Presumiblemente, la salida del inversor alimentado desde sus celdas solares está en su lado del medidor. Por lo tanto, no se le cobra nada por la energía que usa hasta lo que los paneles solares están produciendo en este momento. Ya funciona como pareces estar preguntando.

Por ejemplo, si sus paneles solares (a través del inversor) están produciendo 1 kW cuando su calentador de 3,6 kW está encendido, entonces solo obtendrá 2,6 kW de la línea y solo se le cobrará por los 2,6 kW. Si los paneles están produciendo 4 kW con el calentador funcionando, entonces 3,6 kW van al calentador localmente y en realidad estás descargando 400 W en la línea. La compañía eléctrica no puede notar la diferencia entre tener todo apagado y producir 400 W que van a la línea, y producir 4 kW con 3,6 kW utilizados internamente y verter los 400 W restantes en la línea.

No parece haber un problema aquí para resolver.

En general, los medidores de energía miden la energía total durante un intervalo y luego determinan si fue 'importación' o 'exportación' según el signo del valor total. Este intervalo no puede ser demasiado pequeño: un conmutador sin carga tendrá un factor de potencia cercano a cero y, por lo tanto, 'exportará' energía en una parte del ciclo de CA e 'importará' energía en otra parte del ciclo de CA. Sería estúpido que el medidor de potencia lo registrara como 'importación de 40 W + exportación de 40 W' simultáneamente.

No tengo idea de cuál es este intervalo para su medidor; pero si son al menos unos segundos, debería estar haciendo PWM de baja frecuencia (con un período medido en segundos) y usarlo para controlar el relé de estado sólido de cruce por cero. La parte de 'cruce por cero' garantizará la ausencia de corrientes extremas e interferencias electromagnéticas.

Su calentador consume (3600 vatios) / (240 voltios) = 15 amperios. Por lo tanto, cualquier 20A / 250V SSR (relé de estado sólido) funcionará. También vea esta pregunta para más detalles:

Conmutación/atenuación de un calefactor de red de alta potencia

ACTUALIZACIÓN: Este documento ("Importación y exportación de energía eléctrica" ​​de "Surendra Jhalora") habla mucho sobre la importación/exportación de energía cuando se aplica a medidores inteligentes: http://www.securetogether.com/files/5113/7291/7734 /imp_exp_electl_energ17.pdf

Según él, la importación/exportación se calcula por ciclo. Si se aplica a su medidor (y no lo sabemos), el SSR de cruce por cero no ayudará.

Técnico jubilado, llevo mucho tiempo trabajando en lo mismo. Electrónica de potencia de 6000 vatios ME ASUSTA. Siempre pruebe detrás de un escudo de madera contrachapada de 3/4". Actualmente está en servicio y funciona muy bien (excepto por el horrible ruido de RF). Me alegra compartir, espero alguna ayuda. Mi configuración es un poco diferente. Inversor de onda sinusoidal de 8000w 230v ( Trace SW4024 apilado (ahora Schnieder) del siglo pasado. Baterías agm de 42kwh (rescate). Más de 15 KW de paneles solares (principalmente verticales en el costado de los edificios, 48.5 ° de latitud norte. Tantos paneles para pasar el invierno sin generador. La vertical es mucho mejor en esta época del año. La elevación máxima del sol es de 20 ° o menos. No apagan nada con nieve sobre ellos. Ya en 1999, cambiaba los conjuntos de paneles del banco cuando las baterías estaban cargadas, a 72 V para enviar al elemento del tanque de agua caliente Oh sí, estoy fuera de la red.

La configuración actual es: entrada recuperada de 230 V, salida de 54 V en el marco del cargador de conmutación de 50 amperios (2 vienen con baterías ;-). Usando la entrada de filtrado como estaba: Alrededor de un toroide de 2" con devanado bifilar de l1 a l2 Un estrangulador de núcleo de hierro en cada línea (varias libras cada uno) 4 rectificadores de puente completo de 35 amperios en un disipador de calor grande 4 tapas de filtro conectadas en serie grandes (8,000 µF 150 V) con resistencias de equilibrio de purga Otro torroid de 2" con devanado bifilar Ahora mi circuito: pwm a 1000 hz con un cypress psoc4200 µPC que detecta voltios de las baterías, alimentado por fet con un chip controlador opto aislado de 2.5 amperios y suministro de 15 cc. 2 FET IRFP460 <500v 20a, y solo $3.33 cada uno. quan 10 (tenía 4, 2 explotaron en el primer disparo (sin juego de palabras). Traté de observar la forma de onda, pero con el timbre en la parte superior de los 340 V CC, cortó mi sonda de alcance 10x (ahora tengo una sonda de 1500 V 100x). a 5500 vatios) los disipadores de calor grandes nunca superan los 120 °F. pwm solo ligeramente por encima del 55% iirc. ¡Las gorras cambian las cosas! Fet's están en tierra con elemento de 4500w a positivo. A través de fet hay un circuito amortiguador (aquí soy muy ignorante) con un límite de 0.1 µF y una resistencia de 3.3k 5w (funciona extremadamente caliente). Hay un límite de 0,1 µF en el elemento calentador.

