Témata
Reklama

Automatická regulace vlastní spotřeby

Způsob účtování vyrobené energie z obnovitelných zdrojů, např. z fotovoltaické elektrárny (dále FVE) v režimu tzv. zeleného bonusu" podporuje zájem co největší podíl vyrobené energie užitečně spotřebovat přímo na místě výroby."

Jelikož FVE dodává po většinu doby velmi proměnný okamžitý výkon, je žádoucí řízení spotřeby zautomatizovat, aby byla co největší část energie využita a zároveň sníženo množství nakupované energie z veřejné sítě.

Dále popsané řešení je postaveno na základě měření a výpočtu aktuálního přebytku energie a jejího dynamického spotřebovávání. Využívá průmyslově vyráběné komponenty, které jsou spolehlivé, uživatelsky snadno nastavitelné a modifikovatelné podle potřeb jednotlivých konkrétních instalací.

Reklama
Reklama
Reklama
Blokové schéma instalace

Hodnoty okamžité výroby a spotřeby energie

FVE je na výstupu vždy osazena fakturačním elektroměrem, který měří a eviduje vyrobenou energii. Většina modernějších digitálních přístrojů je vybavena pulzním výstupem, který vysílá informaci o měřené energii. Pokud ano, lze jej využít jako součást měřicího systému i pro náš účel. Stejně vybavený elektroměr (se stejným počtem pulzů na kWh) musíme pak doplnit na přívod do domovního rozváděče, kterým budeme měřit velikost proměnné vlastní spotřeby (běžné spotřebiče zapínané nepravidelně).

Výpočet hodnoty momentální nadvýroby

Oba pulzní výstupy z elektroměrů (výroba/spotřeba) přivedeme na vstupy dvojitého čítače impulzů, který zvládá i matematické výpočty (modulární přístroj řady UDM60) a který po nastavení parametrů zobrazí na prvním displeji aktuální výkon FVE přímo v kW a na druhém přebytek energie (rozdíl mezi momentální výrobou a spotřebou). Výstupní reléový modul pak tento přebytek energie porovnává s přednastavenými hodnotami pro sepnutí jednotlivých zátěží (1 až 4 zátěže podle požadavku zákazníka). Pro každou zátěž je možné definovat zvlášť mezní hodnotu pro připojení, hysterezi a zpoždění při sepnutí a odpojení. Nabízí se otázka, proč spínat zátěže skokově a nepoužít lineární řízení zátěže. Oba principy jsou možné a přístroj UDM60 lze dodat i v provedení s analogovým výstupem, ale spojité řízení zátěže přináší některé problémy.

Schéma zapojení „zelený bonus"

Správná volba a připojení zátěže

Pro náš účel využití přebytku energie získané z FVE potřebujeme dostatečně dimenzovanou přídavnou zátěž, která může být nezávisle zapínána a odpojována a která dokáže absorbovat odhadovaný průměrný rozdíl výkonu mezi výrobou a vlastní spotřebou každý den po dobu alespoň 8-10 hodin. Jako nejvhodnější přídavná zátěž se nabízejí zejména akumulační tepelné systémy (např. ohřev TUV, ohřev bazénu, akumulační vytápění, klimatizace apod.), které mají dlouhou setrvačnost. Zátěž musí být připojitelná tak, aby nebyla měřena námi doplněným elektroměrem vlastní spotřeby. V třífázovém domovním rozvodu může být zátěž připojena do libovolné fáze (nemusí být na stejné fázi, do které dodává energii např. jednofázová FVE), protože výstupní elektroměr na předávacím místě eviduje a započítává okamžitou dodávku nebo výrobu za všechny tři fáze společně.

Zobrazení mezních stavů a chybová hlášení

Analogové ukazatele u jednotlivých řádků displeje mohou ukazovat částečně i mimo rozsah, v případě, že právě měřená hodnota nevybočuje z nastaveného rozsahu (Lo.d až Hi.d) o více než 20 %. Displej v tom případě zobrazuje stále měřenou veličinu. Pokud se na displeji zobrazí„Err", překročil měřený signál meze rozsahu (Lo.E až Hi.E) o více než 20 % nebo je překročena maximální vstupní frekvence (50 kHz). Zobrazení „EEE" na displeji signalizuje překročení rozsahu displeje (max. 999999), nebo překročení mezí zobrazení (Lo.d až Hi.d) o více než 20 %. Stejné podmínky zobrazení chybových hlášení se vztahují jak na přímo měřené údaje, tak na výsledky výpočtu matematických funkcí. Vzhledem k tomu, že v této aplikaci pracujeme s pulzními signály elektroměrů, které mají poměrně nízkou frekvenci, může se stát, že zejména při měřených výkonech na začátku nastaveného rozsahu (cca od 0 do 360 W) přístroj bude místo zobrazené hodnoty výkonu signalizovat chybu „Err", jelikož se frekvence pulzů dostane mimo zpracovávaný rozsah. Logika spínání přídavné zátěže ale zůstává zachována a nedojde k žádnému neočekávanému chování výstupů.

