Majitelé malých fotovoltaických elektráren (FVE, do 5kWp výkonu) si tuto elektrárnu pořizují z jednoho důvodu — ušetřit na nákladech za elektriku. Jsa jedním z nich (mám doma na střeše FVE 4.4kWp) jsem se rozhodl, že budu v tomto trochu aktivnější a dle aktuální výroby budu zapínat či vypínat naše domácí elektrospotřebiče (boilery). Za tímto účelem jsem vytvořil sadu skriptů — FVEread. V tomto krátkém seriálu popíšu, co všechno skripty umí a jak to dělají.
Jak funguje FVE
Nebojte, nemíním zde popisovat fyzikální pozadí foto-voltaického jevu, jen krátce shrnu zapojení a terminologii, abychom se v následující části neztráceli.

První v řetězci jsou fotovoltaické panely. Tyto jsou nejviditelnější částí celé FVE – jsou vidět na střechách domů a bohužel i na polích. Tyto panely se zapojují do série, přičemž po osvícení generují stejnosměrné napětí (a následně i proud). Dráty z panelů se poté svedou do jediného místa – střídače, což je zařízení, které ze stejnosměrného proudu dělá proud střídavý, 220V, tedy to, co je v běžné síti. Také hlídá, aby „tzv. seděla fáze“ a mnohé další. Ze střídače se, nyní již střídavý, proud svede do pojistkové skříně tak, že vyrobená energie je k dispozici pro spotřebu v domácnosti a nebo se „posílá“ do rozvodné sítě.
Vzhledem k tomu, že jsem si FVE pořizoval s úmyslem maximálně ušetřit, chci maximum z vyrobené energie rovnou spotřebovat doma — v místě výroby. Většina domácích FVE se „smíří“ s tím, že mají např. mrazák či boiler naprogramovaný na hodiny, kdy obvykle svítí sluníčko, jinak se nespíná (ala časově spínané zásuvku). Ovšem v takovém případě nahříváte vodu v poledne i v případě, že venku prší, či je mlha a vaše FVE neprodukuje nic (případně jen desítky wattů, což je tak akorát na provoz počítače, který bude spotřebu a vše okolo hlídat), což není nejekonomičtější.
A nebo budeme aktivnější: budeme aktivně hlídat výrobu a na základě rozvahy a energetického plánu si budeme vybírat, které zařízení zapneme. A o tom bude pojednávat tento krátký seriál.
Co všechno musí skript hlídat
Tedy cíl je dán: hlídat mnozství vyrobené energie a na jeho základě aktivně řídit spotřebu. Co k tomu budeme potřebovat:
- Střídač, který je možné připojit do interní sítě (většina střídačů již toto umí)
- Linuxový počítač pro tento úkol – já sám mám jeden vyhrazený virtuální stroj, který vše hlídá, komunikuje se střídačem a ovládá elektrospotřebiče. Vše je možné stejně tak dobře provozovat na mikropočítači typu Rapsberry Pi nebo i na vašem stolním počítači. Jediné, co je nutné, je aby se přes den tento počítač nevypínal – nebo spíše aby byl neustále zaplý
- V případě, že chcete i veřejně dostupnou HTML stránku, poté i vlastní server, na který budete data nahrávat
Nyní již k vlastnímu skriptu a tomu, co musí umět (uvažujeme, že chceme vygenerovat i HTML stránku).
- V prvním neoddiskutovatelném případě je to hlídání výroby. To znamená:
- Připojit se ke střídači
- Stáhnout si potřebná data
- Zpracovat data do proměnných tak, aby tomu systém rozuměl
- Dle výroby se rozhodnout, které spotřebiče mají být zaplé a které nikoli
- Porovnat posledních x minut výroby a určit, jak moc kolísavý je výkon, aby se co minutu neměnil stav v případě, že výroba je na spínané hraně
- Přihlédnout k současnému stavu zařízení
- Zapnout či naopak vypnout spotřebič
- Případně aktualizovat stránku se stavem zařízení
- Aktualizovat stránku na internetu
- Vygenerovat stránku s aktuální výrobou
- Aktualizovat stránku na internetu
Jak vidíte, je toho poměrně dost, co musí náš skript umět. Dá se rozdělit na celkem tři logické celky a několik podfunkcí.
První, hlavní, se jmenuje FVEread
— vyčítá informace ze střídače a pouští další skripty. FVEoptRun
se stará o optimalizaci spotřeby – rozhoduje se, které zařízení má být zaplé, které vyplé a podobně. FVEgenGraphs
nedělá nic jiného, než že generuje grafy. A konečně FVEgenPage
generuje a aktualizuje HTML stránky (o jejichž nahrávání na server se stará FVEread
z čistě praktických duvodu).
V tomto krátkém seriálu projdu všechny skripty a části tohoto systému, přičemž vysvětlím, proč je to psáno tak, jak to je napsáno. Podotýkám, že skript je zatím ve vývoji, především co se týče logiky části FVEoptRun
, která je prozatím velmi hloupá, ale než se k tomu v seriálu dostaneme, zajisté již bude přepsaná a chytřejší.
Příště se již položíme do první části skriptu: FVEread
.
Možná hloupá otázka, ale může si to člověk namontovat a zapojit sám, nebo je třeba odborník? Předpokládám, že dneska je to dělaný pro „blbý“.
No… ja sice elektrice celkem rozumim, ale tohle jsem si nechal nainstalovat elektrikarem. O instalaci na strechu nemluve…