GreenBonO – Green Bonus Optimizer

Jak funguje GreenBonO? 

Základem pro zautomatizování FVE je vyhodnocení aktuální výroby a spotřeby elektrické energie, které je prováděno pomocí měřících transformátorů připojených do vstupů automatu. Tím docílíme vyhodnocení spotřeby elektrických spotřebičů, které jsou zapnuty ručně a nejsou ovládané automatem. Na základě těchto informací automat připojuje další spotřebiče dle priority uživatele, aby se minimalizoval případný přetok energie do sítě. Tímto systémem lze maximálně využít vlastní vyrobenou elektřinu z FVE a ušetřit tak za nákup drahé elektrické energie od stávajícího obchodníka s elektřinou (která bude jistě meziročně narůstat o jednotky procent).

• Automatem lze regulovat spotřebu plynule pomocí SSR relé (Solid State Relay) nebo skokově připojovat zátěže dle nastavených priorit.
• Jako dobrý způsob využití přebytků elektrické energie je vytápění a ohřev teplé užitkové vody.
• V letních měsících je možné využít energii k vyhřívání bazénu nebo klimatizace.
• Vlastníkům FVE se vyplatí například přejít z ohřevu vody plynem na ohřev elektřinou. Tím ušetří za plyn a vlastními přebytky ohřívají vodu zadarmo.

Na grafu je vidět, jak lze při správném dimenzování a nastavení GreenBonO automatu využít veškerou energii z FVE

Popis funkce regulátoru

Pulsní regulace v rozsahu 0…100% jmenovitého příkonu spotřebičů

Aby bylo možno kdykoli spotřebovávat veškeré přebytky z FVE, je nutno plynule přizpůsobovat okamžitý příkon určených spotřebičů velikosti přebytků. Plynulou regulaci zajišťuje regulátor GreenBonO řízením výkonové tyristorové součástky – polovodičového relé SSR (Solid State Relay).

Výstupní signál PI regulátoru řídí hustotu spínání jednotlivých celých sinusových period pomocí polovodičového relé SSR a umí touto formou zajistit řízení příkonu spotřebičů napojených na výstup SSR v plném rozsahu jejich jmenovitých hodnot (0…100%).

Příklad:
Předpokládejme přebytky z FVE 100W, první spotřebič s jmenovitým příkonem 500 W.
Výstup regulátoru se záhy ustálí ve stavu, kdy SSR spíná každou pátou síťovou periodu a bojler odebírá 20% svého jmenovitého výkonu, tedy 100W.

Druhý řídící signál zajišťuje postupné připojování spotřebičů. Jakmile regulátor dosáhne saturace v jedné z obou mezních hodnot svého výstupu, je jasné, že plynulá regulace se ocitla mimo řiditelný rozsah a automaticky se po stanovené době nepřetržitého trvání tohoto stavu (2s) provede korekce připojeného počtu spotřebičů (buď přidá další spotřebič sepnutím relé, které je právě na řadě, nebo odebere spotřebič vypnutím posledního sepnutého relé). Pokud poté saturace trvá, algoritmus korekce počtu spotřebičů se opakuje (připojí či odpojí další stupeň).
Tento prostý algoritmus je velmi účinný a zajišťuje správnou funkci regulace bez toho, že by přístroj musel znát velikost jednotlivých spotřebičů. Správně reaguje i na všechny změny odběru elektřiny v přípojném místě – ať již jsou to náhodně připojované spotřebiče nebo např. odpojení bojleru termostatem po jeho nahřátí.

Plynule řízené versus neřízené (pouze připojované) spotřebiče

Pulsní regulace je přípustná pouze na elektrotepelných spotřebičích! V žádném případě nezkoušejte na řízenou větev připojit motor (brzy by shořel), ani cívku stykače nebo relé (záhy se umlátí).
Je nutno pamatovat na to, že např. bojler tuto funkci nedokáže vykonávat po celý den z toho důvodu, že může dojít k jeho nahřátí a odpojení termostatem. Takovou situaci je nutno řešit přepojením (komutací) pulsní regulace na jiný spotřebič. 

Jednofázová a třífázová verze

Podle počtu měřených fází podporuje (jeden a týž) přístroj tři verze použití (s různým firmwarem):

Jednofázová verze:
Uvnitř přístroje je vestavěn měřící proudový transformátor s lineárním rozsahem 0–12A. Tento rozsah měření proudu je dostačující pro FVE do výkonu okolo 5 kW (pro větší výkon lze použít externí měřící transformátor s větším proudovým rozsahem). Jednofázová verze vyžaduje, aby byl k dispozici dostatek jednofázových spotřebičů. Měří a řídí se ta fáze, na níž je FVE. Ostatní dvě fáze nejsou měřeny, takže jejich proud není zohledněn při regulaci a je vždy nakupován ze sítě. Proto je v této verzi žádoucí přepojit co nejvíce jednofázových okruhů odběrného místa na tuto (měřenou) fázi, jinak regulace nemá žádaný efekt.

Třífázová verze: (pouze ke starým elektroměrům)
Přístroj také může měřit všechny 3 fáze pomocí tří externích měřících transformátorů připojených k jeho analogovým vstupům. V takovém případě může GreenBonO ovládat jednofázové i třífázové spotřebiče. Tří­fázové měření přitom spolehlivě zajistí zohlednění veškeré spotřeby domácnosti. Výkon FVE v této verzi může být podstatně vyšší (stovky kW), podmínkou je pouze přiměřené dimenzování periférií regulátoru GreenBonO: proudových měřících transformátorů a spínacích přístrojů. 

Tříregulátorová verze:
Tato verze je určena pouze pro 3f. FVE, a to do odběrných míst s elektroměrem, který (podle nové energetické vyhlášky) vyhod­nocuje (a účtuje) tok elektřiny každou fází samostatně. V takovém odběrném místě vzniká nutnost samostatně v každé fázi řídit také spotřebu přebytků. Firmware regulátoru GreenBonO, určený pro tuto verzi, je proto vybaven třemi samostatnými PI regulátory. Každý PI regulátor samostatně řídí odběr ve své fázi (prostřednictvím svého SSR). Také každá z pětice relé má pevně určeno, který PI regulátor jej bude ovládat a musí pak spínat stykač přídavné zátěže napájené z přidělené fáze. Řízení spotřebičů v každé fázi samostatně zde vede k požadavku používat jednofázové spotřebiče, nebo třífázové spotřebiče zapojené do hvězdy, kde uzel hvězdy musí být nulován. Také nutnost spravedlivě rozdělit relé z kaskády všem 3 fázím zde radikálně sníží počet stupňů regulace, jehož důsledkem je vyšší poměr pulsně řízené spotřeby vůči spojité spotřebě a tím také více flikru (blikání žárovek). Proto by se použití této verze mělo omezit jen do míst s malou 3f FVE. V místech, kde výkon 3f. FVE přesahuje 10 kW, je již nutným řešením použití 3 ks regulátoru GreenBonO.