Verkkoon kytkettu aurinkosähköjärjestelmä

[rotzi]

prossu on siis siinä emontx:ssä? Samaten se ssr-lähtö linee siinä myös?

 

[P3trik]

Jep kun puhutaan "energy diverteristä" - SSR lähtö on emontx (arduino) prossukortilla. Samalla kortilla on CT sisääntulo ja AC sisääntulo. Yksinkertaisimmillaan edes näyttöä ei tarvita vaan tarvitaan ainoastaan emontx prossukortti, CT ja AC muuntaja sekä SSR.

Vahvavirtapuolella SSR kytketään lämminvesivaraajan kytkimen rinnalle, esim. jos käytössä on yösähkö niin esimerkiksi yösähkön solenoidin rinnalle.

Prossukortilla oleva ohjelma laskee jatkuvasti SSR:n kytkeytymistä tuotetun tehon perusteella sum(V*I). AC syöttö tarvitaan että tunnistetaan zero cross voltage point jolloin alkaa uusi sum(V*I) sykli ja jolloin myös SSR kytketään päälle jos on energiaylijäämää.

Laite toimii esim. 10ms taajuudella suorittaen seuraavaa algoritmia: jos ylijäämäistä energiaa on yli 2700J niin SSR kytketään päälle, vastaavasti jos ylijäämäistä energiaa on alle 900J niin SSR kytketään pois päältä. Testien mukaan sähkömittari näkee tällöin että kulutus ja tuotto on koko ajan <1wh (<3600J) eikä rekisteröi kulutusta tai tuottoa.

Tällä logiikalla toimittaessa mittaus on kohtuullisen tarkka. Vaikka kulutuslaite toimisi 2khz:llä niin näitä V*I pareja otetaan 30-40 kappaletta jokaisesta 50Hz AC sylistä joten keskimääräisesti riittävän moni pulssin varmaankin osuu kohdalleen että tulos on luotettava. Jos taajuus huolestuttaa näyttöönoton taajuutta voi nostaa merkittävästi jos käyttää vain yhtä CT:tä tai tarvittaessa vaihtaa nopeampaan arduino prosessoriin.

Tosin tuskin sähkömittareissakaan on paljon nopeampi prosessori kuin Arduino, ainakin AMD:n sähkömittariprossut näyttäisivät toimivan 4Mhz kellotaajuudella

Tässä lisätietoja, punainen on jännite - sininen on virta. Tuota siis samplataan ja tehdään V,I pareja joista lasketaan teho aina jokaiselle 360 asteen syklille. Jos vaikkapa jokainen ruutu on resoluutio voltteina ja aikana niin toki voi olla ruutuja jossa laskelma ei osu nappiin mutta koska kyseessä on koko 360 asteen summa niin keskimääräisesti tulos on kuitenkin lähellä oikeaa.
http://openenergymonitor.org/emon/buildingblocks/ac-power-introduction

 

[juhapumppu]

...ja ovat kiinnostuneita miten pientuotantoa voisi edistää. Ensimmäisenä kai siten että tuotettu sähkö mitattaisiin ilman uusia kuukausimaksuja ja sähkön voisi edes teoriassa myydä eteenpäin. Voisin jossain vaiheessa avata uuden ketjun jossa kyselisi ihmisten kokemuksia verkonhaltijoiden (sähkön siirtäjä) ja sähkön ostajien kokemuksista.
..

Tämä on hyvä asia. Missään nimessä ei saisi alkaa veloittamaan kuukausimaksulla jos siirtyy aurinkosähkön käyttäjäksi. Tämä karsii kyllä aloittajia ja sitä harkitsevia..
Sähköyhtiöthän saavat ilmaiseksi ylijäämäsähköä verkkoon muiden käyttöön josta saavat 15c/kwh muiden maksamana. Harva pystyy mitoittamaan ja ohjaamaan ylijäämän siten että kaikki kulutetaan jollain releohjailulla ja vesivaraajilla. Toki näitäkin on kuten tässä viestiketjussa muutoma. Hatunnostot hienolle pioneerityölle ja tulosten jakamisesta muille!
Suomessa päättäjien pitäisi ottaa mallia miten isossa maailmassa kannustetaan aurinkosähkön käyttöön. Siellä maksetaan/tuetaan näitä hankinnoista lähtien!
kts oheinen kuva jonka kaverini paikanpäältä laittoi kun oli kysynyt itselleen tälläistä järjestelmää :

