DIY ostrovni FVE rodinny dum

[sisdale]

V lednu se již situace oproti prosinci mírně zlepšuje. Dny se prodlužují a už se začíná vyskytovat více dní, které nemají mohutnou oblačnost celý den. Během ledna doba provozu domu na ostrovní FVE vzrostla na 29% času, doplněk do 100% byl dům provozován na distribuční síti. Celkově jsem na PV straně vygeneroval 205 kWh, čemuž na bilanci FVE dodávka činné energie na AC straně ve výši 118 kWh (tato suma je očištěna o jakoukoliv spotřebu spojenou s veškerou elektronikou kolem FVE). Dny v lednu byly docela chladné a tak jsem musel pokračovat ve výtápění tepelným čerpadlem, jež jsem zahájil v prosinci. Z DS jsem během ledna odebral 902 kWh v drtivé většině na vytápění domu. Tedy odběr z DS už je nižší než v prosinci a už vyhlížím den, od kterého dojde zase úplné nezávislosti na distribuci.

Na následujícím grafu je vidět denní bilance za měsíc leden. Počátek ledna byl pro FVE celkem přívětivý, ale období od 21. ledna do 28. ledna v podstatě tragédie, kdy světelné záření byť ambientní bylo naprosto minimální. Mohutná souvislá oblačnost bez jakéhokoliv přerušení. Maximální výrobu jsem dosáhl 16. ledna ve výši 24.8 kWh na PV straně, zároveň ten den jsem měl maximální pokrytí AC spotřeby z FVE ve výši 13.2 kWh. Zbytek energie byl uložen na další dny. Nejhorší den byl 21. ledna, kdy výroba byla pouze 1.29 kWh. Podobně jako v prosinci, jsem v lednu měl 9 dní, kdy celková bilance FVE na AC straně byla záporná (tedy systém se choval jako spotřebič). Jak jsem zmiňoval výše, zápornou bilanci ve výši zlomku kWh akceptuji, protože systém použivám jako záložní zdroj pro celý dům. Na celkovou měsíční bilanci mají tyto záporné dny minimální vliv i v nejhorších prosincových a lednových měsících.

Maximální aktuální výkon panelů se již začíná opět zvedat a ke koncí ledna při jasné obloze je už 8.89 kW. Takže panely už jsou schopny dávat 100% instalovaného výkonu.

Oba JK BMS pokračují v driftování na SoC. Coulomb meter tam vývojáři naprosto odbyli. Jsem zvědavý, zda dříve dojde k úplnému dobití baterií než driftování dojede až na 100% SoC v jednom JK BMS. Oproti tomu, výpočet SoC v AntBMS vypadá naprosto stabilně. Minimum SoC, které udržuji v bateriích jako rezervu pro zálohu napájení domu, se v AntBMS drží pěkně konstatně i když baterie nebyla už několik měsícu dobitá do 100%. Rezervu jsem si letošní zimu dal na úrovni počátku zlomu napětové křivky koncového vybíjení LiFePO4 a tak mohu kontrolovat, že napětí na článcích je konstatní a AntBMS reportuje stále správné SoC na této úrovni.

V únoru bude doufám zlepšující trend pokračovat a snad ke konci února dosáhnu zase úplné soběstačnosti a nezávisloti na distribuční sítí (snad zase do konce listopadu).

[sisdale]

Únorové data předstihly listopad i když měl únor pouze 28 dní. PV strana vygenerovala 398 kWh, čemuž odpovídá očištěná dodávka činné energie na AC straně ve výši 279 kWh. V únoru se již značně zvýšila soběstačnost na 68% času. Díky velmi chladným dnům ještě bylo potřeba výtapět dům tepelným čerpadlem a z DS jsem musel odebrat 572 kWh. Při mrazivých, ale slunečných dnech se mi již daří vykrývat téměř celé tepelné ztráty domu z energie získané z PV.

Denní bilance ukazuje, že v únoru bylo celkem 6 dní, kdy bylo velmi slunečno. Maximální denní výroba byla dosažena v posledním únorovém dni ve výši 45.2 kWh. To během jednoho dne odpovídá zisku 5.3 kWh/kWp. Maximální okamžité výkony PV už skáčou na 10 kW, takže na 117% instalovaného výkonu. Nejhorším dnem byl 3.únor, kdy za celý den bylo vygenerováno pouze 1.57 kWh. Tento jediný den v únoru byla celková očištěná bilance činné energie na AC straně záporná, nicméně se jednalo pouze o malý zlomek kWh za celý den.

Velké driftování SoC na obou JK BMS bylo částečně korigováno 9 února, nicméně tento den ještě nebyly baterie dobity úplně na 100% SoC. Podruhé se baterie přiblížila úplnému nabití až na konci února. V březnu by už mělo určitě dojit k prvnímu kompletnímu nabití a balancování baterií po několika zimních měsících.

Protože v současné konfiguraci a rozmístění panelů systém ještě neprovozuji celý rok, tak zatím nemohu odhadovat celkový výtěžek v porovnání s minulým rokem. Situace kolem přelomu roku vypadá dost zrcadlově. Tedy leden je o něco málo lepší než prosinec, únor je trochu lepší než listopad. Očekávám, že tedy březen bude zase lepší než říjen a dostanu se už na 650 kWh a pojedu už souvisle úplně bez DS.

