En smart termostat “hjälpare” med linjär effektjustering, “Wi-Fi-spänningsregulator”

Open Source-projekt: Skapa en smart termostat "hjälpare" med linjär effektjustering, "Wi-Fi-spänningsregulator"

Sammanfattning: Skapa en enhet som kan styra linjär effektutgång, justera effektutgången i realtid baserat på den aktuella nätströmmen från solcellssystemet, med målet att minimera den mängd effekt som solcellssystemet exporterar till elnätet.

Introduktion

IAMMETER har alltid strävat efter att hjälpa kunder att optimera effektiviteten i sina solcellssystem. I takt med att gapet mellan inmatningspriser för el och elkostnader ökar, finns en önskan att minimera elförbrukningen från nätet och maximera egenförbrukningsgraden i solcellssystemen.

Det finns i allmänhet två sätt att öka egenförbrukningsgraden:

Införa ett batterilagringssystem. (IAMMETER erbjuder en funktion som hjälper kunder att bedöma om det är kostnadseffektivt att införa ett batterilagringssystem Rapport: Förutsäga fördelarna med batterilagring baserat på faktisk användning)
Styra lasten på ett rationellt sätt, helst genom realtidsjustering baserat på nätströmmen.

Denna artikel behandlar främst det andra tillvägagångssättet – att skapa en enhet som kan styra effektutgången linjärt, utrustad med följande funktioner:

Wi-Fi-funktionalitet (med ESP32) för att styra effektutgången via Wi-Fi.
Linjär styrning av den maximala effektutgången via spänningsregleringsläge (eftersom den styr spänning rekommenderas den för rent resistiva laster, t.ex. en pannas värmeelement).
Stöd för upp till 3,5 kW resistiv last i enfas, som kan användas i serie med en termostat.
Manuellt läge som tillåter manuell inställning av maximal utgångseffekt. Automatiskt läge som justerar inställningen av maximal utgångseffekt i realtid baserat på data från andra mätare eller systemets nätströmsdata.

Systemdiagram

Diagram som visar layout och anslutningar för systemet för effektvärdesstyrning

Spänningsregleringsmodul (stödjer upp till 3,5 kW resistiv last)

Vi har använt en standardmodul för spänningsreglering som kan stödja upp till 3,5 kW resistiv last i ett enfasigt 220V-system.

Modulen erbjuder även standardanaloga signalinmatningar (4-20mA, 1-5V) och ett RS485-gränssnitt för digital styrning.

Vi har integrerat Wi-Fi-modulen (ESP32) inuti spänningsregulatormodulen.

Bilder som visar spänningsregulatorn med Wi-Fi-modul från insidan och utsidan

Efter att Wi-Fi-modulen lagts till ser hela spänningsregleringsmodulen ut så här (Wi-Fi-modulen är redan installerad i ett plasthölje).

Experiment

För att göra lösningen mer öppen testade vi den initialt med ESP Home-firmware.

Efter enkel konfiguration kan du direkt styra den maximala utgångseffekten i Home Assistant, med effektjusteringssteg på 10W.

Senare kommer vi att publicera de relevanta ESP Home-konfigurationsfilerna på Github.

styra effektvärdesutgången linjärt

Integrering med IAMMETER-produkter

Ett huvudsyfte med att skapa denna "Wi-Fi-spänningsregulator" är att tillhandahålla en last som kan styra effektutgången linjärt för IAMMETER-systemet.

Senare kan denna "Wi-Fi-spänningsregulator" integreras med alla IAMMETER smarta elmätare (WEM3080, WEM3080T,WEM3046T,WEM3050T) via det enhetliga IAMMETER API-gränssnittet, som läser realtidsdata för nätström (1s/s) via modbus/tcp-gränssnittet, och justera den maximala effektutgången till värmaren i realtid för att maximera användningen av solcellssystemets inmatade effekt.

Denna "Wi-Fi-spänningsregulator" är naturligtvis inte begränsad till användning enbart med IAMMETER-produkter; teoretiskt kan den användas tillsammans med vilken hårdvara som helst som kan integreras i Home Assistant.

Ansökan om testprover

Om du har en styrbar enhet hemma, t.ex. en panna med resistivt värmeelement, och är intresserad av denna enhet, kan du kontakta oss för att ansöka om ett testprov.

Vi tar ut en avgift på 100 USD, som inkluderar frakt och produktkostnader.