 

[rotzi]

Jep kun puhutaan "energy diverteristä" - SSR lähtö on emontx (arduino) prossukortilla. Samalla kortilla on CT sisääntulo ja AC sisääntulo. Yksinkertaisimmillaan edes näyttöä ei tarvita vaan tarvitaan ainoastaan emontx prossukortti, CT ja AC muuntaja sekä SSR.

Vahvavirtapuolella SSR kytketään lämminvesivaraajan kytkimen rinnalle, esim. jos käytössä on yösähkö niin esimerkiksi yösähkön solenoidin rinnalle.

Prossukortilla oleva ohjelma laskee jatkuvasti SSR:n kytkeytymistä tuotetun tehon perusteella sum(V*I). AC syöttö tarvitaan että tunnistetaan zero cross voltage point jolloin alkaa uusi sum(V*I) sykli ja jolloin myös SSR kytketään päälle jos on energiaylijäämää.

Laite toimii esim. 10ms taajuudella suorittaen seuraavaa algoritmia: jos ylijäämäistä energiaa on yli 2700J niin SSR kytketään päälle, vastaavasti jos ylijäämäistä energiaa on alle 900J niin SSR kytketään pois päältä. Testien mukaan sähkömittari näkee tällöin että kulutus ja tuotto on koko ajan <1wh (<3600J) eikä rekisteröi kulutusta tai tuottoa.

Tällä logiikalla toimittaessa mittaus on kohtuullisen tarkka. Vaikka kulutuslaite toimisi 2khz:llä niin näitä V*I pareja otetaan 30-40 kappaletta jokaisesta 50Hz AC sylistä joten keskimääräisesti riittävän moni pulssin varmaankin osuu kohdalleen että tulos on luotettava. Jos taajuus huolestuttaa näyttöönoton taajuutta voi nostaa merkittävästi jos käyttää vain yhtä CT:tä tai tarvittaessa vaihtaa nopeampaan arduino prosessoriin.

Tosin tuskin sähkömittareissakaan on paljon nopeampi prosessori kuin Arduino, ainakin AMD:n sähkömittariprossut näyttäisivät toimivan 4Mhz kellotaajuudella

Jos tuosta kasaisi tommosen tavallaan "anturin" PV tehosta, niin hintaa taitais tulla luokkaa 100+€...mutusteltuna.
Ehkä vois hiukan lisä-tutustua tuohon linkattuun saittiin ja aprikoida olisko tuosta jotain iloa omiin kaavailuihin...

Osaako ja ymmärtääkö se 3~ asioiden päälle fiksusti vai vaatiiko se sitten 3 settiä kamaa?

 

[P3trik]

Jos tuosta kasaisi tommosen tavallaan "anturin" PV tehosta, niin hintaa taitais tulla luokkaa 100+€...mutusteltuna.
Ehkä vois hiukan lisä-tutustua tuohon linkattuun saittiin ja aprikoida olisko tuosta jotain iloa omiin kaavailuihin...

Osaako ja ymmärtääkö se 3~ asioiden päälle fiksusti vai vaatiiko se sitten 3 settiä kamaa?

Riippuu hieman mitä tarkoitat, onko kyseessä mittari vai divertteri mistä lähdetään liikkeelle. 3-vaihemittaukseen riittää yksi emontx kun taas 3-vaihe divertterin voi toteuttaa monella tavalla, esim laittamalla yhden emontx:n ja kolme CT:tä tai kolme täysin erillistä systeemiä riippuen halutusta mittaustarkkuudesta yms.