[sisdale]

Tak březen předčil má očekávání, že bude lepěí než říjen a nakonec byl již lepší než minulé září. Nejspíše tomu pomohlo lepší počasí v půlce března. Během března jsem na PV straně vygeneroval 709 kWh a očištěná spotřeba činné energie na AC straně byla 548 kWh. Energie už je dostatek a dá se využívat i k úplnému hrazení tepelných ztrát. Od 27. února jedu už trvale na FVE. Takže letošní zimní období, kdy docházelo k částečnému využívání DS bylo od 18. listopadu do 27. února - tedy 100 dní.

Maximální denní výroba se i přes občasnou oblačnost vyšplhala na 46 kWh, tedy 5.4 kWh/kWp.

Během počátku března již došlo k úplnému dobití baterii a kapacita baterie se nyní využívá k překlenování horších dní.

V březnu jsme prošli jarní rovnodenností a vygenerované množství energie se bude dále navyšovat. Na přelomu dubna a května se v naši oblasti provádějí roční odečty elektroměru a bude vystaveno roční vyúčtování elektřiny. Téměř 10 měsíců z tohoto ročního období provozuji FVE v aktuální konfiguraci, tak budu moci vyhodnotit skutečný dopad FVE oproti dřívějším letům bez FVE.

[sisdale]

Dnes se s Vámi podělím se záměrem, který začínám realizovat. V domácnosti mám řadu spotřebičů s vyšší spotřebou, které dokážu automaticky řídit - akumulace do tepla, do TUV, do vířivky, myčka nádobí, pračka, sušička. U všech těchto spotřebičů je možné flexibilně rozhodovat, kdy se aktivuji.

V případě teplotní akumulace je možno proces akumulace kdykoliv přerušit. Nicméně i tak není žádoucí spouštět a vypínat akumulaci příliš často. Dále je potřeba splnit nějaký denní uživatelský komfort. Například mít v odpoledních hodinách připravené dostatečné množství teplé vody.

U myčky, pračky a sušičky je situace trochu odlišná. Po jejich spuštění je potřeba jejich pracovní cyklus dokončit celý. U myčky nádobí je jedno, kdy po jejím naplnění a volbě programu dojde ke spuštění, nicméně je potřeba mycí cyklus v mém případě uskutečnit do dalšího dne (typicky do oběda, nebo odpoledne až se všichni vrátí domu). U pračky a sušičky je přípustné ji spustit do několika dní (uživatelé s tím počítají a pouze vyjímečně požadují rychlejší spuštění). U pracky se sušičkou je pracovní cyklus poměrně dlouhý, dle programu 5-7 hodin.

V současném stavu se řídící algoritmus snaží využívat předpovědi množství vygenerované energie ze systému PV forecast vyvíjeného ČVUT UCEEB. Tento systém se snaží poskytovat hodinové předpovědi energie záření pro zadanou lokaci v W/m2. Tuto hodnotu předpovědi na základě parametrů instalovaných panelů (plocha, účinnost, teplota) přepočítávám pro moje potřeby. Nicméně, tyto předpovědi jsou velmi nepřesné a musím systém korigovat. Pohledem na oblohu, snímky oblačnosti a předpovědi dosáhnu lepších parametrů.

Chci tedy vylepšit způsob předpovědi pro hodiny ve zbytku aktuálního dne a v dalším dni. Zamýšlím použít metody strojového učení s učitelem, které budu při aktualizaci údajů trénovat a používat pro krátkodobou predikci. Jako vstupní hodnoty modelu zamýšlím použít tyto hodnoty:

• Celkové množství záření Wh/m2 (přímé a difuzní) v dané hodině spočtené z matematického modelu jasné oblohy v daném období.
• Hodnoty nízké, střední a vysoké oblačnosti pro dané hodiny - zde využiji data ze dvou modelů: mé oblíbené norské předpovědi a modelu Aladin. Zkoušel jsem i model Klara, ale zjistil jsem, že z model Aladin více odpovídá skutečnosti. Dam tam oboje hodnoty a strojové učení si vybere co mu lépe sedí pro historické data.

Jako data učitele budou pro trénování využité skutečně vygenerované hodinové úhrny Wh zohledňující parametry instalace - množství panelů, výkon, úhly osvitu, stíny z vegetace a okolní zástavby, odrazy na zadní osvit, účinnost panelů. Aby se správně zohledňovaly měnící se podmínky související s instalací, zamýšlím z historických dat trénovat model pro každou denní hodinu a ten využít pro krátkodobou předpověď. Lokální podmínky se postupně mění v průběhu roku, takže místo složitého zahrnování geometrie, budu využívat pro trénování metodu plovoucího okna. Na začátku zkusím použít posledních 7 dní. Vliv sněhu zatím nebudu zohledňovat, sníh na panelech neleží dlouhodobě a po osvitu sám sjíždí. Takže tento vliv spolu s případnou trvalejší námrazou se zohlední v učení z posledních dní.

Nyní jsem začal pracovat na sběru časových řad zmíněných parametrů a hodnot. Pak zkusím použít SVM a neuronovou síť pro predikce. Očekávám, že přesnost předpovědi se velmi zlepší v porovnání se stávajícím stavem. V natrénovaném modelu bude vidět, který model počasí dává lepší data pro hodnoty oblačnosti. Jsem zvědavý jak se bude lišit reálné hodnoty s těmi předpovídanými.

[TomHC]

Tak to ti držím palce, bolo by super keby podobná vec bola ľahko prenositeľná iným užívateľom. Ja takéto veci zatiaľ neriešim, tým že pracujem 100% z domu si viem veci zautomatizovať manuálne (((:

[kodl69]

Možná to něco řeší v meziobdobí jaro/ podzim, ale v zimě je to dle hesla: "Kde nic není, ani čert nebere" a v létě si s elektrikou většina z nás neví rady. Tj kvůi cca měsíci až dvěma tohle řešit mi přijde jako plýtvání časem, který by se asi dal využít smysluplněj.

