Mengontrol pemanas boiler menggunakan modul SCR Wi-Fi secara otomatis

Artikel ini menjelaskan cara mengontrol pemanas boiler secara otomatis menggunakan modul SCR Wi-Fi (SCR_485) dan meter daya IAMMETER untuk meningkatkan tingkat konsumsi sendiri (self-consumption rate) sistem fotovoltaik (PV).

Dengan menyesuaikan daya keluaran modul SCR secara real-time sesuai daya ekspor ke jaringan (feed-in), tujuannya adalah mengonsumsi sebanyak mungkin daya ekspor tersebut dan meningkatkan tingkat konsumsi sendiri sistem PV.

Sebelumnya, kami memiliki tutorial yang mengajarkan cara menggunakan modul SCR Wi-Fi dengan firmware ESP Home untuk menyesuaikan daya keluaran beban resistif secara linear. Untuk detail lebih lanjut, silakan merujuk ke tautan berikut: ESP32 + modul SCR: Menyesuaikan daya keluaran beban resistif secara linear, seperti pemanas.

Tampilan Hasil

Seperti yang ditunjukkan pada gambar, setelah mengaktifkan mode otomatis, "Set Power" pada pengontrol SCR terus disesuaikan secara real-time sesuai daya ekspor, sehingga daya ekspor tetap berada di sekitar 0W.

Mengontrol daya pemanas sesuai daya jaringan

Grid Power REV: Daya ekspor ke jaringan

SCR_485 Power: "Set Power" dari SCR_485

Tentang SCR_485

Pengontrol daya linear dengan daya keluaran maksimum 4 kW (sistem 220V). Alat ini dapat menyesuaikan daya keluaran secara linear dalam rentang 0-4 kW, direkomendasikan untuk mengontrol beban resistif (seperti pemanas boiler), dan menyediakan fungsi Wi-Fi.

SCR_485,pengontrol daya linear,regulator tegangan untuk beban resistif

Untuk pengenalan lebih lanjut, lihat tautan ini.

Firmware

SCR_485 menggunakan firmware ESP Home, yang telah diprogram sebelumnya sebelum pengiriman.

YAML

Berkas YAML: SCR-485.yaml.

Pelanggan perlu mengonfigurasi alamat IP dan informasi fasa terkait sesuai penggunaan meter daya yang sebenarnya.

Pengkabelan Sistem

Pengkabelan sistem ditunjukkan pada gambar di bawah ini, dengan komponen utama sebagai berikut:

Meter daya tiga fasa IAMMETER digunakan untuk mengukur daya jaringan. Karena meter daya IAMMETER adalah meteran dua arah, meteran ini dapat mengukur daya dua arah (daya yang diambil dari jaringan dan daya yang dikembalikan ke jaringan) serta menyediakan API untuk membaca hasil pengukuran secara real-time.
SCR_485: Modul SCR Wi-Fi yang membaca nilai daya dari meteran IAMMETER melalui API dan menyesuaikan daya keluaran secara real-time untuk menggerakkan pemanas boiler.

Menyesuaikan Daya Keluaran Modul SCR_485 Secara Otomatis Berdasarkan Daya Jaringan

Setelah menyelesaikan pengkabelan sistem, pelanggan perlu menyelesaikan tugas-tugas berikut:

Konfigurasikan Kredensial Wi-Fi "SCR_485".
Konfigurasikan meter daya IAMMETER pada berkas YAML ESP Home.
Atur parameter.

Konfigurasikan Kredensial Wi-Fi "SCR_485"

konfigurasikan kredensial wifi di esp home

Konfigurasikan Meter Daya IAMMETER di ESP Home

Buka halaman web di ESP Home. Pada tangkapan layar, Anda akan melihat enam perangkat terdaftar, karena saat ini kami memiliki enam unit SCR_485 yang sedang diuji di laboratorium kami.

SCR_485 di ESP Home

Perbarui berkas konfigurasi YAML dengan scr-485.yaml ini.

Ubah konfigurasi YAML sesuai jenis meter energi yang digunakan.

WEM3080

WEM3080 adalah meter daya satu fasa IAMMETER, jadi jika Anda menggunakan WEM3080, artinya daya yang diukur adalah Grid Power, dan Anda hanya perlu mengatur alamat IP meteran sebagai berikut:

Ubah IP (10.10.30.33) pada berkas YAML menjadi IP meter energi.

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 semuanya adalah meter daya tiga fasa IAMMETER. Jika menggunakan meter daya tiga fasa, selain mengonfigurasi alamat IP, Anda juga perlu memilih fasa mana yang digunakan untuk mengukur Grid Power.

Atur alamat IP meteran

Ubah IP 10.10.30.33 pada berkas YAML menjadi IP meter energi.

Pilih fasa meteran tertentu untuk mengukur daya jaringan

Jika pasokan listrik jaringan bersifat satu fasa, fasa mana pun dari meteran tiga fasa dapat digunakan untuk mengukur daya jaringan (seperti ditunjukkan pada bagian pengkabelan sistem, Fasa B digunakan untuk mengukur daya jaringan).

Jika pasokan listrik jaringan bersifat tiga fasa, daya total meteran tiga fasa harus digunakan untuk mewakili daya jaringan.

Komentar pada kode di bawah ini menunjukkan hal tersebut:

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]
...

Atur Parameter

Masuk ke halaman web, penjelasan parameternya adalah sebagai berikut:

Auto Mode: Mode manual/Mode otomatis.

Threshold: Nilai ambang batas (threshold) dari loop kontrol.

Hysteresis: Parameter histeresis dari pemicu Schmitt. Karena kontrol tinggi dan rendah digunakan, parameter "Hysteresis" ditambahkan untuk mencegah osilasi. Sebuah operasi dipicu ketika Grid Power > threshold + Hysteresis atau Grid Power < threshold - Hysteresis.

Set power: Daya keluaran yang ditetapkan oleh SCR_485.

Atur parameter di SCR-485,threshold,hysteresis

Atur Daya Maksimum

Parameter ini adalah daya maksimum beban yang dikontrol oleh SCR_485. Karena SCR_485 mengontrol beban dengan menyesuaikan tegangan keluaran, SCR_485 perlu menggunakan Max Power ini sebagai acuan saat menghitung Set Power.

Sebagai contoh, jika daya maksimum diatur ke 3.3 kW, SCR akan menganggap daya keluaran adalah 3.5 kW pada tegangan kerja 220V. Kemudian, jika Set Power perlu disesuaikan menjadi 0.875 kW, SCR_485 akan menurunkan tegangan menjadi 110V.

Atur Threshold dan Hysteresis

Histeresis diperkenalkan untuk mencegah pengoperasian sistem kontrol yang terlalu sering, mirip dengan prinsip pemicu Schmitt. Hanya ketika nilai terukur (daya jaringan) lebih besar dari "threshold + hysteresis" atau lebih kecil dari "threshold - hysteresis", suatu tindakan akan diambil (menyesuaikan daya keluaran SCR_485).

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

Kedua pengaturan ini berfungsi untuk menambah set power SCR_485 ketika daya jaringan kurang dari -70 W (-20-50).

Kedua pengaturan ini berfungsi untuk mengurangi set power SCR_485 ketika daya jaringan lebih besar dari 30 W (-20+50).

Perlu diperhatikan bahwa pada pengukuran dua arah meter daya IAMMETER, nilai daya negatif menunjukkan bahwa sistem PV sedang mengalirkan daya ke jaringan, sedangkan nilai daya positif menunjukkan bahwa sistem sedang mengonsumsi daya dari jaringan.

Atur parameter di SCR-485,threshold,hysteresis