Jos puhutaan 3-vaihemittarista tarvitaan siis seuraavaa:
- 1x emontx
- 3x CT (jokainen omalle vaiheelleen)
- 1x AC muuntaja
+ virtalähde emontx:lle + nanoderf tai muu internet gateway
Mulla on tällainen ollut käytössä jo vuoden ja on ihan toimiva ratkaisu. Tuo kolmivaihemittaus siis mihin tahansa pisteeseen, olipa se PV invertterin tuotto tai koko talon kulutus.

Tuo kuva ylempänä taas on 3-vaihedivertteristä jossa myös mittari - eli tällä aion mitata kolmivaihekulutusta, PV tuottoa sekä siirtää ylijäämä varaajaan. Tässä omassa kytkennässä on varaajasta vain yksi vaihe kytketty SSR:llä mutta periaatteessa voisi kaikki kolmekin vaihetta kytkeä. Sillä että onko yksivaiheinvertteri tai kolmivaiheinvertteri ei pitäisi olla toiminnan kannalta merkitystä.
- 1x emontxshield
- 1x arduino uno
- 3x CT kolmivaihemittaukseen (talon kulutus)
- 1x CT PV invertterin tuotto (vaikka olisi kolmivaihe niin yksi pitäisi riittää koska tuotto on sama kaikissa vaiheissa)
- 1x AC muuntaja
- 1x SSR
- 1x LCD (optio)
+ virtalähde emontx:lle + nanoderf tai muu internet gateway

Toinen vaihtoehto kolmivaihedivertterille (eli energian siirtämiseen varaajaan) on että laittaa jokaiselle vaiheelle oman emontx:n ilman mitään erityistä mittarikytkentää. Jos ei ole ns. "harrastaja" vaan haluaa ainoastaan siirtää ylimääräisen energian lämminvesivaraajaan:
3x emontx (ei tarvita radiomoduulia)
3x CT
3x AC muuntaja
3x SSR
1x virtalähde
Esim. testausta varten voi kuitenkin ensin hankkia yhden setin ja sitten lisätä vaihekohtaisesti.

Olisi kyllä hienoa saada muitakin suomalaisia aktiivisemmin tällaisiin hankkeisiin. Oma filosofia on että kun harrastajia on riittävästi joku taho saattaa innostua tuotteistamaan kaupallistamaankin divertterin ja sitä kautta divertteristä tulee normaali asennuspalikka kaikkiin PV asennuksiin - kyse on sen verran yksinkertaisesta laitteesta että kuka tahansa sähkäri osaa kytkeä SSR:n (puolijohdereleen) varaajan releen rinnalle, kelamuuntajat vaiheisiin sekä ylimääräisen pistorasian johon muut komponentit liitetään.

edit - tekstin selkeytystä

 

[rotzi]

Riippuu hieman mitä tarkoitat, onko kyseessä mittari vai divertteri mistä lähdetään liikkeelle. 3-vaihemittaukseen riittää yksi emontx kun taas 3-vaihe divertterin voi toteuttaa monella tavalla, esim laittamalla yhden emontx:n ja kolme CT:tä tai kolme täysin erillistä systeemiä riippuen halutusta mittaustarkkuudesta yms.

No periaatteessa itse en tarvitsisi kuin sen PV kentän (jos nyt sellaisen laitan) antaman tehon Wuatteina tai siihen verrannollisena vaikka (0-10V) tietona jolloin olisi jo
riittävästi infoa vastuksen ohjaamiseksi vaikka jollain tamulla antamalla sille virtaohjeen (=haluttu teho).
Ja kovasti ihmettelen kun ei tommosissa SMA:n tapaisissa kalliissa laitteessa ei ole oikein mitään ulostuloja...

Tämänhetkinen teho verkosta on jo tiedossa kun mittaan talon kokonaiskulutusta...kuin tuossa liitteessä, peruskuorma heiluu siinä 500W haminoissa.

 

[juhapumppu]

..Ja kovasti ihmettelen kun ei tommosissa SMA:n tapaisissa kalliissa laitteessa ei ole oikein mitään ulostuloja...
..