[TomHC]

Inak posledné dni mi Forecast.solar ukazuje asi tretinu z reálnej produkcie. Všetko spálim v klimatizáciách, žiaľ, v režime kúrenia... otrasné počasie.

[sisdale]

Možná to něco řeší v meziobdobí jaro/ podzim, ale v zimě je to dle hesla: "Kde nic není, ani čert nebere" a v létě si s elektrikou většina z nás neví rady. Tj kvůi cca měsíci až dvěma tohle řešit mi přijde jako plýtvání časem, který by se asi dal využít smysluplněj.

Z meho pozorovani mi vychazi, ze toto resim krome leta vsude. V zime (prosinec, leden) je hospodareni s energii nejvice narocne, aby se minimalizovala spotreba z DS a vyuzivala co nejvice efektivita prevodu ze stringu s vyssim napetim do zateze a nedochazelo ke zbytecnym ztratam pri prevodu do/z baterie. Obdobi zari-listopad, unor-duben je velmi promenlive a predpoved urcuje jak moc akumulovane energie mohu spalit v noci do hrazeni tepelnych ztrat domu.

[rottenkiwi]

Ide to, skusal som to, hlavne pre cloveka, co je 100 % off-grid, to znamena tak 12 - 15 l benzinu
na rok, ak to dobre spocita.
Ide o vahy pre rozne typy oblacnosti, riasy, streda ci spodna oblacnost + dazd alebo sneh.

Ale prenositelne to v obdobi, kde je Slnko nizko nebude, lebo tam vyznamnu ulohu
hraju prekazky od susedov, dali by sa porovnat modely jedine na zelenej luke
a okolo nic, ziadne domy, stromy, stlpy, kostoly, 4G a 5G vysielace a pod.

[sisdale]

Dubnová výroba hodila 795 kWh, tedy dle předpokladu zase o něco více než březen. V dubnu se vyskytovalo stále hodně oblačnosti. Nicméně, když se některý den aspoň trochu vydařil, tak se vygenerovalo přes 50 kWh. Nejlepší dny už dávají i 60 kWh, tedy přes 7 kWh/kWp za jeden den. Po vylepšení vytěžování, jsem vyrobil a spotřeboval z FVE rekordní množství energie. Ještě loni v říjnu jsem nechával dost energie nevyužité ačkoliv říjen z pohledu FVE odpovídá přelomu března a dubna. Nyní se mi zatím daří vytěžovat z FVE úplně všechnu energii.

Energetická soběstačnost je od konce února stoprocentní až na plánovanou údržbu v době zhruba 2 hodin. V rámci plánované údržby jsem po západu slunce provedl úpravu v instaci strojovny, kdy jsem rozšířil automatické zapínaní a vypínaní také na původně primární měnič. Dosud jsem v době nízké zátěže a žádného PV výkonu vypínal jen sekundární měnič. Primární měnič jsem měl v provozu non-stop od jeho uvedení do provozu. Aktuální změnou začínám na střídačku vypínat primární a sekundární měnič. Tedy, aby se balancovalo jejich opotřebení. Během odstávky jsem také zkontroloval všechny elektrické spoje a měniče vyčistil od jemných prachových nečistot, které propustily filtry dovnitř.

Co se týče dříve zmíněného projektu předpovědí generované energie FVE pomocí strojového učení tak tam jsem pokročil. Sbírám meteorologické data pro moji lokaci ze třech zdrojů - Yr.no, Aladin evropský model (nižší rozlišení modelu) a Aladin česká lokalizace (ČHMÚ s rozlišením buněk modelu 2.4 km x 2.4 km). Ve všech modelech sbírám vedle oblačnosti v různých výškách ještě informace o srážkách a mlze je-li k dispozici. Pak mi syn pod mým školením vytvořil program a aktuálně zkoušíme Support Vector Reggression metodu s použitím kernelu s Radial bias functions trénovaného na plovoucím okně posledních 14-ti dní, využívajícího zatím jen oblačnosti z evropského modelu Aladin. Jak jsem zmiňoval dříve, modely jsou trénovány a používany pro konkrétní hodinu. Zohledňují tedy umístění panelů včetně stínění od okolních staveb a vegetace. Zatím nemám dostatek dat na správný výběr kombinace features, délky plovoucího okna a parametrů SVR. Neuronovou síť jsme zatím z důvodu malého množství vzorků nepoužili. Nyní musím počkat až se nasbírá dostatek dat a budu moct nechat automatizovaně nechat vybrat správné features a parametry minimalizující chybu oproti skutečně generované energie z FVE. Aktuálně, na slepo nastřelené parametry metody mají chybu +-20 procent. Je to sice lepší než mám nyní z PV forecast od UCEEBu, ale není to to co od toho očekávám. Vždy bude nějaká chyba plynoucí z nepřesných modelů počasí, nicméně bych se chtěl dostat na odchylku +-5 procent pro období pozdimu, zimy a jara. V letních měsících bude predikce vzhledem ke stabilitě počasí velmi přesná, nicméně to není cílová skupina pro účel, ke kterému chci výstupy využít.

[sisdale]

Tak na konci dubna proběhly v naší oblasti odečty elektroměrů a jsem s dosavadní práci FVE velmi spokojený.

