Pametni »pomočnik« za termostat z linearno regulacijo moči – »Wi-Fi napetostni krmilnik«

Odprtokodni projekt: izdelava pametnega »pomočnika« za termostat z linearno regulacijo moči – »Wi-Fi napetostni krmilnik«

Povzetek: izdelajte napravo, ki lahko linearno krmili izhodno moč in izhodno moč v realnem času prilagaja glede na trenutno omrežno moč iz fotovoltaičnega sistema, s ciljem čim bolj zmanjšati količino moči, ki jo fotovoltaični sistem oddaja v omrežje.

Uvod

IAMMETER si prizadeva pomagati strankam optimizirati učinkovitost njihovih fotovoltaičnih sistemov. Zaradi vse večje razlike med odkupno ceno električne energije in stroški električne energije obstaja želja po čim manjši porabi električne energije iz omrežja in čim večji stopnji lastne porabe fotovoltaičnih sistemov.

Na splošno obstajata dva pristopa k povečanju stopnje lastne porabe:

Uvedba sistema za shranjevanje energije v baterijah. (IAMMETER ponuja funkcijo, ki strankam pomaga oceniti, ali je uvedba sistema za shranjevanje energije v baterijah stroškovno upravičena Poročilo: napovedovanje koristi shranjevanja energije v baterijah na podlagi dejanske porabe)
Smotrno krmiljenje porabnikov, po možnosti s prilagajanjem v realnem času glede na omrežno moč.

Ta članek obravnava predvsem drugi pristop – izdelavo naprave, ki lahko linearno krmili izhodno moč in ima naslednje funkcije:

Zagotavlja Wi-Fi funkcionalnost (z uporabo ESP32) za krmiljenje izhodne moči prek Wi-Fi.
Linearno krmili največjo izhodno moč prek načina regulacije napetosti (ker krmili napetost, je priporočljiv za čisto ohmske porabnike, kot je grelni element bojlerja).
Podpira največjo enofazno 3,5 kW ohmsko obremenitev, ki jo lahko uporabljate zaporedno s termostatom.
Podpira ročni način, ki omogoča ročno nastavitev največje izhodne moči. Podpira tudi samodejni način, ki nastavitev največje izhodne moči prilagaja v realnem času glede na podatke o omrežni moči drugih števcev ali sistema.

Sistemski diagram

Diagram displaying the layout and connections of the power value control system

Modul za regulacijo napetosti (podpira do 3,5 kW ohmsko obremenitev)

Uporabili smo standardni modul za regulacijo napetosti, ki lahko v enofaznem sistemu 220 V podpira do 3,5 kW ohmske obremenitve.

Ta modul ponuja tudi standardni analogni signalni vhod (4-20 mA, 1-5 V) in digitalni krmilni vmesnik RS485.

Modul Wi-Fi (ESP32) smo vgradili v modul za regulacijo napetosti.

Images showing the internal and external views of the voltage regulator with Wi-Fi module

Po dodajanju modula Wi-Fi celoten modul za regulacijo napetosti izgleda tako (modul Wi-Fi je že nameščen v plastičnem ohišju).

Eksperiment

Da bi bila rešitev bolj odprta, smo jo sprva preizkusili z vdelano programsko opremo ESP Home.

Po preprosti konfiguraciji lahko največjo izhodno moč neposredno krmilite v Home Assistant, s koraki prilagajanja moči po 10 W.

Kasneje bomo ustrezne konfiguracijske datoteke ESP Home objavili na Githubu.

linear control of the power value output

Integracija z izdelki IAMMETER

Eden glavnih namenov izdelave tega »Wi-Fi napetostnega krmilnika« je zagotoviti porabnik, ki lahko linearno krmili izhodno moč za sistem IAMMETER.

Kasneje lahko ta »Wi-Fi napetostni krmilnik« integriramo z vsemi pametnimi števci IAMMETER (WEM3080, WEM3080T, WEM3046T, WEM3050T) prek poenotenega vmesnika API IAMMETER, tako da beremo podatke o omrežni moči v realnem času (1s/s) prek vmesnika modbus/tcp ter največjo izhodno moč, ki se zagotavlja grelniku, prilagajamo v realnem času, da kar najbolje izkoristimo moč, ki jo fotovoltaični sistem oddaja v omrežje.

Seveda ta »Wi-Fi napetostni krmilnik« ni omejen le na uporabo z izdelki IAMMETER; teoretično ga je mogoče uporabljati skupaj s katero koli strojno opremo, ki jo je mogoče integrirati v Home Assistant.

Zahtevek za preskusne vzorce

Če imate doma krmiljivo napravo, na primer bojler z uporovnim grelnikom, in vas ta naprava zanima, nas lahko kontaktirate in zaprosite za preskusni vzorec.

Zaračunali bomo pristojbino v višini 100 USD, ki vključuje stroške pošiljanja in stroške izdelka.