Onhan näissä paremmissa SMA:ssa vakiona tuo ylitehon releohjaus(Multi-function relay). Ainakin tripower mallissa.

 

[rotzi]

Onhan näissä paremmissa SMA:ssa vakiona tuo ylitehon releohjaus. Ainakin tripower mallissa.

niin mikä tuo on?

 

[juhapumppu]

Onhan näissä paremmissa SMA:ssa vakiona tuo ylitehon releohjaus. Ainakin tripower mallissa.

niin mikä tuo on?

Multi-function relay. Katso jostain SMA manuaalista. Muistaakseni 3 vaihtoehtoa ja tehorajan säätö.
lainaus sieltä : "The multi-function relay switches the loads on or off depending on the power range of the PV plant."
joo, tää on kyllä aika karkea ylitehon hyödyntäminen.. vaikka vakiokulutus olisikin tiedossa eli se paljoa hyödytä jos tämän tehorajan jälkeen laitetaan kiinteä esim 1000 tai 2000 W vastus päälle  :-[
Kyllä itse saa paremman hyötysuhteen aikaan kun siirtää aurinkotehoarvot omaan systeemiin ja sieltä pääsee lisäämään kuormitusta portaittain tai hienommalla algoritmilla pätkimällä..

 

[P3trik]

Se mitä olen ymmärtänyt käsittääkseni SMA multifunction relay kytkee releen päälle kun joku tietty PV tuottotaso on saavutettu.

Energy diverter taas pitää kulutuksen ja tuoton nollassa syöttämällä ylijäämää esim varaajaan jatkuvalla optimointialgoritmilla joka huomioi talon kulutuksen sekä PV tuoton.

Merkittävä ero toimintalogiikassa ja todennäköisesti myös kustannuksissa jälkimmäisen eduksi.

 

[Zakke]

Tuli eilen tilattua OpenEnergy Shopista kikkareet 3-vaihe mittausta ja ylijäämätehon dumppausta varten. Edelläkävijä Petrik:n kehittelemää koodia aion koittaa. Oli yllätys että muualla maailmassa ei olla vielä kehitetty kaupallisia versioita 3-vaihe aurinkotuoton varaajaan siirtoon. Englannissakin leikkivät yhdellä vaiheella jopa maataloudessa, joten 3-vaihe systeemit ei tunnu kiinnostavan.

Oma suunnitelma olisi dumpata 3-vaiheinvertterin ylijäämäsähköt 300L litran käyttövesivaraajaan ja loput 140L pellettikattilan vastukseen. Hyöty lähinnä kesäaikana, kun kattilan voisi sammuttaa, mutta märkätilojen lattialämpö hoituisi aurinkosähköllä "kylmän" kattilan kautta. 

Yhdellä arduinolla toteutettavissa niin että voisi ohjata kahta SSR:ää eri aikaan.  Meillä mittauskeskus sijaitsee ulkorakennuksessa pellettikattilan yhteydessä. Matkaa talossa olevaan varaajaan tulee noin 35m . Kaapelia menee maan alla tällähetkellä vapaana ainoastaan 7x1.5mm2, josta kaksi johdinta on jo 230vac käytössä rakennusten välillä. Miten arduino mahtaisi toimia SSR ohjauksessa, kun suojaamatonta suoraa kaapelia noinkin monta metriä?

 

[P3trik]

Kuullostaa mielenkiintoiselta projektilta joka on tulossa.

SSR ei ole kovin häiriöherkkä kun sen syöttö on tavallaan TTL tasoista (0 tai 3-30V). Tuollainen pitkä linja voi vuotaa myös prosessorikortillee päin maatasoon joten sitä pitää tarkkailla kun testaus alkaa.

 

[Zakke]

Maataso taitaa kellua arduinon päässä riippuen virtalähteestä. VAC mittauskin lienee galvaanisesti irti. Kokeilemalla taitaa todellakin selvitä. Tästä kannattaa ehkä aloittaa oma viestiketju, kun kokeiluasteella.

