Um “ajudante” de termostato inteligente com ajuste de potência linear, “controlador de tensão Wi-Fi”

Introdução Diagrama do sistema Módulo de regulação de tensão (suporta carga resistiva de até 3,5kW) Experimentar Integração com produtos IAMMETER Solicitação de amostras de teste Referência

Projeto de código aberto: Criando um “ajudante” de termostato inteligente com ajuste de potência linear, “Controlador de tensão Wi-Fi”

Resumo: Criar um dispositivo que possa controlar a saída de potência linear, ajustando a potência de saída em tempo real com base na potência da rede ativa do sistema fotovoltaico, visando minimizar a quantidade de energia que o sistema fotovoltaico exporta para a rede.

Introdução

A IAMMETER tem o compromisso de ajudar os clientes a otimizar a eficiência de seus sistemas fotovoltaicos. Com a crescente disparidade entre os preços da electricidade de alimentação e os custos da electricidade, existe um desejo de minimizar o consumo de electricidade da rede e maximizar a taxa de autoconsumo dos sistemas fotovoltaicos.

Geralmente, existem duas abordagens para aumentar a taxa de autoconsumo:

Apresentando um sistema de armazenamento de bateria. (O IAMMETER oferece um recurso que ajuda os clientes a avaliar se é econômico introduzir um sistema de armazenamento de bateriaRelatório: Previsão dos benefícios do armazenamento de bateria com base no uso real)
Controlar racionalmente a carga, ajustando idealmente em tempo real com base na energia da rede.

Este artigo aborda principalmente a segunda abordagem, criando um dispositivo capaz de controlar linearmente a saída de potência, equipado com os seguintes recursos:

Fornece funcionalidade Wi-Fi (usando ESP32) para controlar a saída de energia via Wi-Fi.
Controla linearmente a potência máxima de saída através do modo de regulação de tensão (uma vez que controla a tensão, é recomendado para cargas puramente resistivas, como o elemento de aquecimento de uma caldeira).
Suporta uma carga resistiva monofásica máxima de 3,5 kW, que pode ser usada em série com um termostato.
Suporta modo manual, permitindo configuração manual da potência máxima de saída. Suporta modo automático, que ajusta a configuração de potência máxima de saída em tempo real com base em outros medidores ou dados de energia da rede do sistema.

Diagrama do sistema

Diagrama exibindo o layout e as conexões do sistema de controle de valor de potência

Módulo de regulação de tensão (suporta carga resistiva de até 3,5kW)

Adotamos um módulo de regulação de tensão padrão que pode suportar uma carga resistiva de até 3,5 kW em um sistema monofásico de 220 V.

Este módulo também fornece entrada de sinal analógico padrão (4-20mA, 1-5V) e uma interface de controle digital RS485.

Integramos o módulo Wi-Fi (ESP32) dentro do módulo regulador de tensão.

Imagens mostrando as vistas interna e externa do regulador de tensão com módulo Wi-Fi

Após adicionar o módulo Wi-Fi, todo o módulo de regulação de tensão aparece da seguinte forma (o módulo Wi-Fi já vem instalado dentro de uma caixa plástica).

Experimentar

Para tornar a solução mais aberta, inicialmente a testamos usando o firmware ESP Home.

Após uma configuração simples, você pode controlar diretamente a potência máxima de saída no Home Assistant, com etapas de ajuste de potência de 10W.

Posteriormente, postaremos os arquivos de configuração relevantes do ESP Home no Github.

controlar a saída do valor de potência em linear

Integração com produtos IAMMETER

Um objetivo principal da criação deste “Controlador de tensão Wi-Fi” é fornecer uma carga que possa controlar linearmente a saída de energia para o sistema IAMMETER.

Posteriormente, este “Controlador de Tensão Wi-Fi” pode ser integrado com todos os medidores inteligentes IAMMETER (WEM3080,WEM3080T,WEM3046T,WEM3050T) através do sistema unificadoInterface da API IAMMETER, lendo dados de energia da rede em tempo real (1s/s) viainterface modbus/tcpe ajustar a potência máxima fornecida ao aquecedor em tempo real para maximizar o uso da potência de alimentação do sistema fotovoltaico.

Obviamente, este “Controlador de tensão Wi-Fi” não se limita ao uso apenas com produtos IAMMETER; teoricamente, ele pode ser usado em conjunto com qualquer hardware que possa ser integrado ao Home Assistant.

Solicitação de amostras de teste

Se você possui um dispositivo controlável em casa, como uma caldeira que utiliza um aquecedor resistivo, e está interessado neste dispositivo, entre em contato conosco para solicitar um teste de amostra.

Cobraremos uma taxa de US$ 100, que inclui frete e custos do produto.