Jedexova fototovárna na elektrony

[Jedex]

Chtěl bych Vám představit moji FVE a systém jejího monitoringu.
Samotná FVE je běžná hybridní elektrárna postavená na 8kW střídači Goodwe GW 08K-ET, 11ti panelech Axitec AC-400MH/144S (400Wp) s celkovým výkonem 4,4kWp a s high voltage bateriovým úložištěm 9,6 kWh, 4x Pylontech H48050 s BMS Pylontech SC0500A-. Protože moje podmínky na střeše nejsou ideální, hlavně kvůli stínícím sousedům, jsou panely vybaveny optimalizací Tigo (11x Optimization (TS4-O), 1x Cloud Connect Advanced (CCA), 1x Tigo Access Point (TAP).

Střídač Goodwe je připojen přes Wifi k internetu a pravidelně komunikuje svoje data na Goodwe SEMS portál, kde jsou k dispozici ve formě grafů a reportů.
Tigo CCA komunikuje přes Wifi na tigoenergy.com a opět je možné se data, za omezenou dobu zpět, podívat.
Od začátku jsem věděl, že mi SEMS portál a TigoEnergy.com nebude stačit.
Tak jsem pro monitoring vybudoval a pilotuji následující sestavu.

schema.png

Celý monitoring systém běží na Raspberry PI 4 (Raspbian).
Používám IOTStack https://github.com/gcgarner/IOTstack , který na pár kliknutí nainstaluje Docker a jednotlivé containery
- Grafana – aplikace pro prezentaci dat
- InfluxDb – time series databáze pro ukládání naměřených dat
- NodeRed – orchestrační middleware
- Mosquitto – MQTT server pro komunikaci s monitoring agenty

Zdroje dat pro monitoring jsou čtyři
- Goodwe Invertor
- TigoEnergry.com
- BMS SC0500A
- Goodwe SEMS portál

Goodwe Invertor
je integrován pomocí ESP32 Goodwe Monitoru, což je jednoduché zařízení postavené na chipu ESP32 a RS485 UART konvertoru, které jsem pro tento účel postavil.
Zařízení je přímo na DIN liště v rozvaděči FVE v krabičce vytištěné na míru na 3D tiskárně.

gwmonitor.png

ESP32 Goodwe Monitor přes RS485 protokol načítá v 5ti sekundových intervalech data z Invertoru a posílá je protokolem MQTT do Mosquitto MQTT serveru. Odtud je bere NodeRed flow a vkládá do InfluxDb.
Invertor poskytuje stovky datových položek o své konfiguraci a provozu. Jsou to například: napětí panelů, proud panelů, výkon z panelů, napětí na BMS, proud BMS, výkon odebíraný/vkládaný do BMS, výroba invertoru do gridu a backup smyčky, po fázích napětí, proud, výkon.
Pak to jsou informace ze měřiče spotřeby za elektroměrem tj. přetoky z/do sítě a opět napětí, proud výkon po fázích. Dále poskytuje data jako jsou stavy invertoru, BMS a kumulovaná data za den a celkový provoz. Jsou však data, které by poskytovat měl, ale neposkytuje – teploty v invertoru, power faktory a jalové složky.
Po zhruba dvou měsících provozu jsem se stabilitou rozhraní spokojen.

TigoEnergry.com
Tigo CCA podle mých informací nelze kontaktovat přímo (kabelem nebo přes Wifi). CCA posílá data pravidelně na TigoEnergy portál, kde jsou data po omezenou dobu dostupná na jejich webu a nebo přes REST API. Data jsou k dispozici cca v minutových intervalech pro jednotlivé panely.
Je k dispozici napětí panelu, proud panelu, výkon panelu. API Funguje spolehlivě. Data jsou k dispozici s cca 20minutovým zpožděním. Data vyčítá a do InfluxDb vkládá NodeRed flow.

BMS SC0500A
S BMS komunikuji přes RS232 rozhraní textové konzole, protože se mi nepodařilo sehnat specifikaci pro RS485 rozhraní. Textová konzole obsahuje kompletní data o provozu celé sestavy, jednotlivých jednotek a dokonce i jednotlivých buněk (cells) baterií. Jednotky (krabice, unit) mám 4 a každá má 15 cells.
Celkem tedy mám grafy i pro 60 cells. Je k dispozici napětí, proud, teplota, SOC, minima, maxima atd. Data čtu každých 10 sekund. Rozhraní provozuji asi týden a funguje zatím OK.
Integraci zajišťuje Raspberry PI Zero Monitor, což je klasické RPI Zero a jednoduchý python script, protože se mi nechtělo psát parser na tu textovou konzoli v C.

Goodwe SEMS portál
Goodwe SEMS portál potřebuji jen kvůli jedné hodnotě, kterou se mi nepodařilo z Invertoru přímo získat a to je teplota Invertoru. Integrace je přes SEMS portál API přímo z NodeRed flow.