 

[rotzi]

Tuli eilen tilattua OpenEnergy Shopista kikkareet 3-vaihe mittausta ja ylijäämätehon dumppausta varten. Edelläkävijä Petrik:n kehittelemää koodia aion koittaa. Oli yllätys että muualla maailmassa ei olla vielä kehitetty kaupallisia versioita 3-vaihe aurinkotuoton varaajaan siirtoon. Englannissakin leikkivät yhdellä vaiheella jopa maataloudessa, joten 3-vaihe systeemit ei tunnu kiinnostavan.

Oma suunnitelma olisi dumpata 3-vaiheinvertterin ylijäämäsähköt 300L litran käyttövesivaraajaan ja loput 140L pellettikattilan vastukseen. Hyöty lähinnä kesäaikana, kun kattilan voisi sammuttaa, mutta märkätilojen lattialämpö hoituisi aurinkosähköllä "kylmän" kattilan kautta. 

Yhdellä arduinolla toteutettavissa niin että voisi ohjata kahta SSR:ää eri aikaan.  Meillä mittauskeskus sijaitsee ulkorakennuksessa pellettikattilan yhteydessä. Matkaa talossa olevaan varaajaan tulee noin 35m . Kaapelia menee maan alla tällähetkellä vapaana ainoastaan 7x1.5mm2, josta kaksi johdinta on jo 230vac käytössä rakennusten välillä. Miten arduino mahtaisi toimia SSR ohjauksessa, kun suojaamatonta suoraa kaapelia noinkin monta metriä?

Niin sitten tietysti tuo koodi puoli, tarinoitu on enimmäkseen raudasta....kuinkas se koodi puoli pelaa tässä openEnergyssä, millä koodilla/työkalulla?

Taaskaan ei viitsi/kerkeä kattoo saitilta mitä siellä turistaan, jos joku heittäis pikakurssin  8)

 

[P3trik]

Koodin saa enemmän tai vähemmän valmiina, eri versiota on vaikka kuinka paljon jaossa - enemmänkin valinnanvaikeutta kuin hankaluutta löytää. Openenergymonitorin idea on alkuperäisesti siinä että ovat tehneet kirjaston jossa energian lukeminen hoituu yhdellä tai kahdella koodirivillä sekä mallikoodit kaikille moduleille perustuen tähän kirjastoon.

Divertteriä ei ole samalla tavoin standardoitu mutta käytännössä kaikki perustuvat Robin Emleyn energiakori ajatteluun. Siitä eniten on varmaan käytössä ns. mk2i versiota joka on nopea mutta vain yhteen vaiheeseen perustuva.

Ehdotan samaa kuin Zakke yllä - että jos ja kun näitä Suomeen hankitaan niin perustetaan oma ketju ja lupaan autella ensimmäisiä alkuun oman ajankäytön mahdollistamissa puitteissa sekä jaetaan kokemuksia.

 

[laturi]

Tuo ohjelmakoodin valinta ja prossun ohjelmointi ei tosiaan ole mikään ihan yksinkertainen hommeli sellaiselle
joka ei ole sitä ennen tehnyt.Käytännössä kuitenkin ihan helppo nakki että ei kannata pelästyä jos ei ledit vilku ihan
eka kerralla.
Saattaa joutua jopa koskemaan pikkasen koodiinkin esim. radiotaajuuden valinta.
Mulla meni viime vuoden vaihteessa kuukausi jotta sain toimimaan,syy oli viallinen ohjelmointi piuha.
Oma tahiminen oli myös rasperryn saattaminen toimintakuntoon, tuota ei nyt välttämättä tarvita jos ei halua
dataa nettiin.

Kiitos P3trik jos autat meitä tumpeloita noissa koodi ja ohjelmointi hommissa.

 

[Zakke]

Ittellä koodaus taidot olisi riittänyt kytkemään kuormitusta ylijäämätuotannon suhteen, mutta siihen se sitten olisi jäänytkin. Divertterin koodi on mielestäni sellaista, että saa ideasta selvää, mutta toteutus hipoaa jo täydellisyyttä. Vaihelukittua silmukkaa ja muuta analogiaelektroniikan soveltamista digitaalisesti. Nyt uskaltaa lähteä soveltamaan 3-vaihe divertointia, kun asiaan perehtyneet ovat vähän niinkuin kattaneet pöydän valmiiksi. Haasteita silti varmasti riittää vielä. 

