Elektrika.cz, reportážní portál instalační elektrotechniky, vyhlášky, schémata zapojení .

Populární 60. ...

Oblíbená konference elektrotechniků, která se v posledních letech konala v ...

OBO: Vkládací ...

Vkládací lišty jsou samozřejmostí. V případě instalačních ...
 
Oddíly
reklama
Bleskovky
Důvěryhodnost média
Které čtyři možnosti v přenosu informací označíte za důvěryhodnější?
Hlasu ze záznamu
Hlasu přímého přenosu
Videozáznamům
Živým videopřenosům
Zprávám z doslechu
Osobnímu kontaktu
Textu odborných tiskovin a webu
Fotografie časopisu a novin

[ Výsledky | Hlasování ]
Hlasů : 981
Bazar
Osobní nástroje

ENIKA: Automatická regulace vlastní spotřeby v režimu "Zelený bonus"


Document Actions
ENIKA: Automatická regulace vlastní spotřeby v režimu "Zelený bonus"
Princip účtování vyrobené energie z obnovitelných zdrojů, např. z fotovoltaické elektrárny (dále FVE) v režimu tzv. "zeleného bonusu" podporuje zájem co největší podíl vyrobené energie užitečně spotřebovat přímo na místě výroby. Jelikož FVE dodává po většinu doby velmi proměnný okamžitý výkon, je žádoucí řízení spotřeby zautomatizovat ...
Komerční sdělení, ze dne: 19.10.2010

 Již neaktuální!

Princip účtování vyrobené energie z obnovitelných zdrojů, např. z fotovoltaické elektrárny (dále FVE) v režimu tzv. "zeleného bonusu" podporuje zájem co největší podíl vyrobené energie užitečně spotřebovat přímo na místě výroby. Jelikož FVE dodává po většinu doby velmi proměnný okamžitý výkon, je žádoucí řízení spotřeby zautomatizovat, aby byla co největší část energie využita a zároveň sníženo množství nakupované energie z veřejné sítě.

Dále popsané řešení je postaveno na základě měření a výpočtu aktuálního přebytku energie a jejího dynamického spotřebovávání. Využívá průmyslově vyráběné komponenty, které jsou spolehlivé, uživatelsky snadno nastavitelné a modifikovatelné podle potřeb jednotlivých konkrétních instalací. Uvedené informace zohledňují i získané praktické zkušenosti a upozorňují na některá možná úskalí při realizaci tohoto systému. Projděme si nyní postupně jednotlivé kroky nezbytné pro realizaci:


Pro větší náhled kliknout!

Průběžné získávání hodnoty okamžité výroby a okamžité vlastní spotřeby energie.
FVE je na výstupu vždy osazena fakturačním elektroměrem, který měří a eviduje vyrobenou energii. Většina modernějších digitálních přístrojů je vybavena pulzním výstupem, který vysílá informaci o měřené energii. Pokud ano, lze jej využít jako součást měřícího systému i pro náš účel. Stejně vybavený elektroměr (se stejným počtem pulzů na kWh) musíme pak doplnit na přívod do domovního rozvaděče, kterým budeme měřit velikost proměnné vlastní spotřeby (běžné spotřebiče zapínané nepravidelně).

Výpočet hodnoty momentální nadvýroby energie z FVE a řízení přídavné zátěže.
Oba pulzní výstupy z elektroměrů (výroba / spotřeba) přivedeme na vstupy dvojitého čítače impulzů, který zvládá i matematické výpočty (modulární přístroj řady UDM60), který po nastavení parametrů zobrazí, na prvním displeji, aktuální výkon FVE přímo v kW a na druhém pak přebytek energie (rozdíl mezi momentální výrobou a spotřebou). Výstupní reléový modul pak tento přebytek energie porovnává s přednastavenými hodnotami pro sepnutí jednotlivých zátěží (1 až 4 zátěže podle požadavku zákazníka). Pro každou zátěž je možné definovat zvlášť mezní hodnotu pro připojení, hysterezi a zpoždění při připojení a odpojení. Nabízí se otázka, proč spínat zátěže skokově a nepoužít lineární řízení zátěže. Oba principy jsou možné a přístroj UDM60 lze dodat i v provedení s analogovým výstupem, ale spojité řízení zátěže přináší některé problémy (vysvětlíme dál v samostatném odstavci). Proto se v tomto popisu budeme věnovat principu se spínáním jednotlivých stupňů.

Správná volba a připojení zátěže.
Pro náš účel využití přebytku energie získané z FVE potřebujeme dostatečně dimenzovanou přídavnou zátěž, která může být nezávisle zapínána a odpojována a která dokáže absorbovat odhadovaný průměrný rozdíl výkonu mezi výrobou a vlastní spotřebou každý den po dobu alespoň 8-10 hodin. Jako nejvhodnější přídavné zátěže se nabízejí zejména akumulační tepelné systémy (např. ohřev TUV, ohřev bazénu, akumulační vytápění, tepelné čerpadlo, klimatizace, apod.). Zátěž musí být připojitelná tak, aby nebyla měřena námi doplněným elektroměrem vlastní spotřeby. V třífázovém domovním rozvodu může být zátěž připojena do libovolné fáze (nemusí být na stejné fázi, do které dodává energii např. jednofázová FVE), protože výstupní elektroměr na předávacím místě eviduje a započítává okamžitou dodávku, nebo výrobu za všechny tři fáze společně.

