Một "trợ thủ" cho bộ điều nhiệt thông minh với khả năng điều chỉnh công suất tuyến tính, "Bộ điều khiển điện áp Wi-Fi"

Dự án mã nguồn mở: Tạo một "trợ thủ" cho bộ điều nhiệt thông minh với khả năng điều chỉnh công suất tuyến tính, "Bộ điều khiển điện áp Wi-Fi"

Tóm tắt: Tạo một thiết bị có thể điều khiển công suất đầu ra tuyến tính, điều chỉnh công suất đầu ra theo thời gian thực dựa trên công suất lưới trực tiếp từ hệ thống quang điện, nhằm giảm thiểu lượng điện mà hệ thống quang điện phát lên lưới.

Giới thiệu

IAMMETER luôn nỗ lực giúp khách hàng tối ưu hóa hiệu quả của hệ thống quang điện. Khi khoảng cách giữa giá điện phát lên lưới và chi phí điện năng ngày càng lớn, người ta mong muốn giảm thiểu lượng điện tiêu thụ từ lưới và tối đa hóa tỷ lệ tự tiêu thụ của hệ thống quang điện.

Nhìn chung có hai cách để tăng tỷ lệ tự tiêu thụ:

Đưa vào hệ thống lưu trữ pin. (IAMMETER cung cấp một tính năng giúp khách hàng đánh giá liệu việc đưa vào hệ thống lưu trữ pin có hiệu quả về chi phí hay không Báo cáo: Dự đoán lợi ích của hệ thống lưu trữ pin dựa trên mức sử dụng thực tế)
Kiểm soát tải một cách hợp lý, lý tưởng nhất là điều chỉnh theo thời gian thực dựa trên công suất lưới.

Bài viết này chủ yếu đề cập đến cách thứ hai, tạo ra một thiết bị có khả năng điều khiển công suất đầu ra theo tuyến tính, được trang bị các tính năng sau:

Cung cấp chức năng Wi-Fi (sử dụng ESP32) để điều khiển công suất đầu ra qua Wi-Fi.
Điều khiển công suất đầu ra tối đa theo tuyến tính thông qua chế độ điều chỉnh điện áp (vì nó điều khiển điện áp, nên được khuyến nghị cho các tải thuần trở, chẳng hạn như thanh gia nhiệt của nồi hơi).
Hỗ trợ tải thuần trở tối đa 3.5kW một pha, có thể sử dụng nối tiếp với bộ điều nhiệt.
Hỗ trợ chế độ thủ công, cho phép đặt công suất đầu ra tối đa bằng tay. Hỗ trợ chế độ tự động, điều chỉnh cài đặt công suất đầu ra tối đa theo thời gian thực dựa trên dữ liệu công suất lưới của hệ thống hoặc của các đồng hồ khác.

Sơ đồ hệ thống

Sơ đồ hiển thị bố cục và kết nối của hệ thống điều khiển giá trị công suất

Mô-đun điều chỉnh điện áp (hỗ trợ tải thuần trở lên tới 3.5kW)

Chúng tôi đã sử dụng một mô-đun điều chỉnh điện áp tiêu chuẩn có thể hỗ trợ tải thuần trở lên tới 3.5kW trong hệ thống một pha 220V.

Mô-đun này cũng cung cấp đầu vào tín hiệu tương tự tiêu chuẩn (4-20mA, 1-5V) và giao diện điều khiển kỹ thuật số RS485.

Chúng tôi đã tích hợp mô-đun Wi-Fi (ESP32) vào bên trong mô-đun điều chỉnh điện áp.

Hình ảnh cho thấy góc nhìn bên trong và bên ngoài của bộ điều chỉnh điện áp với mô-đun Wi-Fi

Sau khi thêm mô-đun Wi-Fi, toàn bộ mô-đun điều chỉnh điện áp trông như sau (mô-đun Wi-Fi đã được lắp bên trong một vỏ nhựa).

Thử nghiệm

Để giải pháp trở nên cởi mở hơn, ban đầu chúng tôi thử nghiệm bằng firmware ESP Home.

Sau khi cấu hình đơn giản, bạn có thể trực tiếp điều khiển công suất đầu ra tối đa trong Home Assistant, với bước điều chỉnh công suất là 10W.

Sau đó, chúng tôi sẽ đăng các tệp cấu hình ESP Home liên quan trên Github.

điều khiển giá trị công suất đầu ra theo tuyến tính

Tích hợp với các sản phẩm IAMMETER

Một mục đích chính của việc tạo ra "Bộ điều khiển điện áp Wi-Fi" này là cung cấp một tải có thể điều khiển công suất đầu ra theo tuyến tính cho hệ thống IAMMETER.

Sau này, "Bộ điều khiển điện áp Wi-Fi" này có thể được tích hợp với tất cả các đồng hồ thông minh IAMMETER (WEM3080, WEM3080T,WEM3046T,WEM3050T) thông qua giao diện API IAMMETER thống nhất, đọc dữ liệu công suất lưới theo thời gian thực (1s/lần) qua giao diện modbus/tcp, và điều chỉnh công suất đầu ra tối đa cấp cho bộ gia nhiệt theo thời gian thực để tận dụng tối đa công suất phát lên lưới của hệ thống quang điện.

Tất nhiên, "Bộ điều khiển điện áp Wi-Fi" này không chỉ giới hạn ở việc sử dụng với các sản phẩm IAMMETER; về mặt lý thuyết, nó có thể được dùng cùng với bất kỳ phần cứng nào có thể tích hợp vào Home Assistant.

Yêu cầu mẫu thử nghiệm

Nếu bạn có một thiết bị có thể điều khiển tại nhà, chẳng hạn như nồi hơi sử dụng thanh gia nhiệt thuần trở, và bạn quan tâm đến thiết bị này, bạn có thể liên hệ với chúng tôi để đăng ký thử nghiệm mẫu.

Chúng tôi sẽ thu một khoản phí 100 USD, bao gồm chi phí vận chuyển và chi phí sản phẩm.