Styr en varmtvandsbeholder automatisk med et Wi-Fi SCR-modul

Denne artikel beskriver, hvordan du automatisk kan styre en varmtvandsbeholder ved hjælp af et Wi-Fi SCR-modul (SCR_485) og en IAMMETER energimåler for at forbedre egenforbrugsgraden i et solcelleanlæg (PV-anlæg).

Ved at justere SCR-modulets udgangseffekt i realtid i forhold til netindmatingen er formålet at forbruge så meget af indmatingseffekten som muligt og dermed øge egenforbrugsgraden i PV-anlægget.

Tidligere havde vi en vejledning, der lærte dig at bruge et Wi-Fi SCR-modul med ESP Home-firmware til lineært at justere effektudgangen for resistive belastninger. For flere detaljer henvises til følgende link: ESP32 + SCR module: Linearly adjust the power output of resistive loads, such as heaters.

Visning af effekten

Som vist på figuren justeres SCR-controllerens "Set Power" løbende i realtid i forhold til indmatingseffekten, når autotilstanden er aktiveret, så indmatingseffekten holdes omkring 0 W.

Styr varmeapparatets effekt i henhold til neteffekten

Grid Power REV: Indmatingseffekt

SCR_485 Power: "Set Power" for SCR_485

Om SCR_485

En lineær effektregulator med en maksimal udgangseffekt på 4 kW (220V-system). Den kan lineært justere effektudgangen i området 0-4 kW, anbefales til styring af resistive belastninger (f.eks. varmtvandsbeholdere) og tilbyder Wi-Fi-funktionalitet.

SCR_485, lineær effektregulator, spændingsregulator til den resistive belastning

For mere information, se dette link.

Firmware

SCR_485 bruger ESP Home-firmware, som er forudinstalleret inden levering.

YAML

YAML-fil: SCR-485.yaml.

Kunderne skal konfigurere IP-adressen og de relevante faseoplysninger i henhold til deres faktiske brug af energimåleren.

Systemtilslutning

Systemtilslutningen er vist på figuren nedenfor, og hovedkomponenterne er som følger:

En IAMMETER trefaset energimåler bruges til at måle neteffekten. Da IAMMETERs energimåler er en tovejsmåler, kan den måle tovejseffekt (effekt trukket fra nettet og effekt leveret tilbage til nettet) og tilbyder en API til at læse måleresultaterne i realtid.
SCR_485: Et Wi-Fi SCR-modul, der læser effektmålingerne fra IAMMETER-måleren via API'et og justerer effektudgangen i realtid for at drive varmtvandsbeholderen.

Juster automatisk SCR_485-modulets effektudgang baseret på neteffekten

Efter at have gennemført systemtilslutningen skal kunderne udføre følgende opgaver:

Konfigurér "SCR_485" Wi-Fi-legitimationsoplysninger.
Konfigurér IAMMETER-energimåleren i ESP Home YAML-filen.
Indstil parametre.

Konfigurér "SCR_485" Wi-Fi-legitimationsoplysninger

Configure "SCR_485" Wi-Fi Credentials

konfigurér wifi-legitimationsoplysningerne i ESP Home

Konfigurér IAMMETER-energimåleren i ESP Home

Åbn websiden i ESP Home. På skærmbilledet vil du se seks enheder, da vi i øjeblikket har seks SCR_485-enheder under test i vores laboratorium.

SCR_485 i ESP Home

Opdater YAML-konfigurationsfilen ved hjælp af denne scr-485.yaml.

Tilpas YAML-konfigurationen i henhold til den anvendte type energimåler.

WEM3080

WEM3080 er IAMMETERs enfasede energimåler. Hvis du bruger WEM3080, betyder det, at den målte effekt er neteffekten, og du skal kun indstille målerens IP-adresse som følger:

Skift IP-adressen (10.10.30.33) i YAML-filen til energimålerens IP-adresse.

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 er alle IAMMETERs trefasede energimålere. Hvis du bruger en trefaset energimåler, skal du ud over at konfigurere IP-adressen også vælge, hvilken specifik fase der bruges til at måle neteffekten.

Indstil målerens IP-adresse

Skift IP-adressen 10.10.30.33 i YAML-filen til energimålerens IP-adresse.

Vælg den specifikke målerfase til måling af neteffekten

Hvis netforsyningen er enfaset, kan enhver fase på den trefasede måler bruges til at måle neteffekten (som vist i afsnittet om systemtilslutning bruges fase B til at måle neteffekten).

Hvis netforsyningen er trefaset, skal den trefasede målers totale effekt bruges til at repræsentere neteffekten.

Kommentarerne i koden nedenfor viser dette:

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]
...

Indstil parametre

Log ind på websiden. Parameterforklaringerne er som følger:

Auto Mode: Manuel tilstand/Automatisk tilstand.

Threshold: Tærskelværdien for kontrolsløjfen.

Hysteresis: Hysterese-parameteren for Schmitt-udløseren. Da der anvendes høj- og lavstyring, er parameteren "Hysteresis" tilføjet for at forhindre oscillation. En handling udløses, når Grid Power > threshold + Hysteresis eller Grid Power < threshold - Hysteresis.

Set power: Den effektudgang, der indstilles af SCR_485.

Indstil parametrene i SCR-485, threshold, hysteresis

Indstil maksimal effekt

Denne parameter er den maksimale effekt for den belastning, som SCR_485 styrer. Da SCR_485 styrer belastningen ved at justere udgangsspændingen, skal den bruge denne Max Power som reference, når Set Power beregnes.

Hvis den maksimale effekt f.eks. er indstillet til 3,3 kW, antager SCR, at udgangseffekten er 3,5 kW ved 220V arbejdsspænding. Hvis Set Power senere skal justeres til 0,875 kW, reducerer SCR_485 spændingen til 110V.

Indstil tærskel og hysterese

Indførelsen af hysterese har til formål at forhindre hyppig aktivering af styresystemet, svarende til princippet i en Schmitt-udløser. Kun når den målte værdi (neteffekten) er større end "threshold + hysteresis" eller mindre end "threshold - hysteresis", udføres en handling (justering af SCR_485's effektudgang).

Eksempel: Threshold = -20 W, Hysteresis = 50 W.

Disse to indstillinger øger SCR_485's indstillede effekt, når neteffekten er mindre end -70 W (-20-50).

Disse to indstillinger reducerer SCR_485's indstillede effekt, når neteffekten er større end 30 W (-20+50).

Bemærk, at negative effektværdier i IAMMETER-energimålerens tovejsmåling angiver, at PV-anlægget leverer effekt til nettet, mens positive effektværdier angiver, at systemet forbruger effekt fra nettet.

Indstil parametrene i SCR-485, threshold, hysteresis