Automatisch aansturen van een boilerverwarming met een Wi-Fi SCR-module
Dit artikel introduceert hoe u automatisch een boilerverwarming kunt aansturen met behulp van een Wi-Fi SCR-module (SCR_485) en een IAMMETER-energiemeter om de zelfconsumptie van een fotovoltaïsch (PV) systeem te verbeteren.
Door het uitgangsvermogen van de SCR-module in realtime aan te passen aan de netinvoeding, wordt gestreefd naar een zo hoog mogelijk verbruik van de invoedingsenergie en een verbetering van de zelfconsumptie van het PV-systeem.
Eerder hadden we een tutorial die u leerde hoe u een Wi-Fi SCR-module met ESP Home-firmware kunt gebruiken om het vermogen van resistieve belastingen lineair aan te passen. Voor meer details, zie de volgende link: ESP32 + SCR-module: Lineair aanpassen van het vermogen van resistieve belastingen, zoals verwarmingselementen.
Effectweergave
Zoals in de afbeelding wordt getoond, wordt na het inschakelen van de automatische modus het "Set Power" van de SCR-controller continu in realtime aangepast aan de hand van het invoedingsvermogen, waardoor het invoedingsvermogen rond 0W wordt gehouden.
Grid Power REV: Invoedingsvermogen
SCR_485 Power: "Set Power" van SCR_485
Over SCR_485
Een lineaire vermogensregelaar met een maximaal uitgangsvermogen van 4 kW (220V systeem). Het kan het uitgangsvermogen lineair aanpassen binnen een bereik van 0-4 kW, aanbevolen voor het aansturen van resistieve belastingen (zoals boilerverwarmingen), en biedt Wi-Fi-functionaliteit.
Voor meer informatie, zie deze link.
Firmware
SCR_485 gebruikt ESP Home-firmware, die al vooraf is geïnstalleerd vóór verzending.
YAML
YAML-bestand: SCR-485.yaml.
Klanten moeten het IP-adres en de bijbehorende fase-informatie configureren op basis van hun daadwerkelijke gebruik van de energiemeter.
Systeembekabeling
De systeembekabeling wordt weergegeven in de onderstaande afbeelding, met de volgende hoofdcomponenten:
- Een IAMMETER driefasen-energiemeter wordt gebruikt om het netvermogen te meten. Omdat de energiemeter van IAMMETER een bidirectionele meter is, kan deze bidirectioneel vermogen meten (vermogen dat uit het net wordt gehaald en vermogen dat aan het net wordt teruggeleverd) en biedt het een API om de meetresultaten in realtime uit te lezen.
- SCR_485: Een Wi-Fi SCR-module die de vermogensmetingen van de IAMMETER-meter via de API uitleest en het uitgangsvermogen in realtime aanpast om de boilerverwarming aan te sturen.
Automatisch aanpassen van het SCR_485-vermogen op basis van netvermogen
Na het voltooien van de systeembekabeling moeten klanten de volgende taken uitvoeren:
- Configureer de Wi-Fi-referenties van "SCR_485".
- Configureer de IAMMETER-energiemeter in het ESP Home YAML-bestand.
- Stel parameters in.
Configureer Wi-Fi-referenties voor "SCR_485"
Configureer Wi-Fi-referenties voor "SCR_485"
Configureer IAMMETER-energiemeter in ESP Home
Open de webpagina in ESP Home. In de schermafbeelding ziet u zes apparaten vermeld, aangezien we momenteel zes SCR_485-eenheden in ons laboratorium testen.
Werk het YAML-configuratiebestand bij met dit scr-485.yaml.
Pas de YAML-configuratie aan op basis van het type energiemeter dat wordt gebruikt.