Příklad realizace.


Pro větší náhled kliknout!

Měření energií.
Elektroměr za výrobnou energie prověříme, zda je vybaven pulzním výstupem a vyhovuje požadavku na 1000 pulzů/kWh. Pokud ano, lze jej využít pro náš účel. Pokud ne, je vhodné tento elektroměr nahradit jiným, nebo osadit za výrobnu ještě jeden elektroměr s tímto výstupem. Pro FVE s větším výkonem (cca 25kW a výš) je možné použít elektroměry s výstupem pod 1000 pulzů/kWh, ale s vědomím faktu, že se nám tím prodlouží měřící a obnovovací interval celého regulačního systému na počátku měřícího rozsahu. Elektroměr s menším rozlišením než 100 pulzů/kWh nedoporučujeme použít vůbec.

Na přívodní vedení do objektu, kde budeme měřit velikost vlastní proměnné spotřeby, osadíme elektroměr s pulzním výstupem, který lze nastavit na stejnou hodnotu jako elektroměr za FVE. Elektroměr nemusí být ověřený pro fakturaci (= levnější), bude předávat pouze průběžnou informaci pro regulační systém.

POZOR - důležité! Elektroměr musí být zapojen tak, aby pomocné zátěže o definovaném příkonu, které budeme během regulace zapínat a vypínat, nebyly tímto elektroměrem měřeny. Tím máme připraven sběr dat pro vyhodnocení přebytku energie.

Vyhodnocení okamžitého přebytku energie.
Modulární přístroj UDM60 je pro tuto aplikaci sestaven ze čtyř částí, základny a tří zásuvných modulů. Přikoupit a osadit je ještě možné modul komunikace RS485 nebo RS232, pomocí kterého můžeme přístroj propojit sériovou linkou s PC a prostřednictvím volně dostupného programu UDMSoft sledovat právě měřené hodnoty, nebo dálkově provádět změny v nastavení přístroje.

Pro jednoduchou přípravu nastavovacích parametrů podle aktuální instalace můžete využít připravený XLS soubor, který je ke stažení na http://solarni-energie.enika.cz.

Zde naleznete i podrobný popis jednotlivých nastavovacích parametrů a postup výpočtu.

Možnosti lineární regulace – výhody a nevýhody
Po vysvětlení principu regulace se spínáním zátěží, se jistě vyskytne myšlenka, že použití stupňovitého spínání a odpojování zátěží nevede ke stoprocentnímu využití dostupné energie. Lepší využití by jistě nabídlo lineární řízení výkonu zátěže, které by přesněji kopírovalo hodnotu přebytku energie. I takové řízení zátěže je možné uskutečnit s přístrojem UDM60. Místo reléového výstupu BOR osadíme modul analogových výstupů BOAV, kde je možné využít signál 4-20mA/0-10V pro řízení regulátorů např. řady RJ1P, nebo RM1E + chladič. Bohužel vzhledem k používaným principům měření toků energií na předávacím místě není možné využít celovlnnou regulaci výkonu, kde dochází k sepnutí zátěže vždy "v nule". Jediný použitelný způsob je tzv. fázové řízení zátěže, kde dochází k oříznutí části půlvlny sinusovky. Tento princip ale s sebou přináší vznik silného širokospektrálního rušení, které je nutné eliminovat vhodně navrženými filtry. Návrh filtrace však nelze provést univerzálně, protože každá instalace se bude chovat jiným způsobem. Úspora v lepším využití energie tedy nebude u menších FVE stačit pokrýt náklady na individuální projekt a realizaci odrušení.

Typová označení použitelných přístrojů a modulů:

Elektroměry:

  • EM24DIN AV93XO2P
    3F elektroměr s přímým měřením do 3x65A, dva definovatelné pulzní výstupy až 1000p/kWh.
    Tento přístroj je možné použít univerzálně pro veškeré kombinace zapojení, protože jeho pulzní výstup je volitelný uživatelem a lze jej přizpůsobit druhému elektroměru, osazenému u FVE. Pro větší FVE je možné objednat verzi s nepřímým měřením pomocí proudových transformátorů. Dostupná jsou i verze s komunikací RS485 a verze ověřené pro fakturaci.


Pro větší náhled kliknout!

  • EM23DIN AV93XO1P
    3F elektroměr s přímým měřením do 3x65A, pulzní výstup až 100p/kWh.
    Tento přístroj je možné použít pro měření vlastní spotřeby v případě, že je u FVE použit elektroměr s výstupem 100p/kWh. Nevýhodou je prodloužení obnovovacího intervalu celého systému na počátku rozsahu až na 100 sec. Výhodou je nižší cena elektroměru.


