Ein intelligenter Thermostat-„Helfer“ mit linearer Leistungsanpassung, „Wi-Fi-Spannungsregler“

Einführung Systemdiagramm Spannungsregelungsmodul (unterstützt bis zu 3,5 kW ohmsche Last) Experiment Integration mit IAMMETER-Produkten Anforderung von Testmustern Referenz

Open-Source-Projekt: Erstellen eines intelligenten Thermostat-„Helfers“ mit linearer Leistungsanpassung, „Wi-Fi-Spannungsregler“

Zusammenfassung: Erstellen Sie ein Gerät, das die lineare Leistungsabgabe steuern kann, indem es die Leistungsabgabe in Echtzeit basierend auf der aktuellen Netzleistung der Photovoltaikanlage anpasst, mit dem Ziel, die Strommenge zu minimieren, die die Photovoltaikanlage in das Netz einspeist.

Einführung

IAMMETER hat es sich zur Aufgabe gemacht, Kunden bei der Optimierung der Effizienz ihrer Photovoltaikanlagen zu unterstützen. Angesichts der zunehmenden Lücke zwischen Einspeisestrompreisen und Stromkosten besteht der Wunsch, den Stromverbrauch aus dem Netz zu minimieren und die Eigenverbrauchsrate von Photovoltaikanlagen zu maximieren.

Um die Eigenverbrauchsquote zu erhöhen, gibt es grundsätzlich zwei Ansätze:

Einführung eines Batteriespeichersystems. (IAMMETER bietet eine Funktion, mit der Kunden beurteilen können, ob die Einführung eines Batteriespeichersystems kosteneffizient istBericht: Vorteile von Batteriespeichern anhand der tatsächlichen Nutzung vorhersagen)
Rationelle Steuerung der Last, idealerweise durch Anpassung in Echtzeit auf Grundlage der Netzleistung.

In diesem Artikel geht es hauptsächlich um den zweiten Ansatz, die Entwicklung eines Geräts, das die Leistungsabgabe linear regeln kann und über die folgenden Funktionen verfügt:

Bietet Wi-Fi-Funktionalität (mit ESP32) zur Steuerung der Stromabgabe über Wi-Fi.
Steuert die maximale Leistungsabgabe linear über den Spannungsregelungsmodus (da die Spannung geregelt wird, wird dies für rein ohmsche Lasten empfohlen, wie z. B. das Heizelement eines Kessels).
Unterstützt eine maximale einphasige ohmsche Last von 3,5 kW, die in Reihe mit einem Thermostat verwendet werden kann.
Unterstützt den manuellen Modus, der die manuelle Einstellung der maximalen Ausgangsleistung ermöglicht. Unterstützt den automatischen Modus, der die Einstellung der maximalen Ausgangsleistung in Echtzeit basierend auf anderen Messgeräten oder Systemnetzleistungsdaten anpasst.

Systemdiagramm

Schematische Darstellung des Aufbaus und der Anschlüsse der Leistungswert-Regelung

Spannungsregelungsmodul (unterstützt bis zu 3,5 kW ohmsche Last)

Wir haben ein Standard-Spannungsregelungsmodul übernommen, das eine ohmsche Last von bis zu 3,5 kW in einem einphasigen 220-V-System unterstützen kann.

Dieses Modul bietet außerdem einen standardmäßigen analogen Signaleingang (4–20 mA, 1–5 V) und eine digitale RS485-Steuerungsschnittstelle.

Wir haben das Wi-Fi-Modul (ESP32) in das Spannungsreglermodul integriert.

Bilder, die die Innen- und Außenansicht des Spannungsreglers mit Wi-Fi-Modul zeigen

Nach dem Hinzufügen des WLAN-Moduls sieht das gesamte Spannungsregelungsmodul wie folgt aus (das WLAN-Modul ist bereits in einem Kunststoffgehäuse installiert).

Experiment

Um die Lösung offener zu gestalten, haben wir sie zunächst mit der ESP Home-Firmware getestet.

Nach einer einfachen Konfiguration können Sie die maximale Ausgangsleistung im Home Assistant direkt steuern, mit Leistungsanpassungsschritten von 10 W.

Später werden wir die relevanten ESP Home-Konfigurationsdateien auf Github veröffentlichen.

Steuerung der Leistungsausgabe in linearer

Integration mit IAMMETER-Produkten

Ein Hauptzweck der Entwicklung dieses „Wi-Fi-Spannungsreglers“ besteht darin, eine Last bereitzustellen, die die Leistungsabgabe für das IAMMETER-System linear steuern kann.

Später kann dieser „Wi-Fi Voltage Controller“ in alle intelligenten Zähler von IAMMETER integriert werden (WEM3080,WEM3080T,WEM3046T,WEM3050T) über die einheitlicheIAMMETER API-Schnittstelle, Lesen von Echtzeit-Netzstromdaten (1s/s) überModbus/TCP-Schnittstelle, und passt die maximale Leistungsabgabe an die Heizung in Echtzeit an, um die Einspeiseleistung der Photovoltaikanlage optimal zu nutzen.

Natürlich ist dieser „Wi-Fi Voltage Controller“ nicht nur auf die Verwendung mit IAMMETER-Produkten beschränkt; theoretisch kann er in Verbindung mit jeder Hardware verwendet werden, die in Home Assistant integriert werden kann.

Anforderung von Testmustern

Wenn Sie zu Hause über ein regelbares Gerät, wie beispielsweise einen Heizkessel mit Widerstandsheizung verfügen und Interesse an diesem Gerät haben, können Sie bei uns eine Probeprüfung beantragen.

Wir berechnen eine Gebühr von 100 USD, die Versand- und Produktkosten umfasst.