Een slimme thermostaat "Helper" met lineaire vermogensregeling, "Wi-Fi Voltage Controller"

Open Source Project: Een slimme thermostaat "Helper" met lineaire vermogensregeling, "Wi-Fi Voltage Controller"

Abstract: Creëer een apparaat dat het lineaire vermogensvermogen kan regelen, waarbij het uitgangsvermogen in realtime wordt aangepast op basis van het actuele netvermogen van het fotovoltaïsche systeem, met als doel de hoeveelheid stroom die het fotovoltaïsche systeem aan het net levert te minimaliseren.

Inleiding

IAMMETER streeft ernaar klanten te helpen de efficiëntie van hun fotovoltaïsche systemen te optimaliseren. Met de toenemende kloof tussen terugleveringstarieven en elektriciteitskosten, is er een wens om het elektriciteitsverbruik van het net te minimaliseren en het eigen verbruik van fotovoltaïsche systemen te maximaliseren.

Er zijn over het algemeen twee benaderingen om het eigen verbruik te verhogen:

Het introduceren van een batterijopslagsysteem. (IAMMETER biedt een functie die klanten helpt beoordelen of het kosteneffectief is om een batterijopslagsysteem te introduceren Rapport: Voordelen van batterijopslag voorspellen op basis van werkelijk gebruik)
Het rationeel regelen van de belasting, idealiter door realtime aanpassing op basis van het netvermogen.

Dit artikel behandelt voornamelijk de tweede benadering: het creëren van een apparaat dat het vermogensvermogen lineair kan regelen, uitgerust met de volgende functies:

Biedt Wi-Fi-functionaliteit (met ESP32) om het vermogensvermogen via Wi-Fi te regelen.
Regelt het maximale uitgangsvermogen lineair via spanningsregelingsmodus (omdat het de spanning regelt, wordt het aanbevolen voor zuiver resistieve belastingen, zoals het verwarmingselement van een boiler).
Ondersteunt een maximale enkelfasige 3,5kW resistieve belasting, die in serie kan worden gebruikt met een thermostaat.
Ondersteunt handmatige modus, waarbij handmatig het maximale uitgangsvermogen kan worden ingesteld. Ondersteunt automatische modus, waarbij de maximale uitgangsvermogeninstelling in realtime wordt aangepast op basis van andere meters of systeemnetvermogensgegevens.

Systeemdiagram

Diagram met de lay-out en aansluitingen van het vermogensregelsysteem

Spanningsregelmodule (Ondersteunt tot 3,5kW resistieve belasting)

We hebben een standaard spanningsregelmodule gebruikt die een resistieve belasting tot 3,5kW in een enkelfasig 220V-systeem kan ondersteunen.

Deze module biedt ook standaard analoge signaalingang (4-20mA, 1-5V) en een RS485 digitale besturingsinterface.

We hebben de Wi-Fi-module (ESP32) in de spanningsregelaarmodule geïntegreerd.

Afbeeldingen van de binnen- en buitenkant van de spanningsregelaar met Wi-Fi-module

Na het toevoegen van de Wi-Fi-module ziet de gehele spanningsregelmodule er als volgt uit (de Wi-Fi-module is al in een plastic behuizing geïnstalleerd).

Experiment

Om de oplossing meer open te maken, hebben we deze eerst getest met ESP Home firmware.

Na een eenvoudige configuratie kunt u direct het maximale uitgangsvermogen in Home Assistant regelen, met vermogensaanpassingsstappen van 10W.

Later zullen we de relevante ESP Home configuratiebestanden op Github publiceren.

regel het vermogensvermogen lineair

Integratie met IAMMETER Producten

Een van de belangrijkste doelen van het creëren van deze "Wi-Fi Voltage Controller" is het bieden van een belasting die het vermogensvermogen lineair kan regelen voor het IAMMETER-systeem.

Later kan deze "Wi-Fi Voltage Controller" worden geïntegreerd met alle IAMMETER slimme meters (WEM3080, WEM3080T, WEM3046T, WEM3050T) via de uniforme IAMMETER API-interface, met realtime uitlezing van netvermogensgegevens (1s/s) via modbus/tcp-interface, en het in realtime aanpassen van het maximale uitgangsvermogen dat aan de verwarming wordt geleverd om het gebruik van het teruggeleverde vermogen van het fotovoltaïsche systeem te maximaliseren.

Deze "Wi-Fi Voltage Controller" is uiteraard niet beperkt tot gebruik met alleen IAMMETER-producten; theoretisch kan het worden gebruikt in combinatie met elke hardware die kan worden geïntegreerd in Home Assistant.

Aanvragen van testmonsters

Als u thuis een regelbaar apparaat heeft, zoals een boiler met een resistieve verwarming, en u bent geïnteresseerd in dit apparaat, kunt u contact met ons opnemen om een testmonster aan te vragen.

Hiervoor brengen we een vergoeding van $100 USD in rekening, inclusief verzend- en productkosten.