Moduł DOMIQ/Base ma wbudowaną obsługę protokołu MODBUS TCP. W praktyce ozna- cza to szerokie możliwości integracji z wieloma urządzeniami. Dzięki temu możliwości inteligentnego budynku znacznie się poszerzają. Przykładem takich urządzeń są m.in falowniki fotowoltaiczne, rekuperatory, pompy ciepła, kotły C.O. W tym samouczku zajmiemy się tymi pierwszymi, czyli falownkami fotowoltaicznymi.
Cel główny: Optymalizacja zarządzania produkowaną energią. #
ptymalizacja odbywa się przez możliwość sterowania urządzeniami w budunku w zależności od parametrów pracy instalacji PV. Jest to szczególnie istotne, jeżeli nie masz magazynu energii, a produkcja jest rozliczana w formie netbilling. Moduł Base w takim scenariuszu odczytuje z falownika PV dane o produkowanej energii i wg zaprogramowanych reguł może włączyć określone urządzenia, aby zużywać energię na bieżąco bez oddawania jej do sieci elektroenergetycznej (maksymalizacja autokonsumpcji). Dodatkowo pomaga to obniżyć napięcie sieci, aby uniknąć wyłączeń instalacji PV po przekroczeniu napięcia granicznego – 253V. To z kolei przekłada się na realne zyski finansowe, gdyż zarówno nie ponosisz opłat przesyłowych, jak również nie sprzedajesz energii po bardzo niskich stawkach.
Poniżej przedstawiliśmy kilka przykładów działań, które warto wykonać w okresach największej produkcji energii przez instalację fotowoltaiczną:
Załączenie grzałki CWU.
Podniesienie temperatury zadanej bufora CWU.
Zwiększenie temperatury zadanej na pompie ciepła/kotle C.O.
Uruchomienie klimatyzacji, aby w szcycie produkcji schładzała dom.
Załączenie ogrzewania budynku (np. grzejniki elektryczne, piece akumulacyjne). Jest to szczególnie przydatne w okresach przejściowych (wczesna jesień/wczesna wiosna).
Dzięki integracji systemu DOMIQ z oprogramowaniem Grafana z łatwością możesz gromadzić dane dot. produkcji energii, parametrów pracy instalacji PV na dowolnej przestrzeni czasowej. Dodatkowo bieżące dane o pracy systemu możesz wyświetlać w aplikacji Remote. Dzięki trendom historycznym możesz zaobserwować możliwości dla jeszcze dalszej optymalizacji. Więcej informacji na temat integracji z oprogramowaniem Grafana znajdziesz w samoucz- ku: https://domiq.pl/wiki/wykresy-w-domiq-integracja-z-grafana/
Do wykonania przedstawionej funkcjonalności będziesz potrzebował:
DOMIQ/Base – moduł bazowy systemu DOMIQ.
Falownik fotowoltaiczny – musi być wyposażony w obsługę protokołu MODBUS TCP oraz podłączony do sieci LAN, w której pracuje moduł DOMIQ/Base.
Dwukierunkowy licznik energii – Ważne jest to, aby falownik potrafił komunikować się z licznikiem, co umożliwia odczyt informacji o mocy aktualnie produkowanej oraz o mocy aktualnie pobieranej przez instalację elektryczną, gdyż do realizacji przedstawio- nej funkcjonalności będziesz potrzebować dane o nadwyżce produkcji. Nasze do- świadczenia potwierdzają bezproblemową integrację z falownikami takich producentów jak:
Fronius
Solar Edge
SMA
Victron
GoodWe
Dokumentację z mapą rejestrów Modbus falownika i licznika.
W tej części przedstawimy przykład integracji z falownikiem Fronius Symo-Gen24 Plus. W przypadku marki Fronius, aby uzyskać informację o tym, czy aktualnie występuje nadwyż- ka produkcji, niezbędne jest wyposażenie instalacji w dwukierunkowy licznik energii Fro- nius Smart Meter. Licznik ten współpracuje w falownikiem i z poziomu protokołu Modbus TCP jest widoczny jako osobne urządzenie.
Całość konfiguracji przedstawia zakładkę Modbus w konfiguratorze modułu DOMIQ/ Base.
Kliknij +Połączenie, aby dodać nowe połączenie TCP z falownikiem PV.