El elemento está en un flujo de agua de 1 galón por minuto a la hidrónica en una losa de cemento de 20cuYd, mi 'batería térmica'. En nuestros raros días soleados, solo se calienta menos de 5 grados. ¡Tantos paneles porque ahora son tan baratos! $0.27 centavos/vatio ($0.35 con envío). Sin un generador en funcionamiento, puedo hacer funcionar la calefacción eléctrica de propano/solar para el invierno con una sola carga.

en el optoaislador VO3120 K debe ser A

El diseño del controlador de potencia variable está básicamente en el camino correcto para proporcionar potencia de salida continuamente variable. Sin embargo, hay un detalle que no aborda y es la regulación de la temperatura del cilindro. Como se muestra, el controlador se conecta directamente al elemento sin pasar por el control termostático habitual. Eso podría estar bien si puede hacer frente a hervir el cilindro o disparar la válvula de alivio de temperatura excesiva. Si el termostato se deja en el circuito, sus contactos de conmutación no durarán mucho cuando comience a conmutar voltajes de CC superiores a 30 o 40 voltios debido a la formación de arcos de CC. Las ventajas de extinción del arco de la CA desaparecen rápidamente al cambiar la CC. Para remediar esto, los contactos del termostato podrían proporcionar una entrada de control adicional al control PWM para apagarlo cuando se alcanza el punto de ajuste de temperatura. Para hacer el mejor uso de la entrada solar, el punto de ajuste también podría establecerse un poco más alto, digamos 70 grados en lugar de 55-60. Esto supone que el agua caliente se entrega a través de una válvula de templado para evitar quemaduras. Tenga en cuenta también que las pérdidas permanentes del cilindro aumentan a medida que aumenta la temperatura.

Creo que he encontrado una muy buena solución alternativa para esto.

Estoy tratando de hacer exactamente lo mismo: usar mi exceso de energía solar para calentar mi agua. Es un calentador de 4800 W y normalmente tengo 3000 W de exceso de energía solar como máximo durante 3 horas al día. Necesito de alguna manera acelerar mi calentador a 1-2kw más o menos. He estado mirando controladores de motor de alta potencia, triacs, etc.

Una solución más elegante:

Coloque un transformador (o varios) en serie con el elemento calefactor, y simplemente enciéndalos o apáguelos.

Eres de 240 V, por lo que suena como mi cuello de los bosques. Tengo un calentador de elemento dual de 4.8kW. Verifique el diagrama de cableado de su calentador, hay un termostato y todas las demás cosas de seguridad. No interfieras con eso. Simplemente coloque el transformador entre el termostato y el elemento del tamaño que necesite, luego es un simple interruptor de encendido / apagado a través de Arduino.

(Revisa mis matemáticas aquí.)

4.8kW @ 240v son aproximadamente 12 ohmios para el elemento. Si tengo un transformador de 75 V, tirará 6,25 A y 468 W. Si tengo un transformador de 100 V, tirará 8,3 A y 830 W.

Así que tome un transformador de 500W 75V y colóquelo entre el termostato y el elemento, haga funcionar el elemento a un voltaje más bajo, lo que será una potencia más baja.

Luego, solo use un equivalente ESP8266 y un relé de estado sólido para encenderlos/apagarlos.

Tal vez haga el transformador de 1000 W y use algunas cosas de PWM / SCR en eso: está controlando una potencia mucho menor, por lo que todo se reducirá y será menos complicado.

EDIT FYI: acabo de comprar un transformador de AU a JP, 1000 W por $ 115, puede manejar 800 W continuos sin problemas, por lo que parece el mejor camino. Necesitaría 1200-1400 W para un reductor AU-US para tener algo de margen.

Aquí hay un intento de un diseño de controlador de potencia variable. El circuito rectifica la corriente principal, luego usa PWM de alta frecuencia para controlar la corriente al elemento calentador a través de un filtro (para limitar el ruido EM).

El inductor de entrada y el capacitor necesitarán almacenar solo la energía suficiente para un pulso de corriente a través del transistor. El interruptor del transistor deberá ser una matriz de MOSFET de más de 500 V y tener una pequeña resistencia combinada . El controlador MOSFET deberá flotar en el alto voltaje y proporcionar el controlador de compuerta de 10-15 voltios. El filtro de salida es para suavizar los pulsos de corriente al elemento y reducir el ruido radiado. El par de resistencias final proporciona un voltaje de retroalimentación al controlador PWM.

Supongo que una frecuencia PWM de aproximadamente 10 kHz sería apropiada. Cuanto mayor sea la frecuencia, más pequeños pueden ser los componentes pasivos. También supongo que existe un controlador que puede hacer frente a un pico de CA de 350 V y suministrar una salida de controlador de compuerta de 12 V desde una entrada de señal digital de 5 V.

Si puede ver fallas en este diseño o desea compartir algún consejo sobre cómo mejorarlo, agregue un comentario.

Si tuviera varios elementos, por ejemplo, varios géiseres o un módulo de calefacción dedicado conectado a los géiseres, podría aumentar la potencia.

Por ejemplo, con un elemento de 375kw, 750w, 1,5kW, 3kW que podría lograr

0 a 5,5kW en incrementos de 375w