Před dvěmi lety, když jsem vůbec FVE neměl, byla moje roční spotřeba 15,27 MWh, jak je vidět na faktuře již neexistujícího dodavatele:

spotreba_2020_2021.png (34.56 KiB) Zobrazeno 1966 x

Na konci roku 2021 jsem byl postižen známou akci energetické skupiny, takže jsem jednou nechtěně a pak ještě chtěně měnil dodavatele. Na přelomu 2021/2022 jsem začal experimentovat s FVE. A posledním ročním období se naplno odrazilo využívání ostrovního FVE systému. Za poslední roční období jsem spotřeboval 4,67 MWh u mého aktuálního dodavatele:

Velká část této úspory je dána lokální výrobou z FVE. Další část úspory je dána inteligentním řízením akumulačních spotřebičů - bojler, vytápění, vířivka. Dříve bojler a vířivka využívala řízení HDO signálem, tepelné čerpadlo nesmělo být blokováno HDO. Centralizované řízení možná optimalizovalo zatížení distribučních sítí, ale nikoliv spotřebu v mém odběrném místě.

Můj původní cíl byl uspořit polovinu spotřeby z distribuční sítě, to se úsporou téměř 70-ti procent energie podařilo řádně překonat. Na konci měsíce dubna mi úspory energie v odpovídajících časových cenách mého dodavatele elektřiny již uhradily pořizovací cenu všech panelů. Nyní již umořuji další velkou položku a to jsou baterie. Nakonec bude zbývat elektronika a elektroinstalace včetně oprav a rozšiřování, ale to jsou mnohem menší položky. Rychlost umořování bude odpovídat tomu jak se bude vyvíjet cena elektřiny poskytovaná k mému odběrnému místu. Pokud energetická krize vydrží i přes další zimu, tak to vypada, že do 2 let jsem na nule. Čas ukáže.

Největší část mé zbývající spotřeby elekřiny od distributora připadá na topení a TUV v zimních měsících. Dvojnásobné zvětšení plochy panelů by sice pomohlo, ale ekonomicky by byl zatím nesmysl. Pokud rozvoj elektromobility zvýši ceny energií dále do nebes, tak to možná bude zajímavé. Jinou možnost zdroje tepla nechci použít kvuli komfortu stávající nulové obsluhy. Zkoumal jsem možnosti akumulace přebytečné letní FVE energie do velkého pískového zásobníku pro použití v zimě, ale zatím se mi kvůli tomu nechce rozhrabat velký kus zahrady. Tato možnost by mi umožnila úplně se odstřihnout od vnějších zdrojů energie (teda mimo slunce). Tak třeba se někdy v budoucnu k této možnosti odhodlám.

[sisdale]

Už dříve jsem dostal pár dotazů ohledně opravy hybridního měniče. Dnes jsem nahodou narazil na video na YouTube, kde autor projevil zájem se dozvědět více jak fungují části hybridu kolem obousměrného DC-DC měniče. Tak jsem strávil nějaký čas vzpomínáním z mého důkladného reverse engineeringu, vyhrábnutí schématku a popisem. Napadlo mě, že možná tyto informace můžou využít i další. Zapojení jsou v řadě hybridních měničů velmi podobná, částo stejné označení součástek, stejné typy. Mezi nízkonapětovými a vysokonapěťovými verzemi je rozdíl v místě, kde se připojuje výstup MPPT boardu. Následující popis je pro vysokonapěťové verze, kde výstup MPPT boardu je napojený na BUS sběrnici v měniči. Zde je schéma zapojení obousměrného DC-DC měniče, kolem TX1 transformátoru, nízkonapěťových, vysokonapěťových tranzistorů, jejich buzení a řízení:

Když je DC-DC měnič aktivovaný (resp. není blokovaný z control boardu, CN11 pin 6), tak U9 generuje pravidelné řídící pulzy pro můstky na obou stranách TX1. Pulzy jsou symetrické, podle toho, kde je vyšší napětí se energie přesouvá z baterie na BUS sběrnici nebo zpátky. Konverzní poměr DC-DC měniče je 1:8 pro 48V verzi měniče. Tedy má-li baterie 55V je na BUS sběrnici 440V. Tranzistory Q27-Q29 jsou na vysokonapěťové části: BB+ jde pak dále na BUS+ přes L1 (a ještě přes halový proudový senzor) a BB- jde přes další tranzistor (Q31, v některých verzích tam bývají 2 spolu s Q32). Q31 (a Q32 někdy) spolu s D13 a L1 tvoří buck convertor ve směru z BUS na high stranu toho DC-DC měniče. Tím buck convertorem control board (z CN11 pin 5, přes patřičný budič řídí gate Q31 případně i Q32) reguluje nabíjecí proud do baterie, a také zajišťuje přechod z proudového zdroje na napěťovy při dosažení nastaveného nabíjecího napětí baterie (bulk nebo float). Na druhou stranu má Q31 v sobě mezi D-S diodu a vybíjení baterie může procházet přímo přes tuto diodu. Jakmile řídící jednotka na proudovém senzoru detekuje vybíjení z baterie, sepne Q31 (a případně i Q32), aby srazila úbytek napětí na vnitřní diodě mezi D-S a taky zbytečný ztrátový výkon na Q31/Q32. Při nabíjení postupně control board prodlužuje střídu na Q31. Pokud se nedosáhne požadovaného napětí na baterií a není přesáhnutý nastavený maximální nabíjecí proud je Q31 také stále sepnut a buck convertor běží defakto v 1:1 režimu - všechna přebytečná energie se valí přes DC-DC měnič do baterie. Pokud je baterie úplně nabitá, dojde k úplnému vypnutí buzení Q31 a na BUS stoupne napětí na 470V (na PV je nadbytek a zátěž na AC out je menší). Při dosažení těch 470V pak MPPT board (ten co leží obráceně na těch chladičích) zvedne zátěžové napětí PV a sníží tak odebíraný výkon z panelů. Tedy panely zatěžuje jen tolik, kolik je schopen valit do zátěže na AC straně tak, že nedovoluje napětí na BUS jít nad 470V (BUS kapacitory jsou na 500V).

