Un « Assistant » de thermostat intelligent avec réglage linéaire de la puissance, « Contrôleur de tension Wi-Fi »

Projet Open Source : Création d'un « Assistant » de thermostat intelligent avec réglage linéaire de la puissance, « Contrôleur de tension Wi-Fi »

Résumé : Créer un appareil capable de contrôler la puissance de sortie linéaire, en ajustant la puissance de sortie en temps réel en fonction de la puissance réseau en direct du système photovoltaïque, afin de minimiser la quantité d'énergie que le système photovoltaïque exporte vers le réseau.

Introduction

IAMMETER s'engage à aider les clients à optimiser l'efficacité de leurs systèmes photovoltaïques. Avec l'écart croissant entre les prix de l'électricité injectée et les coûts de l'électricité, il existe un désir de minimiser la consommation d'électricité du réseau et de maximiser le taux d'autoconsommation des systèmes photovoltaïques.

Il existe généralement deux approches pour augmenter le taux d'autoconsommation :

Introduire un système de stockage par batterie. (IAMMETER propose une fonctionnalité qui aide les clients à évaluer s'il est rentable d'introduire un système de stockage par batterie Rapport : Prédire les avantages du stockage par batterie basé sur l'utilisation réelle)
Contrôler rationnellement la charge, idéalement en ajustant en temps réel en fonction de la puissance du réseau.

Cet article traite principalement de la deuxième approche, en créant un appareil capable de contrôler la puissance de sortie de manière linéaire, équipé des fonctionnalités suivantes :

Fournit une fonctionnalité Wi-Fi (utilisant ESP32) pour contrôler la puissance de sortie via Wi-Fi.
Contrôle la puissance de sortie maximale de manière linéaire via le mode de régulation de tension (puisqu'il contrôle la tension, il est recommandé pour les charges purement résistives, comme l'élément chauffant d'un chauffe-eau).
Prend en charge une charge résistive maximale monophasée de 3,5 kW, qui peut être utilisée en série avec un thermostat.
Prend en charge le mode manuel, permettant le réglage manuel de la puissance de sortie maximale. Prend en charge le mode automatique, qui ajuste le réglage de la puissance de sortie maximale en temps réel en fonction des autres compteurs ou des données de puissance réseau du système.

Schéma du système

Diagramme présentant la disposition et les connexions du système de contrôle de la puissance

Module de régulation de tension (prend en charge jusqu'à 3,5 kW de charge résistive)

Nous avons adopté un module de régulation de tension standard qui peut prendre en charge jusqu'à 3,5 kW de charge résistive dans un système monophasé 220 V.

Ce module fournit également une entrée de signal analogique standard (4-20 mA, 1-5 V) et une interface de contrôle numérique RS485.

Nous avons intégré le module Wi-Fi (ESP32) à l'intérieur du module de régulation de tension.

Images montrant les vues internes et externes du régulateur de tension avec module Wi-Fi

Après avoir ajouté le module Wi-Fi, l'ensemble du module de régulation de tension se présente comme suit (le module Wi-Fi a déjà été installé à l'intérieur d'un boîtier en plastique).

Expérience

Pour rendre la solution plus ouverte, nous l'avons d'abord testée à l'aide du micrologiciel ESP Home.

Après une configuration simple, vous pouvez contrôler directement la puissance de sortie maximale dans Home Assistant, avec des pas de réglage de puissance de 10 W.

Plus tard, nous publierons les fichiers de configuration ESP Home pertinents sur Github.

Contrôle linéaire de la puissance de sortie

Intégration avec les produits IAMMETER

L'un des principaux objectifs de la création de ce « Contrôleur de tension Wi-Fi » est de fournir une charge capable de contrôler linéairement la puissance de sortie pour le système IAMMETER.

Plus tard, ce « Contrôleur de tension Wi-Fi » pourra être intégré avec tous les compteurs intelligents IAMMETER (WEM3080, WEM3080T, WEM3046T, WEM3050T) via l'interface API IAMMETER unifiée, en lisant les données de puissance réseau en temps réel (1 s/s) via l'interface modbus/tcp, et en ajustant la puissance de sortie maximale fournie au chauffage en temps réel pour maximiser l'utilisation de la puissance injectée du système photovoltaïque.

Bien sûr, ce « Contrôleur de tension Wi-Fi » n'est pas limité à une utilisation avec les seuls produits IAMMETER ; théoriquement, il peut être utilisé en conjonction avec tout matériel pouvant être intégré dans Home Assistant.

Demande d'échantillons de test

Si vous disposez d'un appareil contrôlable à la maison, comme un chauffe-eau utilisant une résistance chauffante, et que vous êtes intéressé par cet appareil, vous pouvez nous contacter pour demander un échantillon de test.

Nous facturerons des frais de 100 USD, qui incluent les frais d'expédition et le coût du produit.