Un "Assistente" Intelligente per Termostato con Regolazione Lineare della Potenza, "Controllore di Tensione Wi-Fi"

Progetto Open Source: Creare un "Assistente" Intelligente per Termostato con Regolazione Lineare della Potenza, "Controllore di Tensione Wi-Fi"

Abstract: Creare un dispositivo in grado di controllare l'uscita di potenza lineare, regolando l'uscita di potenza in tempo reale in base alla potenza istantanea della rete dal sistema fotovoltaico, con l'obiettivo di ridurre al minimo la quantità di potenza che il sistema fotovoltaico immette in rete.

Introduzione

IAMMETER si è impegnata ad aiutare i clienti a ottimizzare l'efficienza dei loro sistemi fotovoltaici. Con il crescente divario tra i prezzi dell'elettricità immessa in rete e i costi dell'elettricità, c'è il desiderio di ridurre al minimo il consumo di elettricità dalla rete e massimizzare il tasso di autoconsumo dei sistemi fotovoltaici.

Ci sono generalmente due approcci per aumentare il tasso di autoconsumo:

Introdurre un sistema di accumulo a batteria. (IAMMETER offre una funzione che aiuta i clienti a valutare se è conveniente introdurre un sistema di accumulo a batteria Report: Prevedere i Benefici dell'Accumulo a Batteria Basato sull'Utilizzo Effettivo)
Controllare razionalmente il carico, idealmente regolandolo in tempo reale in base alla potenza della rete.

Questo articolo affronta principalmente il secondo approccio, creando un dispositivo in grado di controllare l'uscita di potenza in modo lineare, dotato delle seguenti caratteristiche:

Fornisce funzionalità Wi-Fi (utilizzando ESP32) per controllare l'uscita di potenza tramite Wi-Fi.
Controlla la potenza massima in uscita in modo lineare attraverso la modalità di regolazione della tensione (poiché controlla la tensione, è consigliato per carichi puramente resistivi, come l'elemento riscaldante di una caldaia).
Supporta un carico resistivo monofase massimo di 3,5 kW, che può essere utilizzato in serie con un termostato.
Supporta la modalità manuale, che consente di impostare manualmente la potenza massima in uscita. Supporta la modalità automatica, che regola l'impostazione della potenza massima in tempo reale in base ad altri contatori o ai dati di potenza della rete del sistema.

Diagramma di Sistema

Diagramma che mostra la disposizione e le connessioni del sistema di controllo del valore di potenza

Modulo di Regolazione della Tensione (Supporta fino a 3,5 kW di carico resistivo)

Abbiamo adottato un modulo di regolazione della tensione standard che può supportare fino a un carico resistivo di 3,5 kW in un sistema monofase a 220 V.

Questo modulo fornisce anche un ingresso standard per segnali analogici (4-20 mA, 1-5 V) e un'interfaccia di controllo digitale RS485.

Abbiamo integrato il modulo Wi-Fi (ESP32) all'interno del modulo di regolazione della tensione.

Immagini che mostrano le viste interna ed esterna del regolatore di tensione con modulo Wi-Fi

Dopo l'aggiunta del modulo Wi-Fi, l'intero modulo di regolazione della tensione si presenta come segue (il modulo Wi-Fi è già stato installato all'interno di un involucro di plastica).

Esperimento

Per rendere la soluzione più aperta, inizialmente l'abbiamo testata utilizzando il firmware ESP Home.

Dopo una semplice configurazione, è possibile controllare direttamente la potenza massima in uscita in Home Assistant, con passi di regolazione della potenza di 10 W.

Successivamente, pubblicheremo i file di configurazione ESP Home pertinenti su Github.

controllare l'uscita del valore di potenza in modo lineare

Integrazione con i Prodotti IAMMETER

Uno scopo principale della creazione di questo "Controllore di Tensione Wi-Fi" è fornire un carico in grado di controllare linearmente l'uscita di potenza per il sistema IAMMETER.

Successivamente, questo "Controllore di Tensione Wi-Fi" può essere integrato con tutti i contatori intelligenti IAMMETER (WEM3080, WEM3080T, WEM3046T, WEM3050T) tramite l'interfaccia API IAMMETER unificata (IAMMETER API interface), leggendo i dati di potenza istantanea della rete (1s/s) tramite l'interfaccia modbus/tcp e regolando l'uscita di potenza massima fornita al riscaldatore in tempo reale per massimizzare l'utilizzo della potenza immessa dal sistema fotovoltaico.

Naturalmente, questo "Controllore di Tensione Wi-Fi" non è limitato all'uso esclusivo con i prodotti IAMMETER; teoricamente, può essere utilizzato in combinazione con qualsiasi hardware integrabile in Home Assistant.

Richiesta di Campioni di Prova

Se disponi di un dispositivo controllabile a casa, come una caldaia che utilizza un riscaldatore resistivo, e sei interessato a questo dispositivo, puoi contattarci per richiedere un campione di prova.

Addebiteremo una tariffa di $100 USD, che include i costi di spedizione e del prodotto.