
✔ La logique d'automatisation est entièrement personnalisable selon les besoins de chaque installation.
✔ Chaque kWh utilisé pour chauffer l'eau est un kWh qui ne sera pas acheté sur le réseau.
✔ L'ensemble repose sur un écosystème Zigbee ouvert, interopérable et évolutif.
Produits utilisés
- SIN-4-1-21 – Module Multifonction avec mesure de consommation Zigbee
- SEM-4-1-00 – Compteur d'Énergie Intelligent Zigbee
eHome Labs
Passionné de domotique depuis plus de 20 ans, je fais évoluer mon installation au rythme de mes expérimentations et des nouvelles technologies. Chaque automatisation est testée en conditions réelles avant d'être adoptée au quotidien, faisant de cette installation un véritable laboratoire grandeur nature.
Cette approche me permet d'affiner en permanence la stratégie énergétique de la maison et d'exploiter pleinement les possibilités offertes par Home Assistant et les solutions Zigbee NodOn.
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