Připravuje se nová generace programu Max Communicator s naprosto novým vzhledem, ovládáním a možnostmi! Nová generace programu bude lépe využitelná pro vzdálenou správu více uživateli díky ukládání dat v databázi SQL a odděleného jádra serveru Maxcomm.
Předpokládaný termín uvedení první zkušební verze je jaro 2012.

Jak lépe využít přebytky elektrické energie z fotovoltaických elektráren (FVE)?

Podmínky výkupu

Dle zákona o obnovitelných zdrojích (OZE) má provozovatel distribuční sítě povinnost vykoupit veškerou vyprodukovanou energii z těchto zdrojů. Energetický regulační úřad (ERU) vydává každoročně cenová rozhodnutí, ve kterých upravuje výkupní cenu elektrické energie z obnovitelných zdrojů. Pro rok 2010 platí cenové rozhodnutí č. 5/2009, které stanovuje dvě možnosti výkupu energie z FVE:

1. Přímý prodej do sítě - veškerá vyprodukovaná elektrická energie je dodávána do rozvodné sítě – výkupní cena činí 12,25 Kč/kWh u elektráren do 30 kWp a 12,15 Kč/kWh u elektráren nad 30 kWp. Elektrickou energii pro vlastní spotřebu (pračka, svícení apod.) uživatel nakupuje zpět od energetické společnosti v rámci zvoleného tarifu (např. noční proud).
2. Zelený bonus - energii vyprodukovanou FV elektrárnou uživatel spotřebovává pro vlastní použití, v tomto případě platí tzv. Zelený bonus – výkupní cena činí 11,28 Kč/kWh u elektráren do 30 kWp a 11,18 Kč/kWh u elektráren nad 30 kWp. Případné přebytky elektrické energie jsou automaticky dodávány do rozvodné sítě za cenu rozdílu výkupní ceny a Zeleného bonusu, tj. v tomto případě 0,97 Kč/kWh. Zelený bonus je tedy jakousi odměnou pro uživatele, že nespotřebovává elektrickou energii dodávanou energetickou společností, ale spotřebovává energii vlastní.

Má-li majitel FVE s distributorem sjednánu smlouvu na Zelený bonus, nabízí se tu určitý prostor pro regulaci tzn. - efektivnější (=ekonomičtější) využití vyrobené energie. Jinak řečeno, vyrobenou energii je výhodnější spotřebovat celou a nejsnázeji se akumuluje ve formě tepla.

V tomto dokumentu jsou popsána dvě technická řešení této problematiky:

1. Elektroměr EME 303
2. Regulátor ATS-micro

1. Elektroměr EME 303

Jedním takovým zařízením pro regulaci průchozího výkonu může být elektroměr EME 303, který je vybaven celkem 8 výstupy z toho 4 pro regulaci. Principiální schéma zapojení je na obrázku:

Elektroměr EME 303 je zapojen v hlavním přívodu do objektu pomocí vhodných převodníků proudu X/5A za hlavní fakturační elektroměr. Podle situace může být zapojen 3-fázově nebo jednofázově. Elektroměr EME 303 je vybaven 4 výstupy pro tzv. regulační stupně. Regulačním stupněm se zde rozumí nějaký spotřebič s definovaným příkonem, který lze dálkově zapínat a vypínat. Pro akumulaci energie jsou nejvhodnější různé topné systémy, systémy pro ohřev TUV, apod. Podle aktuálního stavu spotřeby a dodávky energie z FVE, systém nastaví takovou kombinaci stavu (ZAP/VYP) regulačních stupňů, aby se dosáhlo maximálního využití případných přebytků energie. Toho lze docílit vhodným výběrem výkonů regulačních stupňů a správným nastavením parametrů regulace.

1.1 Obecný popis funkce regulace výkonu elektroměrem EME 303

Elektroměr EME 303 je kromě jiného vybaven i jednoduchým kompenzačním 4-stupňovým regulátorem průchozího výkonu. Klíčovým parametrem regulace je tzv. referenční hodnota výkonu. Regulátor se s pomocí regulačních stupňů snaží aktuální výkon procházející elektroměrem maximálně přiblížit této referenční hodnotě. Každý regulační stupeň je nutno definovat určitou hodnotou výkonu. Obecně vzato, referenční hodnota výkonu i regulační stupně mohou mít kladné (odběr) i záporné znaménko (dodávka). Regulační stupně mohou být tedy pasivní (spotřebovávají energii) nebo aktivní (dodávají energii).

Změny stavu regulačních stupňů se provádí pouze v intervalech daných regulačním krokem. Vhodným nastavením délky regulačního kroku se optimalizuje dynamické chování celé regulační soustavy.

Pokud je aktuální průchozí výkon odlišný od referenční (požadované) hodnoty výkonu, pak se tuto odchylku regulátor snaží kompenzovat vhodnou změnou stavu regulačních stupňů. V dalším regulačním kroku je v ideálním případě průchozí výkon již roven výkonu referenčnímu a stav regulačních stupňů zůstává nezměněn. Pokud by tak tomu nebylo a mezi aktuálním výkonem a referenčním výkonem je nějaká odchylka, snaží se ji znovu kompenzovat připojením nebo odpojením některých regulačních stupňů. Ke změně stavu regulačních stupňů však dojde pouze tehdy, jestliže nová konfigurace bude výhodnější, tzn. odchylka menší.