 

[P3trik]

Raspispesialisti olisi kyllä arvokas lisä näille jutuille - meikäläinen ymmärtää c:tä ja arduinoa (embedded ohjelmointia) mutta tämä linux komentojen sekamelska on aikamoista opettelua mullekin. Pelkästään kovalevyn lisäys raspberryyn (mount ja cp) osoittautui sellaiseksi että täytyi kiireen vuoksi jättää kesken. Mulla on noin 2Gb tietokanta kerättyä dataa jonka voisi siirtää emoncms.org palvelimelta omalle palvelimelle. Emoncms on pitkälti linuxin ympärille rakennettu.

Tätä kolmivaihemittauksen ja divertterin testausta varten olen juuri tilannut analogiamittarin jotta saadaan algoritmit pitämään energiakori kohdallaan (eli perinteinen mekaanisen mittarin pyörijä pysyy paikallaan).

Mielenkiintoinen projekti tulossa kn on useampia osallistujia. Perusongelmat on jo ratkaistu mutta soveltamisessa tulee aina eteen jotain pientä yllätyselementtiä...

 

[rotzi]

Jos nyt yritän hiukan ymmärtää tähän alle mitä selitän sen divertterin toiminnasta: (tais jo mennä senat sakasi )

Jos on 3~ PV-kenttä vaikka 5kW ja kulutus talossa heiluu epämääräisesti 500-2000W välillä riippuen vaiheesta ja ajankohdasta mitä on päällä...
Samaan aikaan tuo kenttä tuottaa vaihtelevasti 1000W-3500W...
Sitten on 3kpl 2kW vastuksia + 3*SSR noille

-Nuo 3xCT siis mittaa verkosta tulevan virran reaaliaikasesti...tuosta saadaan tietysti kokonaisteho.
-1xCT mittaa Invertterin tuoton, kaikilla vaiheilla siis sama oletuksena koodissa...
-Jokainen SSR sitten divertoi tuota virtaa vastuksille omaan tahtiinsa, niin että verkkoon päin jokaisen vaiheen virta olisis =0.

*Onko verkko-kWh mittarit semmosesti summaava että tuo voitais hoitaa 2:lla SSR:llä, eli yksi PV vaihe puskee kokoajan verkkoon ja 2 muuta vaihekulutusta varastetaan SSR:llä
niin että kwh-mittarin "kiekko" pysyy paikallaan?
Taitaa koodi vaan monimutkaistua, että ei kannata tommosta turhaan duunata...lähinnä tietysti yritän ymmärtää tuota toimintaa.
*Mistä se systeemi ymmärtää mihin suuntaan se teho kulkee verkkoonpäin vai sisään?

 

[P3trik]

Teorian mukaan voi hoitaan yhdellä SSR:llä jos kulutus tuossa vaiheessa on riittävän iso. Koska mittari summaa kaikki vaiheet riittää teorian mukaan että koko ajan summaus ja vähennys tapahtuu 1wh (=3600j) ikkunan sisällä - eli päälle jos on yli 2700j ja pois jos on alle 900j. Tämä riippumatta kuorman koosta koska isompi kuorma vain lyhentää aikaa.

Tulee aika selväksi kun alkaa testaamaan. Esim mulla on testissä pieni GTI tuotantoyksikkönä ja 80W resistiivinen kuorma dump loadina ja toimii aika hyvin.

Omassa algoritmissa kolmivaihekuorma on sama kuin yksivaihekuorma paitsi että siinä on -120 ja -240 asteen ero jännitteessä joten pystytään seuraamaan kolmivaihekuormaa aika hyvin yhdellä jännitemittauksella.

Robin oli laittanyt hyvän videon verkkoon siitä miten toimii, ajattelin tehdä saman kaikille kolmelle vaiheelle erikseen.