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.

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.