Browser
Data si zobrazuji v Browseru přímo v aplikaci Grafana, kde mám připravenou spoustu grafů, které se dívají na provoz FVE z různých pohledů. Viz dále.

Kitchen monitor
Druhým klientem je tzv. „Kitchen monitor“, což je krabička postavená na M5Stack Core Basic. Mimochodem velmi šikovný systém modulů postavených na ESP32.
Jak název napovídá, je Kitchen monitor umístěn v kuchyni a poskytuje několik obrazovek pohledů na provoz FVE pro operativní kvalifikovaná rozhodnutí obslužného personálu domácích spotřebičů, tj. jestli je již čas zapnout pračku, myčku atd.

Data a jejich využití
Cílem celého výše popsaného šelmostroje je zajištění dat a jejich využití pro různé pohledy na provoz FVE.
Grafana umožňuje vytvářet velice rychle a efektivně dashboardy a do nich přidávat jednotlivé grafy.
Přidání nového grafu je otázkou několika desítek sekund. Libovolné časové řezy jsou obrovskou výhodou kombinace Grafana – InfluxDb.
Následuje ukázka vybraných grafů.

Hlavní Dashboard:

dashboard.png

FVE Overview - aneb jeden den mé elektrárny (spotřeba, panely, baterie, přetoky a stav baterie)

chart1.png

To stejné, jen s výřezem - ranní rychlovarná konvice a následně topinkovač. Na rozdíl od grafů ze SEMS portálu je vidět, jak invertor pracuje a jak dlouho mu trvá pokrýt spotřebu z baterií.

chart2.png

Vývoj energií za den

chart3.png

Přetoky za den

chart4.png

Domácí spotřeba po fázích za den (zelná fáze je mrazák, který se spíná a vypíná).

chart5.png

Energie za 50 dní (1.7 došlo k povolení přetoků)

chart6.png

Panely:

chart7.png

chart8.png

Battery management:

chart9.png

chart10.png

[redcrown]

Moc pěkné. Když si to člověk dokáže sám ošéfovat, tak je to radost.

[rottenkiwi]

Veľmi pekné
Len ma zaujíma prečo je napr. Unit Temp. 36 až 37 *C
ale Cells Temp len 30 až 32 *C.
Budú tie jednotky pri takej teplote aj v zime ?

Nevadí baterke, že je na cca. 99 % SOC
od 12:30 do 16:30 ? Je to tak skoro každý deń ?

Existuje aj nejaké meranie teploty panelov ?
Napatie panelov je reportované len zaokrúhlené na 1-ky voltov ?

[Jedex]

Veľmi pekné
Len ma zaujíma prečo je napr. Unit Temp. 36 až 37 *C
ale Cells Temp len 30 až 32 *C.

Popravdě nevím. Vrací to BMS API. Podle mě se může jednat o teplotu balancing elektroniky jednotce. To je jediné, co mě napadá.

Budú tie jednotky pri takej teplote aj v zime ?

Podle mě ne, budou kolem 20C. Prostor, kde mám BMS bude mít kolem 15C.

v
Nevadí baterke, že je na cca. 99 % SOC
od 12:30 do 16:30 ? Je to tak skoro každý deń ?

Zatím jsem se jí neptal. Je to tak každý den. Někdy mám na 99% nabito už po 10té ráno.

Existuje aj nejaké meranie teploty panelov ?

Jestli je nějaký produkt na trhu nevím. Já už si ladím svůj. Bude to měřit teplotu panelu a osvit v Luxech, abych mohl sledovat korelaci teploty a výkonu. V květnu jsem měl zcela běžně přes 4,5kW, teď jsem rád, když mám 4kW.

Napatie panelov je reportované len zaokrúhlené na 1-ky voltov ?

To tak ořeže Tigo, stejná data mají i na svém portále.

[tafx]

Ahoj Jedexi, máš to fakt pěkně vyřešený.
Máš nějak speciálně ošetřený RPi proti zdechnutí SD karty? Provozoval jsem totiž virtuální FVE (jako mat. model) na RPi (Domoticz, InfluxDB a Grafana) se zápisem dat 5s a zdechla SD karta a ztratil jsem data včetně skriptů (neměl jsem to zálohovaný - blbec prostě).
Kam ukládáš data ty a v jaký frekvenci?

[Jedex]

SD karty zásadně s RPI nepoužívám, používám malé SSD disky a nebo velké klasické 2,5' točivé disky.
Tady to RPI zero mám jen s SD kartou, ale to bylo proto, že to byl jen prototyp.
Nicméně RPI už na monitoring BMS nepoužívám. O víkendu jsem to přepsal do C a už mám monitoring kompletně na ESP32 a mám ve výrobě zařízení na DIN lištu, které bude mít RS485 a RS232 porty a bude dělat monitoring Invertoru i BMS.

