EVCC项目中基于Shelly设备的比例式热水控制方案

背景介绍

EVCC作为一款开源电动汽车充电控制器，主要用于管理电动汽车充电、光伏发电和电池储能系统的能源流动。在实际应用中，用户常常希望将多余的光伏发电能量用于其他用途，如热水加热。

传统热水控制方案的局限性

传统的热水控制方案通常使用简单的开关式控制（如通过Shelly PM1继电器），这种方案存在以下问题：

1. 控制精度低：只能全开或全关，无法精细调节
2. 功率突变：3kW加热器的启停会造成电网功率的剧烈波动
3. 能源利用不充分：无法根据实时多余光伏功率精确匹配加热功率

比例式控制方案的优势

比例式控制方案通过以下方式解决了上述问题：

1. 使用Shelly Dimmer 0-10V PM模块配合Carlo Gavazzi相位角控制器
2. 实现0-3kW的无级功率调节
3. 可以精确匹配多余光伏发电量
4. 避免电网功率的剧烈波动

技术实现方案

方案一：自定义设备插件

EVCC支持通过自定义插件实现特殊设备的控制。对于Shelly Dimmer设备，可以创建包含以下功能的插件配置：

SetMaxPower: plugin.Config
GetMaxPower: *plugin.Config  # 可选

这种方案需要一定的Go语言开发能力，适合有编程经验的用户。

方案二：MQTT集成方案

对于非编程用户，可以通过MQTT协议实现集成：

1. 在EVCC中配置自定义充电器：

- name: charger_boiler_esp
  type: custom
  status:
     source: mqtt
     topic: esp_boiler/state
  enabled:
     source: mqtt
     topic: esp_boiler/enabled
  enable:
     source: mqtt
     topic: esp_boiler/enable
  maxcurrent:
     source: mqtt
     topic: esp_boiler/current
  maxcurrentmillis:
     source: mqtt
     topic: esp_boiler/current
  power:
     source: mqtt
     topic: esp_boiler/power_measured
  features:
    - integrateddevice
    - heating
  icon: waterheater

2. 在Home Assistant中创建自动化规则，根据EVCC发送的电流值控制Shelly Dimmer的亮度

技术注意事项

1. 相位角控制器的功率调节原理是通过改变每个交流周期中导通的相位角来调节平均功率
2. 部分电表可能会记录微小的进出口功率波动，需要实际测试验证
3. 对于带有电池储能系统的场景，需要确保控制算法优先考虑电池状态
4. 加热器作为阻性负载，适合使用相位角控制方式

应用前景

这种比例式热水控制方案不仅适用于家庭热水系统，还可以推广到其他电阻性负载的控制场景，如：

1. 电暖气控制
2. 游泳池加热系统
3. 工业加热设备

通过EVCC的灵活配置，用户可以实现更加智能和高效的能源管理，最大化利用可再生能源。