Mikrosíť s XTM4000

[kamils]

Dobrý den,
rád bych podrobil kritickému pohledu návrh domácí FVE.
Spotřeba domu se pohybuje mezi 3,8 - 4,4 MWh, voda je nahřívána termickým systémem, 3x25A D02. Jedná se o dvě nezávislé domácnosti s omezenou možnosti koordinace spotřeby. Spotřebiče se mi asi nepodaří sloučit do jedné fáze a proto uvažují o 2f systému. Mezi největší spotřebiče patří el. trouba - 3kW, konvice, pračka, myčka.
Kvůli vzdálenosti mezi panely a střídačem je koncepce FVE je založena na mikrosíti, kde panely budou osazeny na zahradním domku a střídač s baterií bude v domě. Vzdálenost mezi těmi místy je cca 50m svorka/svorka a jsou propojeny 3f kabelem 4x6mm2.
V zahradním domku budou dva střídače Solax X1-3.0 T, 15 panelů ENERGETICA 380Wp (rozděleny na 7s a 8s pro každý měnič). V domě 2x XTM4000-48 a 7,4kW LiFePo (2xUS3000C).
Studer má několik dokumentů, kde popisuje nastavení a fungování mikrosítě. To mě utvrzuje že to má výrobce zvládnuté a může to fungovat.
V době dostatečného výkonu z panelů by XTM dobíjel baterie, řídil svou fázi mikrosítě změnou frekvence a dokrýval špičkovou spotřebu případně z baterie. Ovládání transfer relé by se řídilo podle SOC.
Plusy navrhovaného řešení vidím v přímé spotřebě bez konverze na 48V a zpět na 230V, jednodušší vytěžování přebytku FVE do ohřevu TUV v přechodném období, využití stávajícího kabelu bez nutnosti pokládky nového. Naopak negativem je větší složitost řešení.
Solax by měl umožňovat řízení výkonu podle frekvence sítě - řízené XTM, splňuje požadavky PPDS a měl by mít možnost uživatelský nastavit potřebné parametry.
Inspirací mi bylo https://forum.mypower.cz/viewtopic.php?f=3&t=4977
Baterie a XTM už mám.

Budu vděčný za každý názor.
Kamil

[bol-St]

Nevím proč se nikdo zatím nevyjádřil, ale myšlenka to není podle mně špatná. Jen ten 2f systém v dome bych asi nedělal.
Měl jsem 1 ks XTM 4000-48 v létě v provozu a několikrát došlo k jeho přetížení. 2 ks XTM paralelně na 1f je úplně něco jiného a zatím se přetížit nepodařilo. Vem si souběh jen 3 spotřebičů na 1f a je problém. Třeba trouba, myčka a sušička, které žena zapne v 10 min intervalu. Když bude svítit tak Solax sice vypomůže, ale přijde mrak a pak už to XTM z baterie nedá.
S fázovým řízením nemám žádné zkušenosti, tak nekomentuji.

[cipis]

Tohle mě fascinuje, že kvůli tomu, že není někdo schopen přemýšlet nad zapínáním spotřebičů zaráz, se dimenzují měniče na takové výkony, které jsou potřeba jen na pár okamžiků ...
Máti dole na baráku se to naučila po druhém shození jističe, že si nemůže pustit to a to dohromady.

[milhaus]

faq-ac-coupling-configuration-1.pdf

(343.48 KiB) Staženo 118 x

Bude to boj nebude to jednoduché.
Osobní testování nemám , proto prosím brát s rezervou mé poznatky.

Měniče Studer to zvládnou , měnit tu frekvenci, ale jen v ostrovním provoz (mimo siť) po přifázování na síť to bude držet frekvenci sítě a vše s tím spojené. (dodávka do sítě)

Hlavní věc je velikost té baterie . Chápu , že je to s cenou baterií těžké, ale líbit se to té baterii moc nebude. Alespoň ne dlouhodobě.
Trochu nápověda (brát jen info o velikosti baterie) :
https://www.prosolar.cz/novinky-blog/5- ... elektrarny

Není lepší místo těch Solaxů pořídit VS120 nebo VS70? a táhnout to vyšší napětí tou delší trasou.
Stejně pokud nebude využita enrgie z těch Solaxů, zůstane stejně na střeše v panelech , jako při požití klasika regulátorů.

[milhaus]

ac-coupling-info.pdf

(205.68 KiB) Staženo 108 x

Ještě nějaké nastavení pokud se řídí instalace po CAN.
Max PV pole nesmí překročit výkon měniče.

