En smart termostat-«hjelper» med lineær effektjustering, «Wi-Fi-spenningskontroller»

Åpent kildekode-prosjekt: Lage en smart termostat-«hjelper» med lineær effektjustering, «Wi-Fi-spenningskontroller»

Sammendrag: Lag en enhet som kan kontrollere lineær effektutgang, og justere effektutgangen i sanntid basert på strømnettets live-effekt fra solcellesystemet, med mål om å minimere mengden effekt solcellesystemet eksporterer til nettet.

Innledning

IAMMETER har vært dedikert til å hjelpe kunder med å optimalisere effektiviteten til solcellesystemene sine. Med det økende gapet mellom innmatingstariffer for strøm og strømkostnader, er det et ønske om å minimere strømforbruket fra nettet og maksimere selvforsyningsgraden til solcellesystemene.

Det finnes generelt to tilnærminger for å øke selvforsyningsgraden:

Innføre et batterilagringssystem. (IAMMETER tilbyr en funksjon som hjelper kunder med å vurdere om det er kostnadseffektivt å innføre et batterilagringssystem Rapport: Forutsi fordeler med batterilagring basert på faktisk bruk)
Kontrollere lasten rasjonelt, ideelt sett justert i sanntid basert på strømnettets effekt.

Denne artikkelen tar hovedsakelig for seg den andre tilnærmingen: å lage en enhet som er i stand til å kontrollere effektutgangen lineært, utstyrt med følgende funksjoner:

Gir Wi-Fi-funksjonalitet (ved bruk av ESP32) for å kontrollere effektutgangen via Wi-Fi.
Kontrollerer maksimal effektutgang lineært gjennom spenningsreguleringsmodus (siden den kontrollerer spenning, anbefales den for rent resistive laster, for eksempel et varmeelement i en kjele).
Støtter en maksimal enfaset resistiv last på 3,5 kW, som kan brukes i serie med en termostat.
Støtter manuell modus, som tillater manuell innstilling av maksimal utgangseffekt. Støtter automatisk modus, som justerer innstillingen for maksimal utgangseffekt i sanntid basert på andre målere eller systemets nettdata.

Systemdiagram

Diagram som viser utformingen og tilkoblingene til effektverdikontrollsystemet

Spenningsreguleringsmodul (støtter opptil 3,5 kW resistiv last)

Vi har tatt i bruk en standard spenningsreguleringsmodul som kan støtte opptil en 3,5 kW resistiv last i et enfaset 220V-system.

Denne modulen tilbyr også standard analog signalinngang (4-20mA, 1-5V) og et RS485 digitalt kontrollgrensesnitt.

Vi har integrert Wi-Fi-modulen (ESP32) inne i spenningsregulatormodulen.

Bilder som viser innsiden og utsiden av spenningsregulatoren med Wi-Fi-modul

Etter å ha lagt til Wi-Fi-modulen, ser hele spenningsreguleringsmodulen ut som følger (Wi-Fi-modulen er allerede installert inne i et plasthus).

Eksperiment

For å gjøre løsningen mer åpen, testet vi den først med ESP Home-fastvare.

Etter enkel konfigurasjon kan du direkte kontrollere maksimal utgangseffekt i Home Assistant, med effektjusteringstrinn på 10W.

Senere vil vi legge ut de relevante ESP Home-konfigurasjonsfilene på Github.

kontroller effektverdien lineært

Integrasjon med IAMMETER-produkter

Et hovedformål med å lage denne «Wi-Fi-spenningskontrolleren» er å tilby en last som kan styre effektutgangen lineært for IAMMETER-systemet.

Senere kan denne «Wi-Fi-spenningskontrolleren» integreres med alle IAMMETERs smarte målere (WEM3080, WEM3080T, WEM3046T, WEM3050T) via det enhetlige IAMMETER API-grensesnittet, lese sanntids nettdata (1s/s) via modbus/tcp-grensesnittet, og justere den maksimale effektutgangen til varmeren i sanntid for å maksimere utnyttelsen av solcellesystemets innmatingseffekt.

Selvfølgelig er denne «Wi-Fi-spenningskontrolleren» ikke begrenset til bruk kun med IAMMETER-produkter; teoretisk sett kan den brukes sammen med all maskinvare som kan integreres i Home Assistant.

Forespørsel om testprøver

Hvis du har en kontrollerbar enhet hjemme, for eksempel en kjele som bruker en resistiv varmeovn, og du er interessert i denne enheten, kan du kontakte oss for å søke om en testprøve.

Vi vil kreve et gebyr på $100 USD, som inkluderer frakt- og produktkostnader.