Pin 9 U9 je ground pro ten +12V. CH- je defakto mínus pól baterie za těmi čtyřmi tranzistory Q42-Q45 (samostatný chladič, první u mínus pólu baterie), které fungují jako ochrana proti přepólování baterie. Jsou otevřeny jen když je baterie připojena správně. Jinak nesepnou a měnič zbytečně neodejde přepólováním. CH+ je na kladné straně nízkonapěťových elektrolytů C8, C9 a C12, C13. Na CH+ je připojen kladný pól baterie přes zabudovanou 200A tavnou pojistku (v teto verzi měniče). Typy uvedených tranzistorů se v čase a podle různě výkonných verzí mění. Taky u slabších měničů bývají místo parallelních čtveřic třeba jen trojice a podobně. Ale zapojení, často i označení součástek je stále stejné. Vyrobci si to postupně vyklonovali včetně spousty hodnot součástek

Budící části toho DC-DC měniče se dají pěkně testovat osciloskopem v okamžiku, kdy máš vyndané tranzistory. Testuji to tak, že měnič napájíš zdrojem s omezeným proudem místo baterie, jinak všechny ostatní strany necháš odpojené (AC in, AC out, PV). Po zapnutí vypínače výstupu měniče, nejdříve control board blokuje funkci toho DC-DC měniče a naopak aktivuje obvod pro takzvaný BUS soft start. Postupně se nabíjí ty velké vysokonapěťové kondenzatory (obvykle tam jsou 2 - C40, C41 na 500V). Až dosáhne napětí na těch kondenzátorech cca 8-mi násobku napětí baterie, tak odblokuje DC-DC měnič a vyřadí BUS soft start. U té 48V verze to je tak kolem 2 sekund. Takže když máš vyházené ty vadné tranzistory, nahodíš si sondy osciloskopu mezi G a S a zapneš vypínač. Po chvilce musíš vidět pravidelné kmity o velikosti cca 18V, kladné pro otevření a záporné pro zavření. Těch 18V pro buzení limitují ty mraky zenerek co tam jsou všude okolo těch budících transformátorů TX5, TX6 a TX10, TX11. Důvod proč to je takto je ten, že šetřili a offsetování budících pulzů dělají na těch budících transformátorech, kde to takto pro relativně nízke frekvence stačí (destiky kHz). Každé buzeni G musí být správně posunuto na úroveň patřičného S tranzistoru. Na straně inverze BUS na AC (QA1, QB1, QC1 a QD1), jsou pak specializované budící obvody T350 (pro generování AC sínusovky tam jsou pulzy měnící frekvenci a střídu přesně dle potřeby). Máš-li vyházené alespoň nějaké tranzistory, měnič po zhruba 5 sekundách zjistí, že mu napětí na BUS sběrnici postupně padá a neodpovídá 8-mi násobku baterie a DC-DC měnič zablokuje, pulzy na osciloskopu se zastaví. Na displayi pak ukáže error. Doporučuji si na osciloskopu udělat recording a pak si to prohlédnout zda-li je buzení správně. Vypnutím vypínače a zapnutím to měnič zkusí znova. Takže takto projedeš všechny ty buzení a soustředíš se postupně jen na místa co nefungují. Zcela vyjímečně odejde přímo U9. Většinou to odskáčou části buzení kolem gate, případně ty zenerky. Zatím jsem neviděl, že by odešel i některý budící transformátor. Jinak pokud zjistíš, že odešla jen nějaká část tranzistorů na nízkonapěťové části, vždy měn celou parallélní čtveřici a nejlépe z dodávky v jedné sérii. Potřebují mít co nejpodobnější parametry, jinak se část z parallélně spojených přetěžuje více, postupně odejde a obvykle pak kaskádově shoří další věci okolo. Měnič 5.5kW bežně zatěžuji na 90% kapacity, při rozběhu motorových zátěží jsou i krátkodobé vyšší spouštěcí proudy, měnič po krátkou dobu snese i 11kW zatížení. Na bateriovém vstupu tak jsou normalní špičky jdouci až na 200A. Ty tranzistory to musí snést. Mixem různých tranzistorů se mi zdálo že měnič funguje, ale jakmile se zatížil více tak po krátkém čase odešly znova. Při použiti tranzistorů z jedné série problém není.

Pokud nedojde ani k odblokovani toho DC-DC měniče, tak je chyba buď v BUS soft-startu, ve snímači napětí BUS a baterie, případně nejede ani zdroj napájení pro tu desku a control board. V dnešní zrychlené době moc nevěřím, že někdo dočte tento příspěvek až dokonce, ale když už jsem to jednou aspoň z části sepsal, tak jsem to hodil i sem.

[sisdale]

Konec května byl celkem produktivní a FVE v květnu celkově vygenerovala 1.27 MWh energie. Na distribuci jsem nezávislý už od konce února. MWh hranici měsíčně vygenerované energie z 8.56 kWp instalovaných panelů jsem prolomil poprvé. Za zhruba měsíc překročím hranici 10 MWh celkové vygenerované energie od počátku záznamu z mé instalace.

