Urządzenie sterujące Grzałka do CO zasilaną z fotowoltaiki ON-Grid!

[krolikbest]

Witam,

Generalnie chciałem Wam przedstawić projekt którego celem jest nadzorowane sterowanie grzałką do bufora ciepła (lub CO) zasilaną przez fotowoltaikę ON-Grid. Mój układ składa się z płytki zgodnej z Arduino Pro Mini, esp-01, przekaźnika tranzystorowego typu SSR i kilku innych elementów. Zadaniem tego układu jest monitorowanie produkowanej mocy przez falownik Froniusa. Realizowane jest to poprzez sieć wifi po protokole TCP a ramka jest w standardzie Modbus TCP. Układ na bieżąco odczytuje moc jaką falownik generuje i w zależności od jej wartości część (nadwyżkę powyżej wartości progowej - o tym za chwilę) przeznacza na specjalnie wydzielone gniazdko elektryczne. Jak można się domyślić, istotnym elementem jest tutaj przekaźnik SSR. Mój układ generuje sygnał PWM, który wysterowuje wyjścia przekaźnika. Działa on w zakresie od 24 do 380 VAC.

Wspomniana wartość progowa to wartość jaką użytkownik (czyli ja) wprowadza do opisywanego układu za pomocą wbudowanego w mikrokontroler atmega prostego serwera http. Jest ona niejako zarezerwowaniem mocy na inne urządzenia stale działające w domu typu sprzęt AGD.

W przypadku, jeżeli falownik nie produkuje wystarczającej mocy na zasilanie grzałki, czyli wartość mocy na falowniku jest poniżej zadeklarowanej wartości progowej, napięcie na dedykowanym gniazdku do grzałki jest zerowe.

Całość można zobaczyć tutaj:

Cenna będzie każda uwaga i zapytanie.

[goguś1719517740]

Już mi się to podoba spryciarzu :yes:

[Kaizen]

Najprościej, to zrobić czujnik na WLZ w którą stronę płynie prąd i jak jest wprowadzany do sieci to wpuszczać do grzałki.

 

Bo rozumiem, że Twoje urządzenie nie sprawdza, czy akurat nie działa czajnik czy grzałka w pralce?

 

Można takie urządzenia kupić taniej, niż dopłata z Mój Prąd do nich (zwie się to EMS). Niestety, dopłata pokrywa tylko 50% - ale to oznacza, że mamy montaż gratis jak ktoś tyle policzy za robociznę, co kosztuje urządzenie.

 

https://sklep.pvmonitor.pl/ems-moj-prad/97-753-pvmterminal-wifi-plus.html

 

I jeszcze kilka urządzeń można tym automatycznie włączać przez WiFi.

[krolikbest]

Nie sprawdza, dlatego wprowadziłem tzw. próg załączenia. Zakłada on, że pewna ilość produkowanej mocy przez falownik zawsze i w każdym momencie jest konsumowana przez urządzenia typu AGD. Można urządzenia stale będące "pod prądem" pomierzyć i ten próg z większym lub mniejszym prawdopodobieństwem będzie odzwierciedlał ile trzeba zarezerwować mocy. Generalnie dedykowane gniazdko na grzałkę CO i tak puści tylko tyle ile wyjdzie z obliczeń, grzałka nawet pracując na kilkanaście procent właściwej mocy, zawsze coś tam w buforze nagrzeje. Z drugiej strony czajnik działający przez 2-3 minuty nie zrobi wielkiej straty z tego powodu, że chwilowo "połknie wszystko", no chyba że któryś z moich domowników będzie cały czas zagotowywał wodę w nim

[klaudiusz_x]

Pewnie masz gaz. Bo przy indukcji, trochę się to rozjedzie.

Podobnie z pc, czy klimą.

Edytowane 2 Października 2023 przez klaudiusz_x

[krolikbest]

Idealnym rozwiązaniem byłby dodatkowy stały monitoring zużycia energii (pobór mocy) przez właśnie sprzęty domowe. Teoretycznie mam to w zasięgu możliwości, ale nie mam na razie tzw. inteligentnego licznika. Mając taki i zakładając, że jestem w stanie z niego wydobyć takie dane (też po wifi,Modbus TCP), to porównywałbym wartość z falownika, wartość z licznika i na bierząco generował PWM-a.