Polovodičová relé RJ1A s chladičem

Lineární regulace - výhody a nevýhody

Po vysvětlení principu regulace se spínáním zátěží se jistě vyskytne myšlenka, že použití stupňovitého spínání a odpojování zátěží nevede ke stoprocentnímu využití dostupné energie. Lepší využití by jistě nabídlo lineární řízení výkonu zátěže, které by přesněji kopírovalo hodnotu přebytku energie. I takové řízení zátěže je možné uskutečnit s přístrojem UDM60. Místo reléového výstupu BOR osadíme modul analogových výstupů BOAV, kde je možné využít signál 4-20 mA/0-10 V pro řízení regulátorů např. řady RJ1P nebo RM1E + chladič. Bohužel díky principům měření toků energií na předávacím místě není možné využít celovlnnou regulaci výkonu, kde dochází k sepnutí zátěže vždy „v nule". Jediným použitelným principem je tzv. fázové řízení zátěže, kde dochází k oříznutí části půlvlny sinusovky. Tento princip ale s sebou přináší vznik silného širokopásmového rušení, které je nutné eliminovat vhodně navrženými filtry. Návrh filtrace nelze však provést univerzálně, protože každá instalace se bude chovat jiným způsobem. Úspora v lepším využití energie tedy nebude u menších FVE stačit pokrýt náklady na individuální projekt a realizaci odrušení.

Polovodičová relé s chladičem

Pro spínání zátěže je vhodnější použít polovodičová relé, vzhledem k tomu, že pro častější spínání jsou spolehlivější a uvedený typ je v provedení se spínáním v nule, takže je omezeno na minimum i případně rušení ostatních spotřebičů. Relé je v provedení k montáži na DIN lištu s integrovaným chladičem, takže jeho montáž a zapojení je velmi snadné. Ovládací napětí relé je zvoleno 230 VAC, pro snadné propojení s reléovým kontaktem na výstupu modulů BOR čítače UDM60. Pro případ, kdy bude v rozváděči použito napájení nízkým napětím, je možné nabídnout verzi relé s ovládacím napětím 4-32 VDC.

Dobroslav Slánský

David Honců

d.honcu@enika.cz

Enika

Reklama
Vydání #3
Kód článku: 110340
Datum: 16. 03. 2011
Rubrika: Trendy / E-business
Autor:
Firmy
Související články
Nanovlákenná membrána v oknech ochrání stroje i pracovníky

Zatímco o smogu v ulicích se vedou časté debaty, znečištěný vzduch v interiéru patří k opomíjeným tématům. A to i přesto, že podle Světové zdravotnické organizace stojí život 4,3 milionu lidí ročně a v průmyslových objektech ohrožuje jak zdraví pracovníků, tak samotný provoz. Díky rozvoji moderních technologií nyní interiér účinně ochrání nanovlákenná okenní membrána.

Ohřevné skříně Amarc - skladujte své sudy v teple a bezpečí

Připravili jsme pro Vás přehledný web s ohřevnými prvky společnosti Amarc. www.ohrevneprvky.cz. Naleznete zde kompletní nabídku topných plášťů pro sudy a průmyslové (IBC) kontejnery i podlahové topné desky v klasickém a EX provedení pro výbušné prostředí.

Jak přispívají opakovaně použitelné čisticí utěrky k ochraně životního prostředí

Dne 5. června 1972, v den zahájení první světové konference o ochraně životního prostředí ve Stockholmu, inicioval program ochrany životního prostředí Spojených národů (United Nations Environment Programme, UNEP) oficiální světový den životního prostředí. Od té doby se každo-ročně 5. červen slaví jako mezinárodní den životního prostředí. Opakovaně použitelný systém čisticích utěrek MEWA k tomu každý den v dílnách a výrobních halách přispívá: Čistí stroje a zařízení a podporuje ochranu zdrojů.

Související články
Strojové učení pro senzory

Dnes je možné nalézt mikrokontroléry (jednočipové počítače) v prakticky jakémkoli technickém zařízení počínaje pračkami až k měřičům tlaku a nositelné elektronice. Výzkumní pracovníci Fraunhoferova institutu mikroelektronických obvodů a integrovaných systémů řízení (IMS, ISŘ) vyvinuli AIfES, koncept umělé inteligence (AI) pro mikrokontroléry a senzory, který obsahuje plně nastavitelnou umělou neuronovou síť. AIfES je na platformě nezávislá knihovna pro strojové učení, kterou lze využít k realizaci samostudijní mikroelektroniky, která nevyžaduje spojení s cloudem nebo vysoce výkonným počítačem. Systém umělé inteligence určený pro senzory je schopen rozeznat rukopis a gesto, což umožňuje například zadávání vstupních dat gestem, běží-li knihovna na nositelné elektronice.

Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
Související články
Harmonizace ve svařování

Mezinárodní harmonizace norem a pravidel pro svařování je důležitá z mnoha důvodů. Primárním důvodem je skutečnost, že svařování je považováno za "zvláštní proces" (EN ISO 9001), při kterém nelze zcela zjistit jakost po skončení procesu inspekcí, ale jakost musí být sledována před i v průběhu celého procesu svařování.

Pomocník pro plánování výroby

Většina lidí dnes ví, že žádná firma, která chce být konkurenceschopná, neobejde bez kvalitního ERP. Díky němu lze především řídit procesy, a to doslova všechny. Ne každý si však uvědomuje, jak velké mohou být rozdíly mezi systémy pro jednotlivé oblasti podnikání. Asi nejsofistikovanější ERP najdeme bezesporu ve výrobních firmách.

Střídavě stejnosměrné názory na elektromobilitu, 4. díl: Jaké jsou limity lithiových baterií

Stěžejní součást bateriových elektrických vozidel představuje trakční baterie, soustava navzájem propojených sekundárních (nabíjecích) galvanických článků, které v podobě chemické energie akumulují tu elektrickou, již z baterie získává elektromotor. Protože se jako jedna z nevýhod elektrických vozidel oproti těm konvenčním uvádí poměr uložené energie a hmotnosti akumulátorů, tedy jejich relativně nízká specifická energie, zaměříme se v tomto díle našeho seriálu právě na ni, představíme si některé možnosti jejího navýšení a zmapujeme důsledky, jaké může pro mobilitu mít.

MSV představí svět budoucnosti

Mezinárodní strojírenský veletrh vstupuje do svého již 61. ročníku. Během let se z něj stal nejrenomovanější oborový veletrh. Je tedy jasné, že řídit jej tak, aby renomé neztratil, není nic snadného a vyžaduje to člověka nejen schopného, ale i zkušeného. Současný ředitel, Ing. Michalis Busios, bezesporu splňuje obojí. Dokladem je skutečnost, že pro veletrh úspěšně pracuje již od roku 2008.

Praktický výzkum nám dělá svět lepším

Prof. Ing. Milan Gregor, PhD. se narodil v Prievidzi a dětství prožil v Necpaloch. Zde u příležitosti oslav 600. výročí první písemné zmínky byl v roce 2015 oceněn Cenou primátorky Prievidzy za mimořádné zásluhy v rozvoji hospodářství, vědy a techniky a šíření dobrého jména Slovenské republiky v zahraničí.

Opřít se o silného partnera

V dnešní době hospodářského růstu mnoho firem přemýšlí o rozšíření výroby. To se však neobejde bez úvah o tom, kde získat prostředky na nové stroje a zařízení. Řešení má jméno SGEF.

Chytré stroje přivádějí továrny k životu

Bezpečné balicí stroje připojené k Ethernetu zvyšují produktivitu, zlepšují flexibilitu, snižují komplexnost konstrukce a řeší problémy pracovníků v provozu.

Integrovaný obvod o tloušťce jedné molekuly

Lidstvo již zvládlo přeměňovat světlo na elektřinu a vytvořit akumulátory, v nichž nedochází k chemickým reakcím. Problémem však je, že tyto přístroje mají velmi nízkou účinnost. Nejlepších parametrů by se dosáhlo při použití polovodičů o tloušťce jediné molekuly. A ty se nyní naučili vyrábět vědci z ruského institutu MISiS, který je partnerem ruské korporace pro atomovou energii Rosatom.

Novinky ze světa 3D tisku

V uplynulém měsíci se v české kotlině seběhlo několik akcí, jejichž společným jmenovatelem byl průmyslový 3D tisk. Představeny byly nové produkční 3D tiskárny, profesionální tiskové materiály a zapomenout nesmíme ani na největší z těchto akcí, výstavu a konferenci 3dexpo.

Diskutovaný Průmysl 4.0

Fenomén Průmysl 4.0, nastínění možných směrů vývoje a příprava společnosti na změny způsobené novými technologiemi – to jsou diskutovaná témata konferencí a seminářů současnosti. Podpora výzkumu a vývoje se musí soustřeďovat na technologicky významné oblasti vycházející z potřeb české průmyslové praxe. Odborníci zdůrazňují potřebu vzdělávání a zvyšování kvalifikace zaměstnanců.

Reklama
Předplatné MM

Dostáváte vydání MM Průmyslového spektra občasně zdarma na základě vaší registrace? Nejste ještě členem naší velké strojařské rodiny? Změňte to a staňte se naším stálým čtenářem. 

Proč jsme nejlepší?

  • Autoři článků jsou špičkoví praktici a akademici 
  • Vysoký podíl redakčního obsahu
  • Úzká provázanost printového a on-line obsahu ve špičkové platformě

a mnoho dalších benefitů.

... již 25 let zkušeností s odbornou novinařinou

      Předplatit