V květnu jsem žádnou energii nenechal na střeše díky zprovoznění dříve zmiňovaného inteligentního způsobu řízení spotřebičů. Důležitým vstupem pro strojové řízení je předpověď vygenerované energie z FVE založené na strojovém učení automaticky zohledňujícího mojí instalaci panelů, stínění od okolní zástavby a vegetace. Po získání kousek delší datové sady modelu počasí jsem provedl automatizovaný výběr správné kombinace features a parametrů pro SVR minimalizující sumu kvadratických odchylek předpovědi vygenerované energie od skutčného stavu. Zatím dosahuji denní chyby předpovědi do 10%. Jako dosud nejlepší varianta se ukázalo využití předpovědi oblačnosti z českého modelu Aladin. Český model Aladin aktuálně předpovídá oblačnost pro čtverce o velikosti 2.3 km x 2.3 km pro jednotlivé hodiny na 2 dny dopředu. Aktualizovaný je nyní každých 6 hodin. V 00:00 UTC, 06:00 UTC, 12:00 UTC a 18:00 UTC se nejdříve generuje ve Francii celoevropský model s malou přesností a na základě jeho dat a vstupů měření ČHMÚ se dále tento model podstatně upřesní pro ČR. Výpočet podrobného modelu Aladin trvá zhruba 4 hodiny. Při aktualizaci modelu oblačnosti automaticky přetrénuji SVR model a aktualizuji předpověď vygenerované energie. Pro trénování se jako dosud nejlepší ukazuje použití dat z posledních 14-ti dnů a kvadraticko-linéarní jádro pro SVR. Jedno trénování a předpověď trvá 15 sekund včetně načítání a ukládání do databáze. Vše probíhá na Raspberry Pi, kde provozuji server inteligentního domu a další služby.

Pro převážně slunečný den, je předpověď velmi přesná. Zeleno-žluté sloupce zobrazují skutečně vygenerovanou energií z FVE v jednotlivých hodinách dne. Fialová čárkovaná čára zobrazuje hodinové předpovědi energie z nočního modelu. Odchylky v jednotlivých hodinách jsou naprosto minimální.

Předpověď z komplikovaného dne, kdy je oblačnost a dopadající záření velmi proměnlivé, je vidět na následujícím grafu. Pro ilustraci velmi proměnlivého počasí jsem přiložil i časový průběh aktuálního výkonu z jednoho stringu panelů v samostatném horním grafu pro stejný čas. Je tam pěkně vidět velké kmitání aktuálního výkonu z důvodu střídání velké oblačnosti. V dolním grafu jsou zase vidět hodinové úhrny skutečné vygenerované energie a předpověď. Je vidět, že model Aladin předpověděl přechod větší oblačnosti mezi 11 a 12 hodinou, ale ve skutečnosti prošla o hodinu dříve (10-11). Pro tyto dvě hodiny se předpověď poměrně hodně minula. Ty dvě hodiny se veskutečnosti odehrály obráceně než předpověděl model počasí a celková chyba předpovědi za den je stále malá.

Nepřesnost vstupního modelu počasí bohužel nemohu ovlivnit, mohu pouze volit různé modely. Nicméně jak jsem psal výše, doposud nejlepší výsledky jsou právě s českým modelem Aladin (druhé nejlepší výsledky poskytuje Norsky model z Yr.no a nejhorší jsou výsledky celoevropského modelu Aladin počítaného ve Francii).

[PavelR]

sice většině slov o té predikci nerozumím ale moc pěkný.
To dolaď do nějaké formy jednotky na dinku a můžeš to prodávat na kšeft. Toto bych řekl že bude trend.

[kodl69]

Pěkná práce, mám rád všelijaký sofistikovaný řešení, ale pro mě v zásadě žádný přínos, možná v několika dnech, kdy to počasí je hodně na hraně pro fungování v ostrovu. U nás v podstatě stačí to, že se ženská mrkne na přepověď počasí na další dva dny a podle toho organizuje praní prádla (taky aby to prádlo uschnulo, ne že nebude elektrika na vyprání) a to je celý. Víc než půl roku zůstává na střeše každej den minimálně 10kWh, pak to v přelomovejch měsích "tak nějak vychází" a další tři měsíce vlastně není co předpovídat, kde nic není, ani smrt nebere. Chystám se v nejbližší době vyměnit 18x260Wp poly za 16x370Wp mono - a to kvůli těm pár přechodovejm měsícům, zimu to stejně nevyřeší. Víc nemám šanci na střechu dostat, teda aspoň do doby, než zase vzroste účinnost panelů aspoň o 4-5 %...

[sisdale]

V červnu jsem celkově vygeneroval 1.20 MWh a vše spotřeboval na místě. Z distribuce dle očekávání není potřeba čerpat vůbec nic. Na distribuci příjde řada někdy v závěru listopadu. Množství energie v červnu je o pár procent menší než v květnu. Horší výsledek je zapřičiněn větší oblačnosti v červnu oproti květnu. Jinak jsem prošel 10 MWh milníkem, další dekáda zase nějaký čas zabere.

Žádná energie ze slunce nepřišla na zmar a využil jsem 100% sluneční energie. To díky přechodu na inteligentní způsob vytěžování. Původně jsem si myslel, že využití AI mi pomůže jen v zimních měsících a na přelomu podzimu a jara, ale nakonec ho dokážu perfektně použít v létě pro inteligentní vytěžování. Podrobnosti popíšu později.

