Controlar un calentador de caldera usando un módulo SCR Wi-Fi automáticamente
Este artículo explica cómo controlar automáticamente un calentador de caldera utilizando un módulo SCR Wi-Fi (SCR_485) y un medidor de energía IAMMETER para mejorar la tasa de autoconsumo de un sistema fotovoltaico (PV).
Al ajustar la potencia de salida del módulo SCR en tiempo real según la energía inyectada a la red, se busca consumir la mayor cantidad posible de energía inyectada y mejorar la tasa de autoconsumo del sistema fotovoltaico.
Anteriormente, tuvimos un tutorial que enseñaba cómo usar un módulo SCR Wi-Fi con firmware ESP Home para ajustar linealmente la potencia de salida de cargas resistivas. Para más detalles, consulte el siguiente enlace: ESP32 + módulo SCR: Ajuste lineal de la potencia de salida de cargas resistivas, como calentadores.
Visualización del Efecto
Como se muestra en la figura, después de activar el modo automático, la "Potencia Configurada" del controlador SCR se ajusta continuamente en tiempo real según la energía inyectada, manteniendo la energía inyectada alrededor de 0W.
Grid Power REV: Energía inyectada a la red
SCR_485 Power: "Potencia Configurada" de SCR_485
Acerca de SCR_485
Un controlador de potencia lineal con una potencia máxima de salida de 4 kW (sistema 220V). Puede ajustar linealmente la potencia de salida en el rango de 0-4 kW, recomendado para controlar cargas resistivas (como calentadores de caldera) y proporciona funcionalidad Wi-Fi.
Para más información, consulte este enlace.
Firmware
SCR_485 utiliza firmware ESP Home, que ha sido preinstalado antes del envío.
YAML
Archivo YAML: SCR-485.yaml.
Los clientes deben configurar la dirección IP y la información de fase relacionada según su uso real del medidor de energía.
Cableado del Sistema
El cableado del sistema se muestra en la figura siguiente, con los componentes principales de la siguiente manera:
- Se utiliza un medidor de energía trifásico IAMMETER para medir la energía de la red. Dado que el medidor de energía de IAMMETER es un medidor bidireccional, puede medir potencia bidireccional (potencia extraída de la red y potencia devuelta a la red) y proporciona una API para leer los resultados de medición en tiempo real.
- SCR_485: Un módulo SCR Wi-Fi que lee las lecturas de potencia del medidor IAMMETER a través de la API y ajusta la potencia de salida en tiempo real para accionar el calentador de la caldera.
Ajuste Automático de la Potencia de Salida del Módulo SCR_485 Según la Energía de la Red
Después de completar el cableado del sistema, los clientes deben realizar las siguientes tareas:
- Configurar las credenciales Wi-Fi de "SCR_485".
- Configurar el medidor de energía IAMMETER en el archivo YAML de ESP Home.
- Configurar los parámetros.
Configurar las Credenciales Wi-Fi de "SCR_485"
Configurar las credenciales Wi-Fi de "SCR_485"
Configurar el Medidor de Energía IAMMETER en ESP Home
Abra la página web en ESP Home. En la captura, notará seis dispositivos listados, ya que actualmente tenemos seis unidades SCR_485 en pruebas en nuestro laboratorio.
Actualice el archivo de configuración YAML mediante este scr-485.yaml.
Modifique la configuración YAML según el tipo de medidor de energía utilizado.
WEM3080
WEM3080 es el medidor de energía monofásico de IAMMETER, por lo que si usa WEM3080, significa que la potencia medida es la Potencia de la Red, y solo necesita configurar la dirección IP del medidor de la siguiente manera:
Cambie la IP (10.10.30.33) en el archivo YAML a la IP del medidor de energía.
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 son todos medidores de energía trifásicos de IAMMETER. Si usa un medidor trifásico, además de configurar la dirección IP, también debe elegir qué fase específica se utiliza para medir la Potencia de la Red.
Configurar la dirección IP del medidor
Cambie la IP 10.10.30.33 en el archivo YAML a la IP del medidor de energía.
Seleccionar la fase específica del medidor para medir la potencia de la red
Si el suministro de la red es monofásico, cualquier fase del medidor trifásico puede usarse para medir la potencia de la red (como se muestra en la sección de cableado del sistema, la Fase B se usa para medir la potencia de la red).
Si el suministro de la red es trifásico, la potencia total del medidor trifásico debe usarse para representar la potencia de la red.
Los comentarios en el siguiente código lo indican:
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]
...
Configurar Parámetros
Inicie sesión en la página web. Las explicaciones de los parámetros son las siguientes:
Auto Mode: Modo manual/Modo automático.
Threshold: El valor umbral del bucle de control.
Hysteresis: El parámetro de histéresis del disparador Schmitt. Dado que se utiliza control alto y bajo, el parámetro "Hysteresis" se añade para evitar oscilaciones. Se activa una operación cuando la Potencia de la Red > umbral + histéresis o Potencia de la Red < umbral - histéresis.
Set power: La potencia de salida configurada por SCR_485.
Configurar la Potencia Máxima
Este parámetro es la potencia máxima de la carga controlada por SCR_485. Dado que SCR_485 controla la carga ajustando el voltaje de salida, necesita usar esta Potencia Máxima como referencia al calcular la Potencia Configurada.
Por ejemplo, si la potencia máxima se establece en 3.3 kW, SCR asumirá que la potencia de salida es de 3.5 kW a 220V de tensión de trabajo. Posteriormente, si la Potencia Configurada debe ajustarse a 0.875 kW, SCR_485 reducirá el voltaje a 110V.
Configurar el Umbral y la Histéresis
La introducción de histéresis es para evitar la operación frecuente del sistema de control, similar al principio de un disparador Schmitt. Solo cuando el valor medido (potencia de la red) es mayor que "umbral + histéresis" o menor que "umbral - histéresis", se realizará una acción (ajustar la potencia de salida de SCR_485)
Ej: Threshold = -20 W, Hysteresis = 50 W.
Estos dos ajustes sirven para aumentar la potencia configurada de SCR_485 cuando la potencia de la red es menor que -70 W (-20-50).
Estos dos ajustes sirven para disminuir la potencia configurada de SCR_485 cuando la potencia de la red es mayor que 30 W (-20+50).
Tenga en cuenta que en la medición bidireccional del medidor de energía IAMMETER, los valores de potencia negativos indican que el sistema fotovoltaico está inyectando energía a la red, mientras que los valores de potencia positivos indican que el sistema está consumiendo energía de la red.
Referencia
ESP32 + módulo SCR: Ajuste lineal de la potencia de salida de cargas resistivas, como calentadores
Actividades - Solicite el Controlador de Potencia Lineal (SCR-485)
Parte 1: Conozca su Sistema Fotovoltaico
Parte 2: Optimización de su Sistema Fotovoltaico
El Primer Informe de Pruebas Basado en Comentarios de Clientes sobre SCR-485
