PLC je přímo předurčen k účelu řízení spotřeby v závislosti na výrobě el. energie, a to díky možnosti PLC programovat dle dané situace. Programovatelnost je bezesporu obrovskou výhodou, současně však vyžaduje i čas a finanční náklady nutné na vývoj.
Reálná situace řízení systému výroby a spotřeby el. energie
Stav:
- Fotovoltaická elektrárna (FVE) dodává nestálý příkon.
- Některé spotřebiče odebírají proud jen po omezenou dobu. Např. pračka, rychlovarná konvice, žehlička…
- Odběr jiných spotřebičů je možné automaticky regulovat a jejich spotřebu odložit v době energetické špičky (byť jen krátkodobé) na období s menším odběrem nebo velkou výrobou (slunečné poledne). Takovými spotřebiči mohou být např. bojler na ohřev vody, tepelné čerpadlo, nabíjení elektromobilu…
- Akumulátory v budově mohou částečně vykrývat rozdíly mezi spotřebou a výrobou
Situace za použití samostatného PLC
Aby instalační firma ušetřila čas a peníze za vývoj, využije některý ze systému řízení nabíjení akumulátorů např. Studer-Innotec. Tím odpadne celá řada úkolů, před kterými by stál programátor PLC. Studer-Innotec dokáže řídit nabíjení akumulátorů v případě přebytku výroby oproti aktuální spotřebě. Naopak při vyšší spotřebě, kterou nevykrývá výroba z FVE, dodá proud z akumulátorů. Tím je jedna část zadání vyřešena. Zbývá už „jen“ vyřešit spínání odložitelných spotřebičů (např. bojleru, nabíjení elektromobilu…), a to na základě nastavených priorit.
Programátor PLC sedne např. k SW Mosaic a začne programovat. Bude se muset naučit komunikaci se všemi systémy v dané el. síti. Třeba se systémem na správu akumulátorů Studer-Innotec, aby dokázal načíst stav nabití akumulátorů a řídit výkon střídačů… Dále se stanicí nabíjení elektromobilu, za účelem zjištění stavu baterií v autě a nastavení výkonu nabíjení tak, aby efektivně využil el. energii vyráběnou z vlastní FVE. Pokud jsou v elektrické síti nějaké elektroměry či jiné střídače, tak i z nich se bude muset programátor PLC naučit data načítat, případně jim je předávat (regulovat). Občas se bude jednat o komunikaci po protokolu Modbus, jindy po SNMP nebo dokonce pomocí S0 pulsů (např. s elektroměry).
Když už bude mít programátor všechno hotové, tak nedej bože, aby se jeden z výše zmiňovaných prvků porouchal a byl nahrazen jiným typem. Noční můra programátora začne znovu, jelikož bude nucen naučit se komunikaci s tímto novým typem, a to v časové tísni, protože dokud s novým prvkem nelze komunikovat, pak systém jako celek nefunguje správně.
Je tento způsob jediným možným řešení? Není to jediný způsob! Efektivnějším, levnějším, modernějším a snadněji rozšiřitelným řešením je využití Solar Monitoru jako pomocníka PLC.
Řešení PLC ve spolupráci se Solar Monitorem
Solar Monitor nabízí komplexní řešení sběru dat ze značného množství zařízení (střídačů, elektroměrů, systémů na správu akumulátorů jako je Studer-Innotec, teplotních a osvitových senzorů atd.). Navíc umí komunikovat také s PLC za pomoci promyšlených knihoven, jež používají protokol Modbus se standardem SunSpec. Díky tomu dokáže Solar Monitor ušetřit programátorovi obrovské množství času a práce.
Jak to Solar Monitor dělá, že zjednodušuje práci programátorům PLC
Programátorovi PLC stačí naučit se používat intuitivní a logicky navrženou knihovnu Solar Monitoru a zajistí si tím komunikaci se všemi zařízeními připojenými k jednotkám Solar Monitor. Solar Monitor se postará o zprostředkování komunikace s různými typy od různých výrobců. Tím se výrazně zkrátí nejen čas nutný pro prvotní naprogramování PLC, ale také se znatelně usnadní přidání jiného typu (střídače, elektroměru, nabíjecí stanice elektromobilu…) do systému řízení.
Jak fungují knihovny od Solar Monitoru
Jednotlivé funkční bloky knihovny jsou koncipovány podle svého účelu, nikoli v návaznosti na výrobce. Programátor PLC si do svého vývojového prostředí (např. Mosaic) přidá knihovnu od Solar Monitoru, kterou si z webu může stáhnout zcela zdarma. Pokud má na Ethernetové síti HW jednotku SM2-MU, pak může použít kterýkoli z funkčních bloků. Konkrétně by mohl použít funkční blok fb_SMReadWriteParameter, díky kterému si může načíst, případně i zapsat parametr. Tím parametrem by mohlo být třeba:
- množství energie dodávané z FVE,
- hodnota odběru z distribuční sítě,
- nabíjecí proud akumulátorů (domovní úložiště i nabíjení elektromobilu),
- teplota…
Knihovna, potažmo jednotka Solar Monitoru, zajistí nemalé množství operací, aby programátorovi PLC zajistila maximální servis, ale nijak ho přitom neomezovala ve vývoji.
Jaké funkční bloky knihovna Solar Monitor nabízí
- fb_SMInit – zjistí dostupná zařízení
- fb_SMPowerControl – čte a nastavuje činný a jalový výkon
- fb_SMReadData – čte aktuální data
- fb_SMReadStuderMiBData – čte rozšířená data ze zařízení Studer-Innotec
- fb_SMReadWriteParameter – čte a zapisuje parametry (např. nabíjecí proud)
Uživatelsky přívětivé grafické rozhraní pomocí webového portálu Solar Monitor
Syrová data zobrazená jen ve strohých číslech nejsou pro člověka příliš srozumitelná. Pokud data graficky zobrazíte do názorných grafů, je jejich vypovídací hodnota o několik řádů vyšší. Solar Monitor tato data nejen dokáže převést do grafů, ale umí do jednoho grafu zobrazit i více souvisejících hodnot najednou. Kupříkladu do jednoho grafu zobrazí hodnoty výroby z fotovoltaické el., spotřebu vlastního objektu, stav nabití akumulátorů…
Na projekt Energetická gateway pro obnovitelné zdroje je poskytována finanční podpora z Evropské Unie.