[sisdale]

Dříve jsem používal řízení vytěžování FVE 1.typu založeného na reaktivním (zpětnovazebním) řízení. U tohoto reaktivního řízení se na základě sledovaných parametrů spínají patřičné zátěže. V poslední verzi jsem používal zejména SoC baterií tak, abych cílil na 90% nabití akumulátorů na konci dne (abych měl dost energie na noc a také případně na horší další den). Tento způsob vedl na neefektivní využívaní přebytků energie a ve slunných měsících ponechával hodně energie nevyužité (na střeše). Hlavní nevýhodou tohoto způsobu je pozdní spínaní zátěži, jež pak nejsou schopny veškerou dostupnou energii spotřebovat. I když jsem začal vytvářet komplikovanější pravidla např. se zvyšujícím SoC se zvyšovala cílová teplota v akumulaci, využití přebytků bylo špatné. V případě, že maximální výkon FVE je menší než spotřeba řízených zátěži, tak by reaktivní/zpětnovazební řízení mělo být bez problému. Toto u FVE s větším výkonem se už nedá dobře splnit a klíčovou roli hraje čas.

Díky predikci vygenerované energie pro každou hodinu na následující 2 dny jsem mohl přejít na řízení vytěžování 2. typu založeného na inteligentním rozvrhování. Elektrické spotřebiče v domácnosti rozděluji do těchto kategorií:

• neřiditelné spotřebiče relativně malého příkonu - osvětlení, nabíječky, počítače, pohony brány a vrat, otevíraní dveří a spousty další drobné elektroniky
• neřiditelné spotřebiče s velkým příkonem - varná deska, trouba, odtah, mixér, varná konvice, toustovač, gril, žehlička, vysavač, masážní čerpadla ve vířivce
• řiditelné spotřebiče po spuštění dlouhodobě nepřerušitelné - myčka, pračka a sušička
• řiditelné přerušitelné spotřebiče - příprava TUV, teplotní regulace, filtrace a ohřev vířivky, čerpadlo zavlažování

U neřiditelných spotřebičů jejich používání určují obyvatelé domu a systém musí počítat s tím, že kdykoliv mohou být použity a uživatelé nemají být nijak omezováni z důvodu instalace FVE. U myčky, pračky a sušičky lze spuštění odkládat dlouhou dobu, nicméně po zahájení pracovního cyklu je jakékoliv delší přerušení nežádoucí. Krátkodobé přerušení v této kategorii je v případě potřeby možno využít k odvrácení přetížení měničů. U řiditelných přerušitelných spotřebičů lze ovládat jejich odběr kdykoliv, ale je žádoucí, aby k jejich spínání a vypínaní nedocházelo příliš často a nevznikalo tak nadměrné opotřebení zkracující jejich životnost.

U všech řiditelných spotřebičů mám informaci o jejich aktuálním příkonu, spotřebě, spínaní a hodnoty potřebných senzorů (nejčastěji teplota, u zavlažování také vlhkoměr a vodoměr). Takže znám jejich energetický profil nebo mohu dostatečně přesně spočítat kolik energie musím dodat pro dosažení požadované teploty akumulace. Rozdíl energetických profilů pro různé pracovní programy není nijak zásadní a mohu zvolit profil pro nejčastěji využívaný program.

Z uživatelského pohledu je systém jednoduchý. Uživatel prostě naplní myčku či pračku a sušičku, zvolí program a spustí. Systém detekuje aktivaci, zjistí zda je vhodné nyní pokračovat nebo pracovní cyklus zastaví a později jeho pracovní cyklus spustí až budou vhodné podmínky. Zvolení obyvatelé domu jsou o dokončení pracovního cyklu informováni. Nyní využívám komunikaci pomocí zpráv na mobil, která se mi osvědčila a odběratele si je pochvalují. Ve dnech kdy je energie nadbytek využívám také tuto komunikaci a pobízím k podpoře vášnivých činnosti jako je třeba upečení něčeho na zub, generální úklid a podobně. Nastavení parametrů řízení jako například cílová teplota eco, maximální a podobně se provádí prostřednictvím aplikace smarthome systému. Rozdělení cílových teplot na eco a maximální je důležité z hlediska plánování. Eco vyjadřuje něco jako požadované minimum pro nějakou stanovenou dobu a je nutno ji dosahnout i kdyby nebyl dostatek slunečního záření. Nicméně po prvotním nastavení, uživatele změny téměř nedělají.

Pro většinu řiditelných spotřebičů je nežádoucí, aby jejich spuštění způsobilo trvalé vybíjení akumulátoru (tedy jejich provoz má být hlavně hrazen z aktuální výroby FVE). Vyjímkou jsou řiditelné nepřerušitelné spotřebiče, kdy po jejich spuštění již nedochází k přerušení kvůli aktuálnímu snížení výroby FVE. Další vyjímkou je akumulace na eco teplotu k zadanému požadovanému času (tedy nelze déle čekat na vyšší výkon FVE). Vlastní povolování a blokování spotřebičů provádí reaktivní řízení na základě rozvrhu vytvořeného inteligentním řízením. Reakce na změnu aktuálního výkonu FVE (průchod oblačnosti) je limitována časovým testem, tedy další spotřebič se povolí jen pokud pro něj máme dostatek aktuálního výkonu po celou zadanou dobu (osvědčilo se mi nastavení 190 sekund). Taktéž na obrácenou stranu, pokles aktuálního výkonu nevede na okamžité blokování spotřebiče, ale s blokováním se čeká až pokud je pokles dlouhodobější (tedy po dobu 190 sekund). Povolení řízeného spotřebiče není přímo povelem k sepnutí akčního členu, ale je to signál pro patřičnou řídící elektroniku, která sleduje zadanou teplotu (řeší ochrany zařízení, či požadované hysterézní spínání a vypínaní).

