Inteligentny termostat „Pomocnik” z liniową regulacją mocy, „Wi-Fi Voltage Controller”

Projekt Open Source: Tworzenie inteligentnego termostatu „Pomocnik" z liniową regulacją mocy, „Wi-Fi Voltage Controller"

Streszczenie: Stworzenie urządzenia zdolnego do liniowej regulacji mocy wyjściowej, dostosowującego moc wyjściową w czasie rzeczywistym na podstawie bieżącej mocy sieciowej z systemu fotowoltaicznego, w celu zminimalizowania ilości energii eksportowanej do sieci.

Wprowadzenie

IAMMETER od dawna pomaga klientom optymalizować wydajność ich systemów fotowoltaicznych. Wraz z rosnącą różnicą między cenami energii oddawanej do sieci a kosztami energii elektrycznej, rośnie chęć minimalizacji zużycia energii z sieci i maksymalizacji wskaźnika autokonsumpcji systemów fotowoltaicznych.

Istnieją generalnie dwa podejścia do zwiększenia wskaźnika autokonsumpcji:

Wprowadzenie systemu magazynowania energii (akumulatorów). (IAMMETER oferuje funkcję pomagającą klientom ocenić, czy opłaca się wprowadzić system magazynowania energii Raport: Prognozowanie korzyści z magazynowania energii na podstawie rzeczywistego zużycia)
Racjonalne sterowanie obciążeniem, najlepiej w czasie rzeczywistym na podstawie mocy sieciowej.

Ten artykuł dotyczy głównie drugiego podejścia — stworzenia urządzenia zdolnego do liniowej regulacji mocy wyjściowej, wyposażonego w następujące funkcje:

Zapewnia łączność Wi-Fi (z wykorzystaniem ESP32) do sterowania mocą wyjściową przez Wi-Fi.
Steruje maksymalną mocą wyjściową liniowo poprzez tryb regulacji napięcia (ponieważ steruje napięciem, zalecany do obciążeń czysto rezystancyjnych, takich jak element grzejny bojlera).
Obsługuje maksymalne jednofazowe obciążenie rezystancyjne 3,5 kW, może być używany szeregowo z termostatem.
Obsługuje tryb ręczny, umożliwiający ręczne ustawienie maksymalnej mocy wyjściowej. Obsługuje tryb automatyczny, który dostosowuje ustawienie maksymalnej mocy wyjściowej w czasie rzeczywistym na podstawie danych z innych liczników lub systemowej mocy sieciowej.

Schemat systemu

Diagram przedstawiający układ i połączenia systemu regulacji mocy

Moduł regulacji napięcia (obsługuje do 3,5 kW obciążenia rezystancyjnego)

Zastosowaliśmy standardowy moduł regulacji napięcia, który może obsłużyć do 3,5 kW obciążenia rezystancyjnego w systemie jednofazowym 220 V.

Moduł ten zapewnia również standardowe wejście sygnału analogowego (4-20 mA, 1-5 V) oraz cyfrowy interfejs sterowania RS485.

Zintegrowaliśmy moduł Wi-Fi (ESP32) wewnątrz modułu regulatora napięcia.

Zdjęcia przedstawiające widok wewnętrzny i zewnętrzny regulatora napięcia z modułem Wi-Fi

Po dodaniu modułu Wi-Fi cały moduł regulacji napięcia wygląda następująco (moduł Wi-Fi został już zamontowany wewnątrz plastikowej obudowy).

Eksperyment

Aby rozwiązanie było bardziej otwarte, początkowo przetestowaliśmy je z użyciem oprogramowania ESP Home.

Po prostej konfiguracji można bezpośrednio sterować maksymalną mocą wyjściową w Home Assistant, z krokiem regulacji mocy co 10 W.

Później opublikujemy odpowiednie pliki konfiguracyjne ESP Home na Githubie.

control the power value output in linear

Integracja z produktami IAMMETER

Jednym z głównych celów stworzenia tego „Wi-Fi Voltage Controller" jest zapewnienie obciążenia, które może liniowo regulować moc wyjściową dla systemu IAMMETER.

Później ten „Wi-Fi Voltage Controller" może być zintegrowany ze wszystkimi inteligentnymi licznikami IAMMETER (WEM3080, WEM3080T, WEM3046T, WEM3050T) poprzez ujednolicony interfejs API IAMMETER, odczytując dane o mocy sieciowej w czasie rzeczywistym (1s/s) przez interfejs Modbus/TCP i dostosowując maksymalną moc wyjściową dostarczaną do grzałki w czasie rzeczywistym, aby maksymalnie wykorzystać moc oddawaną do sieci przez system fotowoltaiczny.

Oczywiście, ten „Wi-Fi Voltage Controller" nie ogranicza się do użytku wyłącznie z produktami IAMMETER; teoretycznie może być używany z dowolnym sprzętem, który można zintegrować z Home Assistant.

Prośba o próbki testowe

Jeśli masz w domu urządzenie, które można sterować, takie jak bojler z grzałką rezystancyjną, i jesteś zainteresowany tym urządzeniem, skontaktuj się z nami, aby ubiegać się o próbkę testową.

Pobieramy opłatę w wysokości 100 USD, która obejmuje koszty wysyłki i produktu.