W okienku Szczegóły uzupełnij parametry połączenia:
Nazwa – tu wpisz nazwę tego połączenia. Nazwa nie może zawierać spacji i pol- skich znaków i musi być unikalna na poziomie całej konfiguracji w zakładce Mod- bus. Przykładowa nazwa: pv.
Typ – wybierz TCP.
Adres IP – Wpisz adres IP falownika PV w Twojej sieci lokalnej. Warto jest ustano-wić stały adres IP dla falownika w oparciu o adres MAC jego karty sieciowej.
Port – domyślnie ma wartość 502, co stanowi standardowy numer portu dla protokołu Modbus TCP.
Mając wybrane połączenie na liście Struktura, kliknij +Urządzenie, aby dodać defini- cję urządzenia dla podłączanego falownika. W oknie Szczegóły
Nazwa: Wprowadź nazwę dla falownika. Przykładowe nazwy: falownik, fronius, itd.
2. Adres: Tu wpisz adres wybrany w ustawieniach falownika. Wartość musi być z za- kresu 1 do 247. W naszym przypadu 1.
Dodaj kolejną urządzenie, aby skonfigurować rejestry do odczytu danych z licznika energii.
Nazwa: Wprowadź nazwę dla licznika. Przykładowe nazwy: licznik, smartMeter itd.
Adres: Tu wpisz adres licznika. Wartość musi być z zakresu 1 do 247. W naszej konfiguracji 2.
Na tym etapie konfiguracja jest identyczna dla wszystkich producentów falowników PV i w zasadzie dla wszystkich urządzeń integrowanych przez protokół MODBUS TCP w ogóle.
Najważniejszą częścią jest odpowiednie skonfigurowanie mapy rejestrów, na podstawie której moduł Base będzie odczytywał dane z urządzeń. Całość konfiugracji odbywa się w oknie Rejestry. Rejestry należy zdefiniować zgodnie z dokumentacją producenta. Dla zo- brazowania umieszczamy konfigurację dla falownika PV Fronius i licznika Fronius Smart Meter.
Na tym etapie konfiguracja jest identyczna dla wszystkich producentów falowników PV i w zasadzie dla wszystkich urządzeń integrowanych przez protokół MODBUS TCP w ogóle.
Najważniejszą częścią jest odpowiednie skonfigurowanie mapy rejestrów, na podstawie której moduł Base będzie odczytywał dane z urządzeń. Całość konfiugracji odbywa się w oknie Rejestry. Rejestry należy zdefiniować zgodnie z dokumentacją producenta. Dla zobrazowania umieszczamy konfigurację dla falownika PV Fronius i licznika Fronius Smart Meter.
Timer w określonym oknie godzinowym co 5 minut sprawdza nadwyżkę mocy produkowanej przez instalację PV. Jeżeli ta jest większa lub równa mocy grzałki i grzałka nie jest włączona, wówczas system włączy grzałkę.
Jeżeli nadwyżka mocy produkowanej spadnie poniżej ustalonej wartości granicznej (u nas przyjęliśmy 1800W), uruchomiony zostanie timer odliczający 15 minut. Jeżeli ten stan utrzyma się przez 15 minut (timer odliczy do końca) grzałka zostanie wyłączona. To działanie ma na celu uniknięcie działania bojlera, kiedy nadwyżka mocy jest niewystarczająca oraz także ma chronić przed częstymi przełączeniami stanu grzałki.
Jeżeli w międzyczasie nadwyżka mocy produkowana przez instalację PV ponownie przekroczy oczekiwaną wartość, wówczas timer odliczający 15 minut zostanie skasowany i grzałka w dalszym ciągu będzie włączona.
Dla potrzeb przykładu przyjęliśmy następujące założenia:
Moc grzałki: 2000W
Minimalna nadwyżka mocy produkowanej przez PV: 2000W
Graniczna wartość nadwyżki mocy: 1800W. Poniżej tej wartości uruchamiony zostanie timer na wyłączenie grzałki.
Czas timera na wyłączenie grzałki: 15 min.
Identyfikator Modbus, który odnosi się do nadwyżki mocy produkowanej przez PV:MODBUS.pv.smartMeter.ac_power
Identyfikator gniazdka Shelly do sterowania bojlerem: SHELLY.bojler.relay.0
pomocniczy identyfikator, który sygnalizuje, czy uruchomiony został timer na wyłącze- nie grzałki: VAR.bojler.timer. Wszystkie powyższe parametry możesz dostosować do własnych potrzeb wg uznania.