Reaktivní zpětnovazební řízení reaguje velmi rychle a tak také při přetížení měničů blokuje řiditelné spotřebiče v obráceném sledu jejich priorit, tak aby zabránilo přetížení měničů. Měniče sice při přetížení umí samy přejít do bypass režimu (propojení AC IN na AC OUT), nicméně to by vedlo vyhození hlavního jističe. Měniče provozuji v jednofázovém zapojení z důvodu rovnoměrného zatěžování a efektivního využívání energie a tak jejich AC IN musí být z obou měničů přivedeny na stejnou fázi od DS (ostatně jejich AC OUT je také po jištění spojen). K přetížení měničů dochází při výstupním výkonu nad 11 kW (výstupní proud nad 48 A, nejčastěji pozoruji při shazování zátěž kolem 15 kW, tedy 68 A). Na distribuci mám 3x 32A jištění, takže by okamžitě došlo k blackoutu. Pokud odpojením všech řiditelných spotřebičů nedokáže reaktivní řízení snížit zátěž pod 11 kW, dojde k přehození automatického přepínání sítí zpět na distribuci při němž se elektroinstalace rozhodí zpět na třífázovou soustavu. Tento stav lze navodit kombinací neřiditelných spotřebičů, ale stává se to zcela vyjímečně nebo když systém testuji.

Reaktivní řízení pracuje s aktuálním výkonem FVE a příkony spotřebičů. Na druhou stranu inteligentní řízení připravující rozvrh (pro reaktivní řízení) pracuje s energiemi. Kromě první již započaté hodiny je nejmenší jednotkou jedna hodina a rozvrh má délku 2 dny. Je to dáno tím, že předpověď vygenerované energie odhaduji také pro každou hodinu (to odpovídá modelu počasí). Do inteligentního řízení vedle předpovědi vstupuje aktuální stav SoC baterií, energetické profily řiditelných spotřebičů (ty zohledňují jejich stav - např. vím jaký příkon po jaký čas potřebuji aby TUV dosáhla žádané teploty, žádaná teplota je funkci, ale tím to dále komplikovat nebudu) a také připravenost myčky, pračky a sušičky. Systém neví jak bude vypadat situace po 2 dnech, takže rozvrhováním zbytných zátěží chce dosáhnout na konci rozvrhu SoC 90%.

Rozvrhovací systém zohledňuje provozní energií měničů, efektivitu transformace vstupního výkonů FVE na výstupní AC energii, energií dobíjení baterií a také potřebné energie z baterie pro výstupní AC energii. Tedy všechny směry. Dále systém také pracuje se základní zátěží způsobenou neřiditelnými spotřebiči nízkého výkonu. Nejdříve se rozvrhnou nezbytné spotřebiče - myčka (pokud je připravená, nejpozději do přípravy oběda), akumulace TUV na eco teplotu (s dokončením nejpozději v nastavené odpolední hodině), akumulace eco teploty v domě, pračka a sušička (také pokud jsou připravené, od nastavení může čekat několik dní pokud není dost energie). Tyto činnosti jsou rozvrhovány co nejdříve pokud je dostatek energie, jinak tak, aby byl splněn případný časový limit.

Pokud je po rozvrhnutí nezbytných spotřebičů dost energie k nabití akumulátoru nad zmíněných cílových 90% SoC, rozvrhují zbytné spotřebiče - filtrace vířivky, akumulace na maximální teploty (TUV, teplota v domě, voda ve vířivce). Všechny tyto zbytné spotřebiče se mohou rozvrhnout i částečně (sledováním cíle 90% SoC), tedy teplota nemusí dosáhnout cílového maxima. Spotřebiče mají omezené maximální příkony (také maximální spotřeby energií v dané hodině), takže to vede na to, že se podle dostatku vstupní energie kombinují.

Pokud dojde ke změně předpovědního modelu, je naplněna myčka, pračka a sušička nebo se SoC baterií nevyvíjí podle plánu, dojde automaticky k přeplánování rozvrhu dle nových podmínek. Informace o předpokládaném SoC na konci aktuálního dne, přebytečné energií (mimo nezbytné spotřebiče) a zjednodušený rozvrh aktuálního dne je dostupný v aplikaci smarthome. Takže zvídaví obyvatelé mohou zjistit co je dnes čeká. Navíc systém pobízí k vášnivým činnostem jak bylo zmíněno na začátku. Důležité je také zmínit, že se systém u obyvatel domu zatím osvědčil a přítomnost FVE je nijak neobtěžuje a neomezuje. No a já mám svou hračku na nekonečné zlepšování

[TomHC]

Klobúk dole, máš to vyšperkované. Ja sa skôr prikláňam k riešeniu o ktorom nemusí nikto (mimo mňa) nič vedieť, všetko funguje z pohľadu koncového používateľa (manželka). Deti zatiaľ riešia len nabíjačku na mobil.

[rva]

No to je vymakané do pěkných detailů. Líbí se mi i to vybízení obyvatel k plýtvání, když je nadbytek energie. To řeším manuálně - "není potřeba ještě něco vyprat?", "kdy budeš žehlit?", "holky, dnes se koupejte dlouho, jinak nevím, co s tou horkou vodou budu dělat" ...

[sisdale]

Klobúk dole, máš to vyšperkované. Ja sa skôr prikláňam k riešeniu o ktorom nemusí nikto (mimo mňa) nič vedieť, všetko funguje z pohľadu koncového používateľa (manželka). Deti zatiaľ riešia len nabíjačku na mobil.

Jasne, u me taky kdyz nechteji nic resit nemusi. Pokud nekdo projevi zajem, muze se podivat jak to dnes a FVE vypada.