Elektronické systémy pro obnovitelné zdroje, domovní automatizace

Základní popis funkce

Účel použití WATTrouteru

Regulátory WATTrouter jsou určeny pro optimální využití elektrické energie vyrobené fotovoltaickou (FVE) nebo větrnou (VTE) elektrárnou v objektu, kde je tato elektrárna nainstalována - snaží se tedy tuto spotřebu v tomto objektu v rámci zvolených kritérií maximalizovat.

Pomocí regulátorů WATTrouter využíváte elektřinu v době, kdy Vaše FVE nebo VTE vyrábí a šetříte ji v době, kdy Vaše elektrárna nevyrábí. Je to výhodné jednak z ekonomického hlediska (výkupní ceny přebytků z FVE a VTE jsou obecně velmi nízké) a také z hlediska ekologického (elektřina se zbytečně nemaří v distribuční soustavě, ale spotřebovává se přímo v místě výroby).

Regulátory WATTrouter pomáhají stabilizovat distribuční síť a omezovat negativní vlivy instalovaných FVE a VTE - zejména přepětí.

Na regulátory WATTrouter se obvykle připojují bojlery, akumulační nádoby, topná tělesa pro přitápění, klimatizace, bazénové filtrace, dobíjení elektromobilu apod. Jsou to spotřebiče, které mohou elektrické přebytky účelně akumulovat v době, kdy elektrárna vyrábí.

Jedná se tedy o neelektrickou akumulaci elektrických přebytků z vaší FVE/VTE, která je ve většině případů mnohem výhodnější než elektrická akumulace pomocí baterií, neboť převážnou většinu spotřeby energie ve vašem domě tvoří obvykle právě ohřev TUV nebo vytápění.

Smysl použití WATTrouteru nejlépe objasňují následující grafy.

Provoz bez WATTrouteru

Bez regulátoru WATTrouter přebytečná energie z Vaší FVE/VTE proudí do sítě Vámi nevyužita, za minimální úhradu a se všemi negativy pro distribuční síť, je-li jí najednou příliš mnoho. V příkladu je zapojen bojler na běžný osmihodinový nízký tarif, který je zde přítomen od 14 do 16 hodin a dále od půlnoci do 6 hodin.

Provoz s WATTrouterem

S regulátorem WATTrouter přebytečná energie z Vaší FVE/VTE primárně proudí do Vašich spotřebičů, které lze provozovat v době, kdy elektrárna vyrábí místo jejich obvyklého provozu na nízký tarif. V uvedeném příkladu elektřina z FVE proudí do bojleru ve dne, což má za následek úspory v nízkém tarifu v noci.

Jak WATTrouter funguje?

Měřicí modul v reálném čase měří proud ve všech fázích. Regulátor vyhodnocuje měřené proudy a napětí a je-li zjištěna výroba Vaší elektrárny, spíná připojené spotřebiče dle nastavitelných priorit, přičemž se neustále snaží udržet nulový tok energie měřicím modulem a tedy i Vaším elektroměrem. Regulátor umí udržovat buď tzv. "virtuální nulu" (součet činných výkonů ve všech třech fázích = 0) nebo fyzikálně nulový tok energie ve všech třech fázích. Režim funkce lze v regulátoru volit a závisí na způsobu měření Vašeho elektroměru.

Spínání připojených spotřebičů probíhá následovně:

Ve výchozím stavu (v noci) jsou všechny spotřebiče vypnuté. Je-li ráno zjištěna výroba FVE, dojde k sepnutí výstupu s první (nejvyšší) prioritou.

Okamžik sepnutí se liší pro triakové a reléové výstupy. SSR výstupy spínají shodně jako triakové.

Triakové/SSR výstupy se sepnou prakticky ihned po zjištění výroby a regulátor jimi plynule udržuje "virtuální nulu".

Reléové výstupy se sepnou až tehdy, překročí-li výkon FVE nastavený údaj o příkonu spotřebiče.

Po sepnutí spotřebiče s první prioritou (u triakového výstupu sepnutí na nastavený maximální výkon) se čeká, až výkon FVE opět stoupne (rozednívá se). Je-li i při tomto sepnutém spotřebiči zjištěna výroba, sepne se ve shodném režimu spotřebič s druhou prioritou.

Při dalším zvýšení výkonu FVE se ve shodném režimu připnou další spotřebiče

Dojde-li ke snížení výkonu FVE nebo k zapnutí jiného spotřebiče, nepřipojeného na WATTrouter, sepnuté výstupy se opět odpojí dle nastavených priorit (nejprve se odpojí spotřebič s nejnižší prioritou).

Dojde-li k vnitřnímu odpojení sepnutého spotřebiče (např. termostat bojleru - bojler natopen), regulátor toto ihned rozpozná a sepne další spotřebič (s nižší prioritou).

U reléových výstupů lze nastavit zpoždění sepnutí i vypnutí pro spotřebiče, jež nelze spínat velmi často (motory čerpadel apod.). Je-li zároveň s reléovým výstupem sepnut triakový/SSR výstup s vyšší prioritou a dojde ke snížení výkonu FVE, regulátor sníží výkon spotřebiče zapojeného na tento triakový/SSR výstup (i na nulu) tak, aby byla pokud možno udržena virtuální nula na měřicím modulu. Tento stav trvá až do odpojení relé.

