Chytrý termostat „Pomocník“ s lineárním nastavením výkonu, „Wi-Fi Voltage Controller“

Open-source projekt: Vytvoření chytrého termostatu „Pomocník“ s lineárním nastavením výkonu, „Wi-Fi Voltage Controller“

Abstrakt: Vytvoření zařízení schopného lineárně řídit výstupní výkon a přizpůsobovat výstupní výkon v reálném čase podle aktuálního výkonu ze sítě fotovoltaického systému, s cílem minimalizovat množství energie, kterou fotovoltaický systém dodává do sítě.

Úvod

Společnost IAMMETER se dlouhodobě snaží pomáhat zákazníkům optimalizovat účinnost jejich fotovoltaických systémů. S rostoucím rozdílem mezi výkupními cenami elektřiny a náklady na elektřinu roste snaha minimalizovat spotřebu elektřiny ze sítě a maximalizovat míru vlastní spotřeby fotovoltaických systémů.

Obecně existují dva přístupy ke zvýšení míry vlastní spotřeby:

Zavedení systému bateriového úložiště. (IAMMETER nabízí funkci, která zákazníkům pomáhá posoudit, zda se zavedení systému bateriového úložiště vyplatí Zpráva: Předpověď přínosů bateriového úložiště na základě skutečného využití)
Racionální řízení zátěže, ideálně s úpravou v reálném čase podle výkonu ze sítě.

Tento článek se zabývá především druhým přístupem – vytvořením zařízení schopného lineárně řídit výstupní výkon, vybaveného následujícími funkcemi:

Poskytuje funkci Wi-Fi (s využitím ESP32) pro ovládání výstupního výkonu přes Wi-Fi.
Lineárně řídí maximální výstupní výkon prostřednictvím režimu regulace napětí (protože řídí napětí, je doporučován pro čistě odporové zátěže, jako je topné těleso bojleru).
Podporuje maximální jednofázovou odporovou zátěž 3,5 kW, kterou lze použít v sérii s termostatem.
Podporuje manuální režim umožňující ruční nastavení maximálního výstupního výkonu. Podporuje také automatický režim, který v reálném čase upravuje nastavení maximálního výstupního výkonu na základě údajů z dalších elektroměrů nebo systémových údajů o výkonu ze sítě.

Schéma systému

Diagram zobrazující uspořádání a zapojení systému regulace hodnoty výkonu

Modul regulace napětí (podporuje odporovou zátěž do 3,5 kW)

Použili jsme standardní modul regulace napětí, který zvládne odporovou zátěž až 3,5 kW v jednofázovém systému 220 V.

Tento modul také poskytuje standardní analogový vstup signálu (4-20 mA, 1-5 V) a digitální řídicí rozhraní RS485.

Integrovali jsme modul Wi-Fi (ESP32) dovnitř modulu regulátoru napětí.

Snímky vnitřního a vnějšího pohledu na regulátor napětí s modulem Wi-Fi

Po přidání modulu Wi-Fi vypadá celý modul regulace napětí následovně (modul Wi-Fi je již nainstalován uvnitř plastového krytu).

Experiment

Aby bylo řešení otevřenější, nejprve jsme jej otestovali pomocí firmwaru ESP Home.

Po jednoduché konfiguraci můžete maximální výstupní výkon ovládat přímo v Home Assistant, s kroky nastavení výkonu po 10 W.

Později zveřejníme příslušné konfigurační soubory ESP Home na GitHubu.

control the power value output in linear

Integrace s produkty IAMMETER

Jedním z hlavních účelů vytvoření tohoto „Wi-Fi Voltage Controller“ je poskytnout systému IAMMETER zátěž, která dokáže lineárně řídit výstupní výkon.

Tento „Wi-Fi Voltage Controller“ lze později integrovat se všemi chytrými elektroměry IAMMETER (WEM3080, WEM3080T, WEM3046T, WEM3050T) prostřednictvím jednotného rozhraní API IAMMETER, přičemž čte data o výkonu ze sítě v reálném čase (1 s/s) přes rozhraní Modbus/TCP a v reálném čase přizpůsobuje maximální výstupní výkon dodávaný topnému tělesu tak, aby byl maximálně využit výkon dodávaný do sítě z fotovoltaického systému.

Tento „Wi-Fi Voltage Controller“ se samozřejmě neomezuje pouze na použití s produkty IAMMETER; teoreticky jej lze použít s jakýmkoli hardwarem, který lze integrovat do Home Assistant.

Žádost o testovací vzorky

Pokud máte doma ovladatelné zařízení, například bojler s odporovým topným tělesem, a toto zařízení vás zajímá, můžete nás kontaktovat a požádat o testovací vzorek.

Za vzorek si účtujeme poplatek 100 USD, který zahrnuje náklady na dopravu a produkt.