WAŻNE: W przypadku licznika Fronius dostępny jest jeden rejestr określający aktual- ną moc instalacji. Jeżeli wartość jest dodatnia, oznacza to, że energia jest pobierana z sieci elektroenergetycznej. Jeżeli wartość tego rejestru jest ujemna, oznacza to że wystę- puje nadwyżka mocy i energia jest oddawana do sieci. Zatem w naszej konfiguracji wszelkie porównania wykonujemy względem wartości ujemnej, gdyż jak wspomnie- liśmy wcześniej, interesuje nas nadwyżka mocy, którą chcemy wykorzystać dla maksymalizacji autokonsumpcji energii.Pliki konfiguracyjne opisanej poniżej procedury są załącznikiem do samouczka.
W pierwszym kroku zdefiniujemy timer, który będzie sprawdzał nadwyżkę mocy produko- wanej przez instalację PV. W naszym przypadku przyjęliśmy czas działania timera w oknie od 9 do 16
W zakładce Timery dodaj timer i skonfiguruj jego parametry:
W polu Godzina wpisz: 9,10,11,12,13,14,15
W polu Minuta wpisz: 0,5,10,15,20,25,30,35,40,45,50,55
W polu Warunek wpisz: MODBUS.pv.smartMeter.ac_power <= -2000 and SHEL- LY.bojler.relay.0 == 0
+Komenda:
Nazwa: C.SHELLY.bojler.relay.0
Wartość: 1
Zapisz konfigurację.
Zdefiniowany w ten sposób timer będzie wywoływany przez wszystkie wymienione godziny, co 5 minut, sprawdzając za każdym razem nadwyżkę mocy PV oraz stan bojlera.
W zakładce Zdarzenia dodaj grupę (+Grupa). W polu Opis wpisz np. Sterowanie bojlerem.
Do grupy dodaj pierwsze zdarzenie. Będzie ono reagować na spadki nadwyżki mocy poniżej wartości granicznej poprzez ustawienie timera odliczającego czas do wyłączenia bojlera.
Kanał: E.MODBUS.pv.smartMeter.ac_power
Dane: zostaw puste
Warunek: $D0 > -1800 and SHELLY.bojler.relay.0 == 1 and VAR.bojler.timer == 0
Akcje:
+Komenda – ustawienie timera na 15 minut, który ma wyłączyć bojler:
Nazwa: TIMER.bojler_off.15min.C.bojler
Wartość: 0
+Komenda – oznaczenie poprzez zmienną VAR, że timer został uruchomiony.
Nazwa: C.VAR.bojler.timer
Wartość: 1
4. Dodaj drugie zdarzenie. To zdarzenie jest makrem dla wyłączenia bojlera oraz jedno- cześnie wyzerowuje zmienną VAR sygnalizującą uruchomienie timera dla automatycz- nego wyłączenia bojlera.
Kanał: C.bojler
Dane: 0
Akcje:
+Komenda
Nazwa: C.SHELLY.bojler.relay.0
Wartość: 0
+Komenda:
Nazwa: C.VAR.bojler.timer
Wartość: 0
5. Do grupy dodaj kolejne zdarzenie. Będzie ono reagować na wzrost nadwyżki mocy powyżej oczekiwanej wartości. Rezultatem działania tego zdarzenia jest kasowanie timera, który odlicza czas do automatycznego wyłączenia bojlera.
Kanał: E.MODBUS.pv.smartMeter.ac_power
Dane: zostaw puste
Warunek: $D0 <= -2000 and VAR.bojler.timer == 1
Akcje:
+Komenda – skasowanie timera.
Nazwa: TIMER.bojler_off.0
Wartość: 0
+Komenda – wyzerowanie zmiennej informującej o uruchomionym odliczaniu.
Jeżeli doszedłeś do tego miejsca – gratulacje! Ufamy, że dzięki zastosowaniu integracji DOMIQ z instalacją PV możliwości inteligentnego budynku rozszerzą się jeszcze bardziej i realnie przełożą się na optymalizację zużycia energii, co również da efekt finansowy.