[Dolce1313]

Masz potencjał do budowania urządzenia opartego o bardziej wyrafinowane klocki, gratuluję.

Natomiast zakładając, że dysponujesz niezbyt wielką mocą z paneli czyli jeśli się nie mylę ok 4kWp, wydaje mi się, że to rozwiązanie będzie się sprawdzało w miesiącach, gdy mamy korzystne warunki do wytwarzania energii z pv więc załóżmy że tak "średnio" od kwietnia do października. Podgrzewanie grzałką bufora dla co raczej odpada.

Podobnie jak kolega Kaizen uważam, że najlepiej skupić się na takim wykonaniu urządzenia, by przekierowywało moc na grzałkę w zależności do tego czy energia jest wprowadzana do sieci. Mimo wszystko oparłbym się na tym warunku jako priorytecie. Też będą problemy - choćby związane z wahaniami kierunku przepływu energii np w momencie załączenia grzałki. Może okazać się, że układ będzie "taktował" choć zasadniczo w przypadku grzałki i przekaźnika ssr nie jest jakimś problemem.

Napisałem wcześniej, że nie posiadasz dużej mocy z paneli. Może okazać się, że choćbyś nie wiem jak wyrafinowanie starał się dostroić automatykę to finalnie nie osiągniesz jakiś spektakularnych osiągów. Weź to pod uwagę. Według mnie musi być odpowiednia proporcja pomiędzy mocą paneli, mocą grzałki, ilością wody do podgrzania itp żeby to miało jakieś ręce i nogi czyli dawało realne korzyści w postaci ciepłej wody dla domowników. Chyba należałoby rozpocząć od jakiś obliczeń co ile i za ile. Chyba, że to już skalkulowałeś.

Na koniec dodam, że jeśli miałbym się kierować praktycznymi czy też ekonomicznymi względami to mi by się nie chciało budować tego typu automatyki ponieważ uważam, że to "skórka za wyprawkę". Szczególnie jeśli założymy, że jesteś prosumentem. O wiele łatwiej byłoby dołożyć ze 2kWp paneli z myślą o przechlaniu wyprodukowanej z nich energii na ciepło od grzałki No chyba, że nie masz już na nie miejsca.

Ostatecznie jednak jeśli lubisz tego typu prace i podchodzisz do tego na lajcie to jak najbardziej jest to pożyteczna czynność. Rozumiem to dobrze, bo sam przepiepszyłem w ciool czasu i to na zupełnie amatorską zabawę z elektroniką, która sensu żadnego głębszego nie miała...

P.S. Teraz jeszcze taka myśl mi przyszła do głowy. To jednak tylko moje zdanie. Jeśli miałbym u siebie robić tego typu rozwiązanie (w sensie przekierowywania nadmiaru mocy na grzałkę) to po prostu zastosowałbym jakiś układ z czujnikiem natężenia światła ulokowanym koło paneli. Załączanie grzałki odbywałoby się w zależności od natężenia światła czyli mamy słoneczko - załącz, jest chmurka - wyłącz Sam napisałeś, że domownicy na okrągło nie gotują wody w czajniku itp więc generalnie jak słońce świeci pod odpowiednim kątem to mamy nadmiar mocy. Biorąc pod uwagę korzyści wynikające z prostoty takiego rozwiązania, niezawodności itp to warte zastanowienia, choć oczywiście nie kusi tak mocno wyrafinowaniem jak Twoje klocki.

Edytowane 2 Października 2023 przez Dolce1313

[Kaizen]

Też będą problemy - choćby związane z wahaniami kierunku przepływu energii np w momencie załączenia grzałki. Może okazać się, że układ będzie "taktował" choć zasadniczo w przypadku grzałki i przekaźnika ssr nie jest jakimś problemem.

 

Przy bilansowaniu godzinowym nie ma sensu bawienie się w aptekarza. Można nawet pójść w inną stronę - bilansować nie chwilową moc pobieraną, a godzinową ilość energii. Może być tak, że włączymy zasilanie grzałki, a ona prądu nie przyjmie, bo temperatura w zasobniku za wysoka i termostat odcina zasilanie. I do sieci pójdzie np. 0,5kWh. Jak ktoś pójdzie pod prysznic i temperatura wody w tej samej godzinie zegarowej spadnie to można pobrać z sieci o te 0,5kWh ponad aktualne bilansowanie mocy.