[Tomanjan]

Já jsem se o mikrosíť pokoušel téměř jeden rok a nakonec jsem to vzdal. Také se mi nechtělo kopat zámkovku a chtěl jsem využít stávající rozvody elektřiny. Měl jsem měniče SMA. Myslím že to mají lépe vyřešené než Studer. Například jde na jeden ostrovní měnič pověsit dvojnásobný výkon v panelech. Pak jsem to vzdal a přešel na Studer s regulátory. Nevím jestli jsem nedělal něco špatně, ale moje poznatky jsou takové:
- systém mění frekvenci - nelze tedy docucávat z ČEZu
- pokud se v noci vybije baterka tak se to ráno bez pomoci nerozběhne. Síťové měniče nenaběhnou protože jim ostrovní měnič nepošle 230V.
- ta regulace mi rozhodně nefungoval od 0 až 100%. Problém byl při nabité baterce a malém odběru. Síťové měniče to házelo do poruchy a celé to cyklovalo. SMA dokonce vyráběl nějaké zařízení s odpory pro pálení přebytků.
Možná to má lépe řešeno Victron. Používá nějakou komunikaci mezi ostrovním a síťovým měničem. Myslím že mikrosíť je vhodná tam, kde je nějaký větší stálý odběr. Třeba nějaký větší areál nebo nějaká osada.
Pro elektrárnu v domě je rozhodně lepší použít nízko nebo vysoko napěťové regulátory.

[milhaus]

Možná to má lépe řešeno Victron. Používá nějakou komunikaci mezi ostrovním a síťovým měničem. Myslím že mikrosíť je vhodná tam, kde je nějaký větší stálý odběr. Třeba nějaký větší areál nebo nějaká osada.
Pro elektrárnu v domě je rozhodně lepší použít nízko nebo vysoko napěťové regulátory.

-u Victronu , se dle informací co jsem dostal ,počítá s PLC. Komunikovat spolu umí Victron a Fronius.
-naprosto souhlas , že vazba AC měničů je vhodná hlavně do instalací s velkou , stálou , vlastní sptřebou.

[marko250]

Dejte ty dva XTM paraelně s uspáváním druhého a pusťte je do tří drátů v domě s přepínáním na DS,minimálně zdvojnásobte(20kWh ideál) kapacitu LIFE,solaxy vynechat,doplnit regulátory dle rozmístění těch polí.Samozřejmě točivé 3f motory musí být mimo na DS.Vše přesuňte do toho zahradního domku a zajistěte teplotní managment pro baterku(box,výhřev).Panely bych taky zdvojnásobil,pak dosáhnete vysoké soběstačnosti kolem 90% a rychlejší návratnosti s mimořádně účinným FVE systémem.

+přez 90% účinnost měničů v širokém rozsahu výkonu
+nízká volnoběžná spotřeba měničů ON 14W+ Stadby 3W
+8kW výkonu v jednu chvíli 30 minut ,špička 20kW pár sekund,7kW stále
+15kWh life umí dávat plný proud 150A na ty měniče bez znatelné degradace a prodlouží využití slunce
+10kWp panelů považuji za minimum na spotřebu domu 5MWh/rok pro dvě domácnosti(mám to doma),rozdíl 5kWp s 20kWh life a 10kWp s 40kWh life dělá :1.5MWh a 0.3MWh za rok z DS (z nutných 5MWh)+ hromada přebytků ve vodě,klimách,jezírku aku nářadí,ebikech.Hodně se zvedl komfort v žití.Větší plocha panelů dává více energie ve zhoršených dnech.
+systém bez legislativy, bez přetoků,svépomocí výrazně nižší finanční investice,svoboda cokoli měnit a rozšiřovat

-cena za více life
-cena za více panelů+ regly+větší plocha,ale dá se řešit výkonnějšími panely

[kamils]

Děkuji za reakce, realizace se posunula o kousek dále.
Panely mám na skoro na střeše, jeden Solax doma a testovací zapojeni na stole. Prokousávám se funkcemi Studeru abych mohl laborovat s nastavením a ověřovat chování systému. Rád bych už realizoval alespoň částečně odzkoušené řešení.
Propozice aktuálního stavu:

mapa.jpg (75.58 KiB) Zobrazeno 1049 x

Dostupná plocha na zahr. domku je cca 30m2, více jak 15 panelů tam nedám.