Výše uvedený princip platí pouze u standardního zapojení měřicího modulu ihned za elektroměrovým rozvaděčem, tak aby WATTrouter využíval pouze skutečné přebytky FVE. Regulátor ovšem lze zapojit i tak, aby využil celou výrobu FVE a na ostatní spotřebiče v objektu nedbal zřetel (toto zapojení nicméně není finančně tolik výhodné a proto jej nedoporučujeme).

Bezdrátové ovládání spotřebičů

WATTroutery ECO a Mx umožňují volitelně plnohodnotné bezdrátové ovládání spotřebičů pomocí modulů SC-Gateway a koncových bezdrátových modulů (bezdrátové zásuvky popř. samostatný regulátor WATTrouteru ECO dovybavený modulem SC-Router). Tímto lze ovládat až 6 dalších spotřebičů. Pro podrobnější informace viz uživatelské příručky WATTrouterů ECO a Mx, dále pak modulů SC-Gateway a SC-Router a bezdrátových zásuvek.

Základní vlastnosti všech v současnosti dodávaných modelů regulátorů (ECO, M, Mx)

  • Autonomní systém, nezávislý na externích komponentách (PC se používá pouze pro nastavení regulátoru)
  • Snadná instalace a nastavení
  • Třífázové nepřímé měření velikosti proudu
  • Jednofázová detekce napětí pro určení směru proudu v jedné fázi, pro ostatní 2 fáze se počítá softwarově a je nastavitelná.
  • Vyhodnocení činných výkonů v jednotlivých fázích pro stanovení přebytku vyrobené energie.
  • Regulace podle součtu výkonů ze všech třech fází nebo podle přebytku v každé fázi.
  • Triakové/SSR výstupy pro plynulé řízení výkonu ohmických (tepelných) spotřebičů - bojler, infrazářič, vysoušeč, rohož podlahového topení, přímotopný ohřev bazénu, vysoušeč vlhkých prostor aj. Vhodné i pro topná tělesa s přímým smáčením topného vodiče ve vodě. Starší regulátory řady M mají 2 triakové výstupy, novější již pouze externí SSR výstupy pro připojení výkonových polovodičových relé, která pak spínají připojené spotřebiče.
  • Reléové výstupy pro jakékoli spotřebiče - vhodné pro motory bazénových filtrací, klimatizace, ale i další tepelné spotřebiče
  • Spínání spotřebičů podle nastavitelných priorit
  • Obvyklé využití přebytku 70-99% (závisí na správnosti nastavení a vhodné volbě spotřebičů tak aby byly schopny vyrobenou energii optimálně spotřebovat).
  • Optimální využití přebytků z FVE v triakových/SSR výstupech speciálním systémem proporcionálního spínání ohmické zátěže v souladu s evropskými normami EN 61000-3-2 a EN 61000-3-3 bez jakýchkoli nároků na odrušení (vlastní spínání triaků probíhá v nule, SSR musí být v provedení se spínáním v nule).
  • Velmi krátká průměrná dynamická odezva regulátoru (typ. 2 s)
  • Volitelný program CombiWATT pro spínání zátěží v kombinovaném režimu přebytek FVE + nízký tarif (vhodný především pro ohřev TUV a např. i pro bazénové filtrace)
  • Vstup pro signál nízkého tarifu (HDO, "noční proud") pro režim CombiWATT
  • Zabudovaný modul reálného času pro pokročilé časování regulace i režimu CombiWATT.
  • Integrované časové plány pro pokročilé přizpůsobení systému.
  • Oddělený měřicí modul a regulátor pro snadnější instalaci do stávajících domovních rozvodů (ověřeno v praxi)
  • Možnost zapojení 2 měřicích modulů paralelně v případě nepříznivých podmínek zapojení FVE (viz uživatelská příručka)
  • Software WATTconfig pro Microsoft Windows, Linux, popř. MAC OS X zajišťuje komfortní nastavení a sledování činnosti regulátoru pomocí rozhraní USB.
  • Aktualizace firmware pro registrované zákazníky po nákupu regulátoru.
 

Pokročilé možnosti regulátorů řady WATTrouter M a Mx

  • Rozšířená konektivita díky integrovanému rozhraní Ethernet.
  • Integrované webové rozhraní na bázi technologie AJAX/XML.
  • Rychlá UDP komunikace.
  • Software WATTconfig pro Microsoft Windows, Linux, popř. MAC OS X zajišťuje komfortní nastavení a sledování činnosti regulátoru pomocí rozhraní USB i Ethernet.
  • Bezproblémové online sledování z Internetu se správně nastaveným NAT.
  • Otevřený protokol XML datové komunikace, snadná integrace do nadřazeného celku.
 

Další možnosti regulátorů řady WATTrouter Mx

  • Víceúčelové vstupy ANDI pro volitelné měření výkonů až 4 připojených zátěží, připojení impulzních výstupů S0 externích elektroměrů, připojení teplotních čidel NTC nebo PT1000.
  • Možnost připojení až 4 digitálních teplotních čidel DS18x20.
  • Dokonalejší časové plány, rozšířené o teplotní podmínky.
  • Komunikační rozhraní RS485.
  • Integrovaná MicroSD karta.