WEM3080
WEM3080 is de eenfasige energiemeter van IAMMETER. Als u WEM3080 gebruikt, betekent dit dat het gemeten vermogen het netvermogen is en hoeft u alleen het IP-adres van de meter in te stellen als volgt:
Wijzig IP (10.10.30.33) in het YAML-bestand naar het IP-adres van de energiemeter.
yamlCopy codeinterval:
- interval: 5s
then:
- if:
condition:
lambda: 'return id(auto_mode);'
then:
- http_request.get:
url: "http://10.10.30.33/monitorjson"
headers:
Content-Type: "application/json"
verify_ssl: false
WEM3080T/WEM3046T/WEM3050T:
WEM3080T/WEM3046T/WEM3050T zijn allemaal driefasen-energiemeters van IAMMETER. Bij gebruik van een driefasen-energiemeter moet u naast het configureren van het IP-adres ook kiezen welke specifieke fase wordt gebruikt om het netvermogen te meten.
Stel het IP-adres van de meter in
Wijzig IP 10.10.30.33 in het YAML-bestand naar het IP-adres van de energiemeter.
Selecteer de specifieke meterfase om het netvermogen te meten
Als de netvoeding eenfasig is, kan elke fase van de driefasenmeter worden gebruikt om het netvermogen te meten (zoals getoond in de sectie systeembekabeling, wordt Fase B gebruikt om het netvermogen te meten).
Als de netvoeding driefasig is, moet het totale vermogen van de driefasenmeter worden gebruikt om het netvermogen weer te geven.
De opmerkingen in de onderstaande code geven dit aan:
yamlCopy codeinterval:
- interval: 5s
then:
...
int16_t power_value = root["Datas"][1][2];
# power value in phase A: ["Datas"][0][2],
# power value in phase B: it is ["Datas"][1][2]
# power value in phase C: it is ["Datas"][2][2]
...
Parameters instellen
Log in op de webpagina, de parameteruitleg is als volgt:
Auto Mode: Handmatige modus/Automatische modus.
Threshold: De drempelwaarde van de regellus.
Hysteresis: De hysteresisparameter van de Schmitt-trigger. Omdat hoge en lage aansturing wordt gebruikt, is de "Hysteresis"-parameter toegevoegd om oscillatie te voorkomen. Een actie wordt geactiveerd wanneer Grid Power > threshold + hysteresis of Grid Power < threshold - hysteresis.
Set power: Het door SCR_485 ingestelde uitgangsvermogen.
Maximaal vermogen instellen
Deze parameter is het maximale vermogen van de belasting die wordt aangestuurd door SCR_485. Omdat SCR_485 de belasting aanstuurt door de uitgangsspanning aan te passen, moet dit maximale vermogen als referentie worden gebruikt bij het berekenen van het ingestelde vermogen.
Als het maximale vermogen bijvoorbeeld is ingesteld op 3,3 kW, gaat SCR ervan uit dat het uitgangsvermogen 3,5 kW is bij een werkspanning van 220 V. Als het ingestelde vermogen later moet worden aangepast naar 0,875 kW, verlaagt SCR_485 de spanning naar 110 V.
Drempelwaarde en hysteresis instellen
Het introduceren van hysteresis is bedoeld om frequente bediening van het regelsysteem te voorkomen, vergelijkbaar met het principe van een Schmitt-trigger. Alleen wanneer de gemeten waarde (netvermogen) groter is dan "drempelwaarde + hysteresis" of kleiner dan "drempelwaarde - hysteresis", wordt een actie ondernomen (het aanpassen van het uitgangsvermogen van SCR_485).
Bijv.: Drempelwaarde = -20 W, Hysteresis = 50 W.
Deze twee instellingen verhogen het ingestelde vermogen van SCR_485 wanneer het netvermogen lager is dan -70 W (-20-50).
Deze twee instellingen verlagen het ingestelde vermogen van SCR_485 wanneer het netvermogen hoger is dan 30 W (-20+50).
Houd er rekening mee dat bij bidirectionele meting van de IAMMETER-energiemeter negatieve vermogenswaarden aangeven dat het PV-systeem energie aan het net levert, terwijl positieve vermogenswaarden aangeven dat het systeem energie uit het net verbruikt.
Referentie
Een slimme thermostaat "Helper" met lineaire vermogensaanpassing, "Wi-Fi-spanningsregelaar"
Activiteiten - Vraag de lineaire vermogensregelaar (SCR-485) aan
Deel 1: Inzicht in uw fotovoltaïsch systeem
Deel 2: Optimaliseren van uw fotovoltaïsch systeem