Dejte ty dva XTM paraelně s uspáváním druhého a pusťte je do tří drátů v domě s přepínáním na DS,minimálně zdvojnásobte(20kWh ideál) kapacitu LIFE,solaxy vynechat,doplnit regulátory dle rozmístění těch polí.Samozřejmě točivé 3f motory musí být mimo na DS.Vše přesuňte do toho zahradního domku a zajistěte teplotní managment pro baterku(box,výhřev).Panely bych taky zdvojnásobil,pak dosáhnete vysoké soběstačnosti kolem 90% a rychlejší návratnosti s mimořádně účinným FVE systémem.

Paralelní spolupráci XTM stojí za zvážení, vyzkouším.
Navýšení kapacity baterií zvážím podle zkušenosti z budoucího provozu.
Předpokládám, že XTM musí být na mezi DS a vlastní spotřebou, tudíž v domě.

- systém mění frekvenci - nelze tedy docucávat z ČEZu

souhlasím, ale předpokládám, že pokud přetížím XTM, sjede s frekvenci na úroveň DS a přifázuje, musím ověřit.

- pokud se v noci vybije baterka tak se to ráno bez pomoci nerozběhne. Síťové měniče nenaběhnou protože jim ostrovní měnič nepošle 230V.

ano, ale v případě, že DS není k dispozici a transfer relé není ovládáno podle SOC.

- ta regulace mi rozhodně nefungoval od 0 až 100%. Problém byl při nabité baterce a malém odběru. Síťové měniče to házelo do poruchy a celé to cyklovalo. SMA dokonce vyráběl nějaké zařízení s odpory pro pálení přebytků.

Tohle mi také není jasné, jaké bude chování systému při minimální spotřebě a nabité baterií, mám možnost ještě drobné přebytky pálit v ohřevu TUV, to je také cílem ověřování na stole.

Bude to boj nebude to jednoduché.

je to výzva, souhlasím

Hlavní věc je velikost té baterie . Chápu , že je to s cenou baterií těžké, ale líbit se to té baterii moc nebude. Alespoň ne dlouhodobě.
Trochu nápověda (brát jen info o velikosti baterie) :
https://www.prosolar.cz/novinky-blog/5- ... elektrarny

Ohledně kapacity baterie jsem dělal simulaci v sw PV*SOL (https://valentin-software.com/en/products/pvsol/) a tam vycházelo, že zvětšení kapacity nad 6.4 kWh o dalších 3.2 kWh nepřineslo už žádný velký posun v soběstačnosti. Ale je to jen simulace, reálný provoz to rozsoudí.

Není lepší místo těch Solaxů pořídit VS120 nebo VS70? a táhnout to vyšší napětí tou delší trasou.
Stejně pokud nebude využita enrgie z těch Solaxů, zůstane stejně na střeše v panelech , jako při požití klasika regulátorů.

Rozhodně je to funkční a ověřené řešení, pokud se nepovede upokojivě zprovoznit solax, budu kopat kabel bez pochybnosti, že to nešlo jinak.

Tohle mě fascinuje, že kvůli tomu, že není někdo schopen přemýšlet nad zapínáním spotřebičů zaráz, se dimenzují měniče na takové výkony, které jsou potřeba jen na pár okamžiků ...
Máti dole na baráku se to naučila po druhém shození jističe, že si nemůže pustit to a to dohromady.

V rámci jedné domácnosti, to asi lze dovést k úspěchu, ale v nezávislých domácnostech s rozdílným chováním osazenstva ...

Nevím proč se nikdo zatím nevyjádřil, ale myšlenka to není podle mně špatná. Jen ten 2f systém v dome bych asi nedělal.
Měl jsem 1 ks XTM 4000-48 v létě v provozu a několikrát došlo k jeho přetížení. 2 ks XTM paralelně na 1f je úplně něco jiného a zatím se přetížit nepodařilo. Vem si souběh jen 3 spotřebičů na 1f a je problém. Třeba trouba, myčka a sušička, které žena zapne v 10 min intervalu. Když bude svítit tak Solax sice vypomůže, ale přijde mrak a pak už to XTM z baterie nedá.

Myšlenka s 2f systémem vzešla právě kvůli rozložení spotřeby mezi 2 XTM. Co jsem si neuvědomil, ale díky fóru pochopil, je možnost spojení více fázi do jedné v ostrovním režimu. To je další otázka do řady.

Díky za podněty.