A patrzenie na aktualne natężenie światła nie ma najmniejszego sensu. Bo to tylko pół połowy równania. Bo produkcja paneli zależy jeszcze od temperatury i napięcia w sieci a nie daje żadnej informacji o aktualnym poborze mocy. Najprostsze, najpewniejsze i najskuteczniejsze rozwiązanie, to monitorowanie mocy i kierunku przepływu w złączu. A bardziej skomplikowane, ale przy dzisiejszych warunkach korzystniejsze to pilnowanie godzinowych sald kWh.

[Dolce1313]

A patrzenie na aktualne natężenie światła nie ma najmniejszego sensu. Bo to tylko pół połowy równania. Bo produkcja paneli zależy jeszcze od temperatury i napięcia w sieci a nie daje żadnej informacji o aktualnym poborze mocy.

Mam akurat odwrotne zdanie.

1) Jak świeci słońce to jest zawsze najlepsza produkcja, nawet jeśli jest gorąco.

2) Napięcie w sieci przekracza 252V przeważnie w momencie, gdy mamy dużą produkcję z pv. Tym bardziej warto wówczas załączyć grzałkę jeśli tylko jest taka potrzeba bo to jedynie może pomóc obniżyć napięcie i zapobiec wyłączeniu falownika. Dodatkowo, nie wiedzę najmniejszego kłopotu ze sprzężeniem z opisanym układem np inteligentnego gniazdka z odpowiednio ustawionym sterowaniem "napięciowym". Zresztą kolega krolikbest nie wspominał o problemach z przekraczaniem maksymalnego napięcia więc ten problem odpada.

3) Do poboru mocy już się odniosłem.

[Kaizen]

Mam akurat odwrotne zdanie.

1) Jak świeci słońce to jest zawsze najlepsza produkcja, nawet jeśli jest gorąco.

 

Zdanie jest jak rzyć. Pomiary są jednoznaczne. W lipcu mniejsza produkcja, niż w maju. A maju średnio dzień krótszy, słońce niżej. Tyle, że chłodniej.

https://forum.muratordom.pl/showthread.php?382837-Ujemne-ceny-energii&p=8192320&viewfull=1#post8192320

https://forum.muratordom.pl/showthread.php?379386-Net-billinng-op%C5%82acalno%C5%9B%C4%87&p=8194802&viewfull=1#post8194802

 

2) Napięcie w sieci przekracza 252V przeważnie w momencie, gdy mamy dużą produkcję z pv. Tym bardziej warto wówczas załączyć grzałkę jeśli tylko jest taka potrzeba bo to jedynie może pomóc obniżyć napięcie i zapobiec wyłączeniu falownika.

 

To w końcu chcesz mierzyć natężenie światła, produkcję czy napięcie?

 

Dodatkowo, nie wiedzę najmniejszego kłopotu ze sprzężeniem z opisanym układem np inteligentnego gniazdka z odpowiednio ustawionym sterowaniem "napięciowym".

 

Jak masz sąsiada, co sobie zmienił region falownika to będziesz ciągnął prąd jego (płacąc ZE) a napięcie i tak będzie powyżej i Twój falownik będzie wyłączony. I po co komplikować, jak wystarczy sprawdzać, w którą stronę płynie prąd w złączu?

Ale opisz, jak to zrobić - jakie gniazdko, jaki soft, jaki skrypt żeby grzałka się włączała po przekroczeniu napięcia. Wielu pewnie skorzysta z tak prostego i taniego rozwiązania.

 

3) Do poboru mocy już się odniosłem.

 

Nie odniosłeś się do poboru mocy. To, że z PV leci XkW nic nie mówi o tym, czy urządzenia w domu nie pobierają 2XkW.

[Dolce13]

Nie masz racji ale jesteś uparty

Odnosimy się do sytuacji podobnej którą ma kolega krolikbest czyli instalacji 4kWp prosumenckiej. Proponujesz w takiej sytuacji rozwiązanie za kilka tysięcy. Tylko kiedy to się zwróci? Mi chodzi o układ, który będzie kosztował grosze a zwiększy autokonsumpcję. To jest najprostsze i najkorzystniejsze rozwiązanie dla Kowalskiego w takiej sytuacji a nie system za kilka koła z wifi.