1.2 Nastavení regulátoru výkonu pro potřeby FVE

Chceme-li maximálně využít přebytků vyrobené energie z FVE, je nejdříve zapotřebí připravit si vhodné regulační stupně – tedy, aby celkový příkon těchto stupňů odpovídal předpokládanému přebytku výkonu, ale také aby poměr příkonů těchto stupňů umožňoval co nejjemnější a vyrovnanou škálu kombinací.

Např. ze stupňů (1, 2, 5, 10) lze vytvořit tuto řadu kombinací: (0, 1, 2, 3, 5, 6, 7, 8, 10, 11, 12, 13, 15, 16, 17, 18).

Ze stupňů (5, 5, 5, 5) je řada podstatně chudší: (0, 5, 10, 15, 20).

Z toho je zřejmé, že i využití přebytků výkonů bude hrubější a tím pádem méně účinné!

Dalším klíčovým parametrem je referenční hodnota výkonu. K této hodnotě výkonu se regulátor snaží změnou stavu regulačních stupňů přiblížit. V tomto konkrétním případě nám jde o maximální využití přebytků energie dodávané do distribuční sítě a naopak minimalizovat odběr. Z toho vyplívá, že referenční výkon je vhodné nastavit na hodnotu mírně menší než nula. Doporučuje se nastavit ji přibližně na polovinu výkonu nejmenšího regulačního stupně (se znaménkem „-„). Např. pro první uvedenou konfiguraci regulačních stupňů bude optimální hodnota referenčního výkonu: -0,5 kW.

Nakonec zbývá zvolit optimální délku regulačního kroku. Krátký interval mezi regulačními zásahy zrychlí reakci celého systému na změny v dodávce či odběru energie, ale na druhou stranu se tím zkracuje životnost spínacích prvků – stykačů. Minimální možný interval je však dán dobou odezvy měřícího a regulačního systému. Zde můžeme uvažovat s minimálním regulačním krokem 5 sekund. Optimální délka regulačního kroku je však v řádu desítek sekund – např. 30 s.

1.3 Doporučené zapojení EME 303 a modulu relé MRU-4

1.4 Příklad průběhu regulace výkonu FVE

Pro ilustraci funkce regulace dodávky energie je zde použita pro jednoduchost následující konfigurace:

Regulační stupně RS1 až RS4: 1, 2, 5, 10 kW

Referenční (požadovaný) výkon: 0 kW

V následující tabulce je nasimulován hypotetický klidový odběr objektu a dodávka FVE. Ostatní hodnoty jsou odvozeny a to ve výsledku bez regulace i s regulací.

1.4.1 Příklad průběhu regulace

1.4.2 Průběh regulace graficky

2. Regulátor ATS-micro

Regulátor ATS-micro je primárně určen pro intervalovou regulaci spotřeby energie – tzv. regulátor 1/4h. Mimo 15 minutový interval může regulovat i v intervalu jedné hodiny nebo 24 hodin (plyn). Pro účel regulace FVE je však vhodnější systém regulace dle okamžitého výkonu. Tento systém regulace byl do zařízení ATS-micro dopracován a je dostupný od verze 2 FW 18/5/2010. Aktualizaci lze stáhnout zde...

Regulátor ATS-micro měří spotřebu resp. dodávku pomocí tzv. impulsních vstupů. Tyto se připojí na impulsní výstup digitálního elektroměru. Každému impulsu odpovídá určité definované množství energie. Podle frekvence impulsů lze poměrně dobře odhadnout aktuální spotřebovávaný / dodávaný výkon. Z tohoto principu je však zřejmé, že tento způsob měření není příliš vhodný pro kompenzační regulátor výkonu, jaký je použit u elektroměru EME 303. A to z toho důvodu, že se snižujícím se výkonem klesá i frekvence impulsů a tudíž přesnost měření a schopnost reakce na změnu.
V limitním případě, kdy se odběr vyrovná dodávce, neprochází hlavním elektroměrem žádný výkon a tudíž neodesílá žádné impulsy. Bylo by nutné použít další srovnávací elektroměr, který by měřil jen celkový odběr objektu, což může být problematické.

Vyhovující výsledky však poskytne i systém regulace, který se bude skládat z jednoho regulátoru a bonusového elektroměru, který měří celkovou výrobu energie – viz principiální schéma:

Regulátor ATS-micro je zde nastaven jako hladinový regulátor výkonu. Každému regulačnímu výstupu je přiřazena určitá hladina výkonu (dodávky). Jak se zvyšuje výroba energie, tak se postupně připínají regulační stupně 1 až 4 a opačně – při poklesu výkonu se stupně odpínají v pořadí 4 až 1.

Podrobné nastavení viz manuál...