[marko250]

A proč to tedy nedáte vše na ten JV/JZ na domě? Co měnič to zbytečné ztráty energie a ongrid nic nepřinese jen legislativní proces.Ten zahradní domek nemá stíny?Vy dokážete spotřebovávat z těch ongridů všechnu energii v daném čase,když bude svítit? Myslel jsem,že nemáte možnost osazení panelů na dům a proto ten zahradní domek,ale teď to řešení s dvěma ongridy už vůbec nechápu.Díky ongridům a malé baterce příjdete o spoustu energie co budou panely dávat.Za ty dva ongridy jste mohl dokoupit 10kWh life,které by přinesly komfort oproti nim.

[kamils]

Umístnění na domě komplikují jednak střešní okna (150 x 100), na JZ panely solárního ohřevu, na JV stínící stromy. A mnohem komplikovanější montáž oproti zahradnímu domku s pultovou střechou 5x6 m, kterou navíc nic nestíní.

Vy dokážete spotřebovávat z těch ongridů všechnu energii v daném čase,když bude svítit? Díky ongridům a malé baterce příjdete o spoustu energie co budou panely dávat.

Jednu domácnost obývají důchodci, kde se toho většina děje přes den, ale rozhodně nespotřebují všechno. Zbytek se uloží do baterky. Ongrid je připojen na AC out XTM a s DS nemá nic společného - pokud je transfer relé rozpojeno. Není to typicky AC coupling a nestrašte mě s legislativou .

Mini grid.jpg (18.62 KiB) Zobrazeno 961 x

Čím více kapacity baterie, tím větší využití získané energie, o tom žádná, ale někde je hranice ekonomiky.

[marko250]

Jo takto zapojené jsem to nečekal,neprohlížel jsem si ta pdf.Čekal jsem to na straně AC -in spojené a synchronizované s DS a přetoky legálně povolenými. Tak pokud vím tak ongrid tlačí při slunci plným výkonem a při 5.7kWp bude baterka do dvou hodin plná z prázdného stavu,což v létě tedy moc prázdná nebývá,tedy pokud přez noc nespotřebujete těch 7.4kWh,ale co pak? XTM ten solax bude jen vypínat přez ten aux,nebo mu rozhodí frekvenci a on zareaguje vypnutím?Jak se tedy dosáhne využití těch solaxů v plném výkonu?

[kamils]

Právě řízením frekvence mikro sítě lze plynule řídit dodávaný výkon Solaxem, to jsem včera letmo odzkoušel a vypadá, že to funguje. Tohle musím pořádně otestovat, hlavně stabilitu a odolnost na skokovou změnu zátěže.
XTM řídí frekvenci mikro sítě podle stavu nabití baterie. Předpokládám, že pokud se připojí zátěž v době když solax bude nucen dodávat snížený výkon, XTM upraví frekvenci tak, že spotřebu dorovná solax.

[marko250]

Na toto jsem zvědav,pokud je managment solaxu robustní ,tak to možná ustojí,ale nevěřím tomu.Dejte pak vědět.

[kamils]

Určitě poreferuju, jak jsem dopadl.

[tomas]

Nejsem si jistý jestli to se Solaxem půjde. Fronius má podporu mikrosítě. Je nutné změnit gradient funkce P(f) u Froniusu se to jmenuje GFDPR, více jsem zveřejnil v tabulce zde:
https://forum.mypower.cz/viewtopic.php? ... 20#p100436
Legislativa v ČR umožňuje rozsah statiky 4 % a 10 %, ale většina střídačů má nastavenou statiku na 5 % a nelze to změnit a tomu odpovídá těch 40%/Hz. Pro mikrosíť která má regulovat výkon v rozsahu 51-52Hz (od 50,2-51Hz je pro regulaci přebytků) musíte mít jiný gradient/statiku než ten výchozí. U Froniusu to jde nastavit, ale u Solaxu nevím. Jinak bude nutné upravit rozsah frekvencí. Jinak ta regulace nebude plynulá a bude to shazovat frekvenční ochrana a bude to cyklovat.
Prostě když začnete snižovat výkon při 51Hz s gradientem 40%/Hz tak při 52Hz nekončíte na 0 výkonu a shodí to frekvenční ochrana. Musíte nastavit větší gradient nebo větší frekvenční rozsah mikrosítě.

Pokud to má být legálně spojeno s distribuční sítí tak musíte mít frekvenční ochrany takové, aby vyhovovalo distribuční síti a s těmi pohnout nejde. Můžete měnit pouze statiku a proto je v PPDS ten rozsah 4 % a 10 %, ale nevím jestli to jde u Solaxu měnit.
Pokud to nebude spojeno s distribuční sítí, tak si to můžete navrhnout s vlastní statikou nebo tu co je jako výchozí 5 % pokud nejde změnit a potom upravit frekvenční rozsah a ochrany.

