Tani projekt grzania wody z nadprodukcji energii z fotowoltaiki na ESP8266 i Tasmota

Grzanie wody z nadprodukcji dla użytkowników instalacji fotowoltaicznych na nowych zasada rozliczeniowych.

Chciałbym przedstawić tani projekt który może wykonać każdy kto lubi elektronikę i zdarza mu się trzymać lutownicę w ręce.
Projekt ma za zadanie włączyć grzałkę wtedy gdy nasza instalacja fotowoltaiczna generuje określoną moc. Problem sterowania często spotykany wśród użytkowników instalacji fotowoltaicznej - czyli jak grzać wodę kiedy świeci.

Przedstawiony przeze mnie system bardzo prosty w budowie i tani nie ma zaawansowanych funkcji jak system które można kupić a ponad tysiąc złotych ale myślę że na pewno pomoże.

Wszystko opiera się na układzie:
1. ESP8266
2. Module PZEM 004-t który widzi przepływ mocy o prądu niezależnie od kierunku dlatego ważny jest ostateczny montaż aby był na przewodzie bezpośrednie od inwertera.
3. Darmowemu oprogramowaniu TASMOTAktóre wygrywamy do ESP8266 za pomocą np NodeMCU Flasher.

Elementy które użyłem w projekcie to:

1. PZEM 004-t moduł pomiarowy
2. ESP 8266 + płytka z stabilizatorem 5V bo akurat to miałem ale możemy użyć wemos D1 mini lub NodeMCU wtedy nie będzie my potrzebowali programatora USB TTL tylko wystarczy przewód USB od telefonu do programowania wemosa. Pczątkującym w temacie polecam zakup Wems D1 mini ma na pokładzie co trzeba do programowania oraz działania po załadowaniu tasmota.
3. Przycisk - który będzie służył do wprowadzania ESP w stan konfiguracji.
4. Przewody połączeniowe ESP8226 z wejściem Modułu PZEM 004-t można kupić również oryginalny przewód z wtyczką który pasuje do PZEM 004-t.
5. Przydatne będą również przewody żeńsko -żeńskie w przypadku zakupu Wemos D1mini.
6. Moduł przekaźnikowy 5V
7. Zasilacz 5V - można wykorzystać ładowarkę do telefonu.
8. Oprogramowanie Tasmota i NodeMCU Flasher linki powyżej.



Jak podłączyć moduł
PZEM do ESP tego jest w internecie sporo podobnie jak wgrać tasmotę oraz jej pierwsze uruchomienie nie chce powielać tutaj tych instrukcji można je odszukać w google.
Zapożyczony schemat z google:


Do GPIO 4 i GPIO 5 Podłączamy moduł PZEM GPIO 4 TX PZEM do GPIO 5 RX PZEM.
Do wolnego GPIO podłączamy moduł przekaźnikowy.
Do GPIO 0 i do GND podłączamy guzik podanie GND na GPIO0 6 razy wprowadza moduł w tryb hot-spot natomiast podania masy na GPIO podczas włączenia ESP wprowadza je w tryb flash.

Po załadowaniu tasmoty i pierwszym uruchomieniu mając już ESP z tasmotą w naszej lokalnej sieci przechodzimy do ustawień modułu:



Takie ustawienia zapisujemy moduł się restartuje i mamy ekran:



Możemy sprawdzić czy nasz przekaznik działa oraz czy mamy napięcie na PZEM
Oczywiście podłączamy 230V do PEM według powyższego schematu.

Ja na testy zrobiłem to tak:



Na zdjęciu widać podłączony moduł przekaźnikowy 4 kanałowy pod dwa GPIO dlatego że testowałem dwie reguły które mają za zadanie włączać poszczególne przekaźniki przy różnych mocach. Czyli np moc która przechodzi przez PZEM np powyżej 2000W załącza przekaznik 1 moc przechodząca powyżej 3000W załącza przekaznik 2.

Jaką moc ustawimy to już indywidualna sprawa.

Kolejne kluczowe ustawienie to reguła według której działa cały system. Reguła zapożyczona z innego forum od kolegi isom któremu dziękuje za życzliwość.

Przechodzimy do zakładki konsola:

Podajemy kluczową regułę do działania.



I włączenie reguły aby działała:



W pierwszej części reguły:
Energy#Power>2000 - podajemy od powyżej jakiej mocy ma się włączyć przekaznik

W drugiej części reguły:
Energy#Power<2000 - podajemy po niżej jakiej mocy ma się wyłączyć.

Teraz sprawdzenie czy wszystko działa wystarczy zamontować w rozdzielni.
Cęgę pomiarową montujemy na żyle fazowej idącej bezpośrednio od falownika oraz z tej samej fazy bierzemy 230V do PZEM.
Moduł PZEM widzi przepływ mocy i prądu niezłażenie w którą stronę płynie więc musimy zamontować go bezpośrednio na przewodzie od Inwertera.

Koszt całego projektu nie powinien przekroczyć 100zł nawet przy zakupie elementów na allegro.

Zachęcam kolegów do dyskusji i uwag mojego pomysłu, może dzięki kolegom z działu Smart Home IoT projekt dostanie więcej funkcji i zostanie rozbudowany.

Wykonałem również projekt na 3 modułach PZEM który monitoruje zużycie energii dla domu zamontowany został bezpośrednio na zasilaniu bloków rozdzielczych na zabezpieczenia na dom. Falownik został wpięty przed blokami które zasilają dom dzięki temu w tasmotoa widzę zużycie energii w domu oraz aktualną moc płynącą z inwertera.



Powyższy projekt nie zyskał jeszcze obudowy jest na chwile obecną prototypem ale myślę że obudowa i wykonanie będzie już każdego indywidualną sprawą chciałem wrzucić ogólny pomysł wykonania takiego sterowania do grzania wody licząc właśnie na pomysły innych bardziej doświadczonych użytkowników w oprogramowaniu Tasmota i ESP8266.