Data ukládám cca po 5ti sekundách do InfluxDb.

[lubomirz]

len sa rychlo pripletiem s tymi SD kartami : standartne maju naozaj mizivu zivotnost a mnozstvo prepisov (uplne rovnako ako QLC / TLC / MLC / SLC pri kompjutrovych ssdčkach). Riesenim pre SD karty su :

Sandisk high endurance
Samsung high endurance
Kingston high endurance

samozrejme co najvacsia kapacita ktoru mozes pouzit v danom zariadeni kedze tam sa zapis rozklada cez vacsi pocet buniek = viac zivotnosti (4GB model s bunkami ktore sa daju 300x zapisat a 64GB model s bunkami 300x prepisatelnymi je obrovsky rozdiel v celkovom mnozstve zapisatelnych dat. Aj ked staci 4GB na nejake data, rozhodne kupit ten vacsi model lebo cenovky su zanedbatelne).

Pozeram rychlo, 64GB Kingston HighEndurance stoji 12 eur vratane DPH u nas na Slovensku, ziadne alibaba ebay.
128GB HighEndurance za 21 eur s DPH.

https://www.kingston.com/en/memory-card ... crosd-card
Operating Hours 26.9K hours (24/7 recording for 3-year warranty)

datasheet https://www.kingston.com/datasheets/sdce_en.pdf hovori 24/7 nonstop recording 3 years 13Mbps takze karta by mala byt schopna zapisat 3 roky x 365 dni x 24 hodin x 3600 sekund x 13Mbit/s = straaaaasne vela dat, 153.738.000 MB cize 153TB dat ak škúlim dobre. Tolko ziadny monitoring system nezapise, solar monitoring ti zapisuje par stoviek bajtov za minutu, nie Megabajty za sekundu.


Samozrejme pochvala za nadherne spravenu instalaciu. Kdyz kluci nezlobi tak sa hraji nebo tak nejak.

K tej teplote : skus tam na par minut pichnut akykolvek ventilator. Kludne by som pouzil aj 12V kompjutrovy a ked nemas 12V nikde v systeme, tak kŕmiť tromi 18650

[dumi]

Taky pouzivam na RPi klasicky 2,5" plotnovy HDD.

Stiha ti to ten InfluxDb? snazim se to rozchodit a migruju do toho na RPi2 data co mam v Mysql chci porovnat rychlosti, ale kdyz nakrmim dva measurementy kazdy cca 15 milionu radek + 2 measurementy de kazdej cca 6milionu radek tak mi influx zacne padat a v logu je ze se snazi compact file a pak napise out of memory. nevim vo co sae tam snazi. Retentio policy mam nastaveny na nekonecno, takze komprimovat by nic nemel, nemuze to soviset s kratkou dobu Shardu?

nesetkal jsi se s tim? na forech pisou ze RPi2 jak je 32bit tak to proste nestaci, ale ja tak nejak nevidim duvod, mysql s tim problem vubec nema. Jeste zkusim zvednou shardy na 10let treba to pomuze

[DanoP]

A stare pravidlo "ak to funguje tak do toho nesiahaj" poznas? Mysql bola od zaciatku (1995?) vyvijana ako SQL databaza, kde sa pocitalo s tym ze databaza moze byt vacsia ako dostupna RAM (to sme este mavali 1GB RAM), ktovie aku skratku pouzili v InfluxDb. Compacting files si pamatam z dbf, a snad este Interbase. Je nejaky dovod prejst na InfluxDb okrem toho ze to tak robia ini?

[dumi]

Zda se, ze je to vyrazne rychlejsi pri nacitani a vyrazne min.to zabira na disku treba jen 1/4. Chci to otestovat, ze bych ro pak.mohl nasadit na produkcni server kde mame databaze o velikosti radove terabytu.

navic kdyby nikdo.nezkusil nic.noveho nikam se nepohneme

[rottenkiwi]

[data]
dir = "/var/lib/influxdb/data"
index-version = "inmem"
wal-dir = "/var/lib/influxdb/wal"
wal-fsync-delay = "0s"
validate-keys = false
query-log-enabled = true
cache-max-memory-size = 1 073 741 824
cache-snapshot-memory-size = 26 214 400
cache-snapshot-write-cold-duration = "10m0s"
compact-full-write-cold-duration = "4h0m0s"
compact-throughput = 50 331 648
compact-throughput-burst = 50 331 648
max-series-per-database = 1000000
max-values-per-tag = 100000
max-concurrent-compactions = 0
max-index-log-file-size = 1 048 576
series-id-set-cache-size = 100
series-file-max-concurrent-snapshot-compactions = 0
trace-logging-enabled = false
tsm-use-madv-willneed = false

Keď spustiš config príkaz, aké máš tie hodnoty ?