Pro větší náhled kliknout!

  • EM10DIN AV81XO1P
    1F elektroměr s přímým měřením do 32A, pulzní výstup 1000p/kWh.
    Tento elektroměr je možné použít jako druhý v kaskádě za fakturačním elektroměrem u jednofázových FVE v případě že osazený fakturační elektroměr nevyhovuje svým pulzním výstupem a nechceme měnit současný fakturační elektroměr za jiný.


Pro větší náhled kliknout!

  • Dvojitý modulární čítač UDM60:
    Celý přístroj UDM60 se skládá ze základního panelu přístroje s displejem BD60 a až ze čtyř zásuvných modulů, pomocí kterých se doplní funkční možnosti celého přístroje a jeho varianty.


Pro větší náhled kliknout!

BD60 (základní panel přístroje UMD60 s možností osazení až čtyřmi volitelnými moduly) – musí být použit vždy.
BQTF1 (vstupní měřící modul pro dva pulzní signály) – pro náš účel musí být použit vždy.
BPH (napájecí modul pro síťové napájení 90-230 VAC/DC) – musí být použit BPH nebo BPL.
BPL (napájecí modul pro 18-60 VAC/DC) – varianta k napájecímu modulu BPH, pokud chceme použít místo síťového napájení nízké napětí.
BOR1 (modul reléových výstupů, 1 relé) – použijte jen jeden modul BOR1, BOR2 nebo BOR5.
BOR2 (modul reléových výstupů, 2 relé) – použijte jen jeden modul BOR1, BOR2 nebo BOR5.
BOR5 (modul reléových výstupů, 4 relé) – použijte jen jeden modul BOR1, BOR2 nebo BOR5.
Zvolte jen jeden z uvedených modulů reléových výstupů, podle požadovaného počtu zátěží, které chcete ovládat.
BRSX (modul komunikace RS485 – 2 nebo 4 vodiče, max. 1000m) – nadstavbový doplněk.
BRSY (modul komunikace RS232 – 3 vodiče, max. 15m) – nadstavbový doplněk.
Dva volitelné moduly dálkové správy přístroje UDM60. Komunikace RS232 je omezena vzdáleností 15m, ale jsou ve větší míře přímo dostupné porty na počítači uživatele. Komunikace RS485 je možná na větší vzdálenost, ale vždy je nutné dokoupit k počítači komunikační kartu se vstupem RS485, nebo externí převodník USB/RS485.

Příklad: BD60 + BQTF1 + BPH + BOR1 = UDM60 s měřícími vstupy, napájení 90-230V, 1x výstupní relé, bez komunikace s PC.

  • Polovodičová relé RJ1A s chladičem:
    Pro spínání zátěže je vhodnější použít polovodičová relé, vzhledem k tomu, že pro častější spínání jsou spolehlivější a uvedený typ je v provedení se spínáním v nule, takže je omezeno na minimum i případně rušení ostatních spotřebičů. Relé je v provedení k montáži na DIN lištu s integrovaným chladičem, takže jeho montáž a zapojení je velmi snadná. Ovládací napětí relé je zvoleno 230VAC, pro snadné propojení s reléovým kontaktem na výstupu modulů BOR čítače UDM60. Pro případ, kdy bude v rozvaděči použito napájení nízkým napětím, je možné nabídnout verzi relé s ovládacím napětím 4-32VDC.


Pro větší náhled kliknout!

RJ1A23A20E (vstup 230VAC / 230VAC, 20A výstup)
RJ1A23A30E (vstup 230VAC / 230VAC, 30A výstup)
RJ1A23D20E (vstup 4-32VDC / 230VAC, 20A výstup)
RJ1A23D30E (vstup 4-32VDC / 230VAC, 30A výstup)


Výše popsané řešení automatického řízení přídavných zátěží umožňuje relativně jednoduchým a univerzálním způsobem vyřešit využití energetických přebytků například z FVE. Vzhledem k použitým sériově vyráběným průmyslovým komponentům je zaručena vysoká spolehlivost a jednodušší správa uživatelem bez nutnosti vyšších odborných znalostí.

Aktuálně k červnu 2014.
Uvedené řešení již neodpovídá současné legislativě a proto se již nedá použít.
 
 

 

Diskutující k tomuto článku

  ... a další (počet diskutujících: 4)
TEXT Z OBLASTÍ SOUVISEJÍCÍ KONTAKT
ENIKA spol. s r.o.
Zaslání vizitky
Zobrazit záznam v adresáři


Terminolog
Týdenní přehled
Přihlašte si pravidelné zasílání týdenního přehledu
Vyhledávání
Hledaný text zadávejte prosím s diakritikou



Panacek
Autor článku
reklama
Tiráž

Neomezený náklad pro česky a slovensky hovořící elektrotechnickou inteligenci.

ISSN 1212-9933