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).

1. 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
2. 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
3. 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.