Przyjmijmy, że z wyprodukowanej energii oddamy do zakładu średnio 12%, bo te 8% autokonsumpcji pewnie będzie i bez jakichkolwiek układów, to ile zaoszczędzisz na takim kosztownym systemie rocznie? Załóżmy, że instalacją wyprodukuje 4000kWh rocznie. 12% z tej mocy czyli 480kWh oddamy zakładowi. Policzmy to po 72gr. Wychodzi 346zł. Tyle mniej więcej rocznie można zaoszczędzić, jeśli dodamy "supersystem" za kilka tysięcy. Jaka będzie stopa zwrotu w latach zakładając, że po drodze nie przytrafi się konieczność wykonania np jakiejś naprawy pogwarancyjnej?

Odpowiedź jest prosta, wystarczy kilka tysięcy wydane na supersystem podzielić przez 346zł.

[krolikbest]

Małe sprostowanie, nie jestem już niestety prosumentem, tylko net billing. Tym bardziej nie chcę nic oddawać do sieci.

[Janoszek]

Od marca b.r. zasilam grzałkę w zbiorniku c.w.u., który normalnie współpracuje z kotłem gazowym. W miesiącach letnich, gdy CO nie pracuje, zużycie miesięczne gazu na podgrzanie wody waha się w okolicach 30-35m^3. Po zainstalowaniu grzałki spadło do około 10^m3, czyli do około 1/3. Szacuję, że dzięki temu będę mógł oszczędzić około 100-120m^3. Koszt elektroniki, grzałki to około 1000-1200PLN i można kupić gotowca. Niestety mój system jest dwustanowy.: albo grzałka grzeje albo nie. W przypadku sterowania grzałką przez układ PWM te oszczędności będą nawet większe bo grzałka będzie mogła być zasilana w miesiącach z niewielką produkcją. Co prawda mniejszą mocą niż znamionowa, ale dołoży swoje do podgrzewania wody. Czy to się opłaca to każdy sam musi sobie odpowiedzieć.

Ja jestem zadowolony.

[Kaizen]

Proponujesz w takiej sytuacji rozwiązanie za kilka tysięcy. Tylko kiedy to się zwróci?

 

To do mnie? Ja proponowałem za 1,5K zł - z czego połowę daje Mój Prąd a dodatkowo zwiększa dofinansowanie reszty instalacji o 1000zł. Więc cenę ma ujemną.

 

Mi chodzi o układ, który będzie kosztował grosze a zwiększy autokonsumpcję. To jest najprostsze i najkorzystniejsze rozwiązanie dla Kowalskiego w takiej sytuacji a nie system za kilka koła z wifi.

 

Tylko nie gwarantuje wzrostu autokonsumpcji, skoro nie sprawdza, czy prąd idzie do sieci. Może się okazać, że wcale nie zwiększy autokonsumpcji, za to zwiększy pobór z sieci, bo będzie grzałka grzała, gdy odpalisz czajnik, piekarnik i cośtam jeszcze i chociaż produkcja z PV na maksa, to pobór jeszcze większy. I tak nagrzejesz zasobnik prądem z sieci, czajnik, piekarnik się wyłączy i PV będzie pchało do sieci, bo w zasobniku już woda gorąca. To rozwiązanie niczego nie gwarantuje.

[Kaizen]

Małe sprostowanie, nie jestem już niestety prosumentem, tylko net billing.

 

No to jesteś prosumentem. Przestaniesz być jak odepniesz PV od sieci.

[krolikbest]

No w sumie tak, tylko prosumentem niekorzystnego sortu

[Dolce1313]

Ja proponowałem za 1,5K zł - z czego połowę daje Mój Prąd a dodatkowo zwiększa dofinansowanie reszty instalacji o 1000zł. Więc cenę ma ujemną.

 

Z twojego linku wynika, że same graty kosztują 1800zł bez skrzynki, przekaźnika, modułu płynnej regulacji. Ot tak wrzucone luzem do paczki

Każdy tak pewnie weźmie, sam zbije skrzynkę, przekaźnik wymontuje ze starego auta a moduł zrobi znajomy Janusz i przy okazji za falszkę poskręca.

Cena ujemna, istnieje coś takiego? Chyba na planecie K Pax.

Edytowane 3 Października 2023 przez Dolce1313