Jinak v tom vzoru mikrosítě je 6 kusů SMA 8kW a FVE dosahuje výkonu i přes 30kW, ale jeden SMA se pokazil i tak to přes léto fungovalo jen na 3 kusy SMA (24kW) a byly schopny těch 30 kW uregulovat, ten výkon přes akumulátor vůbec neteče, zvláště když už je nabitý a přesto mikrosít přenáší třeba 30kW z FVE do spotřebičů a přes aku teče třeba jen 1 kW. Prostě aku. určuje frekvenci při nabíjení i při vybíjení a i při svém 0 výkonu.

[pete]

Podle manuálu má Solax v nastavení sítě i možnost nastavit "Frequency droop rate", takže by to mělo jít. Dej vedět jak to chodí, zajímá mě to, taky zvažuju podobnej setup.

[kamils]

Podle prvotních testů funguje regulace výkonu Solaxu podle frekvence sítě.
Máte pravdu, že ne všechno jde nastavit v požadovaném rozsahu. V naší normě nejde nastavit frekvence počátku regulace 50,2 (50,2 - 50,5), ale statiku lze měnit od 2% -12% a ostatní frekvence minimálně v rozsahu 50 - 54Hz. Musel jsem změnit normu na C15-712, kde lze již měnit vše podle potřeby.
Vyšel jsem z defaultních hodnot XTM: 51 - 51,7 Hz regulace přebytků a 51,7 - 52,7 regulace výkonu Solaxu se statikou 2%. Frek. ochrany jsem posunul na 53Hz ať se nepletou do regulace.
Prozatím jsem stihl jeden test, kdy nabitá baterie snížila výkon Solaxu z cca 580 - 600W na 20W a poté úplně na 0. Šlo to docela rychle, ale neměl jsem zapnuté logováni, tak to nemůžu ani zpětně vyhodnotit. Teď jsem snad připraven lépe, už jen slunce.

[kamils]

Po několika testech jsem došel k následujícímu:
Měnič Solax X1-3.0-T-D
Klíčové je nastavení regulace výkonu podle frekvence a toto v různých normách funguje/nefunguje, i když jdou nastavit parametry. Nakonec jsem zůstal u původní "3.0-5.0kW- Czech Republic-declaration for PPDS 2018", ale nastavil jsem statiku na 3% a prahovou frekvenci na 50.5Hz (50.5 - 100% ... 52 - 0%). XTM generuje v rozsahu 50.1Hz - 52.3Hz, 50.1 - 50.5 vytěžování přebytků, 50.5 - 52 regulace výkonu, 52 - 52.3 bezpečné snížení výkonu na 0 (vlivem nepřesnosti měření frekvence Solaxem, osciloval dodávaný výkon okolo 40 -70W při f 52Hz). Viděl jsem ale, že i při 52.3Hz někdy krátkodobě sem tam pustí cca 50W na výstup, hlavně při velkém osvitu.
V situaci kdy je zabrzděn Solax a vyskočí spotřeba, je primárně pokryta z baterie a postupně XTM snižuje frekvenci dokud se nevyrovná dodávka se spotřebou. Při vypnutí spotřeby je přebytek výroby ukládán do baterie dokud Solax nesníží výkon. Rychlost reakce odhadují něco okolo 2 sec.

Žádné problémy se stabilitou při skokové změně zátěže (2kW) se neprojevily, po odeznění zátěže vystoupá nab. proud na max(asi na 2s), pak XTM stáhne výkon na 0 (f 52.3Hz) a postupně přidává až najede na nabíjecí proud. Odpozoroval jsem, že závisí na stavu SOC: min SOC - 90%SOC max. nab. I, 90% - 99% 1/3 max. nab. I, 99% - 100% 1/6 max. nab. I.
Navíc měnič má externí kontakt (RS485 konektor: piny 3 GND - 6 E_Stop) pro odpojení od sítě, toho se dá využit pro další přizpůsobení.
Spolu s datovým rozhraním RS485 a jednoduchým protokolem je pro mou potřebu Solax vyhovujícím řešením za dobrou cenu.
Aktuálně řeším stav, jak bezpečně (bez přetoků) provozovat systém při najíždění Solaxu (východ slunce s vybitou baterii), kdy je domovní síť připojená přes transfer relé do DS a měnič dává malý výkon pro autonomní provoz bez DS.