YORIX s.r.o.
DHTML Menu / JavaScript Menu - Created Using NavStudio (OpenCube Inc.) ****JavaScript based drop down DHTML menu generated by NavStudio. (OpenCube Inc. - http://www.opencube.com)****

skladem > 20ks

Účel použití regulátoru

Regulátor "GBO-Aku" je určen k dosažení maximálního možného využití vlastní vyrobené elektřiny v místech s libovolnou lokální elektrárnou, jejíž výroba je přednostně určena k místní spotřebě. Uplatní se nejen jako wattrouter u elektráren připojených k síti, ale také jako vytěžovač u elektráren hybridních, ostrovních a mikrosítí.

Rozdíl mezi oběma pracovními módy je stručně vysvětlen v následující tabulce:

	Mód "wattrouter"	Režim "vytěžovač"
Kde se používá:	V místech, kde jsou přetoky do sítě. (FVE připojená k síti, trvale pracující v MPPT režimu)	V místech, kde přetoky neexistují (ostrovní režim s hybridní, nebo ostrovní elektrárnou, nebo on-grid režim se zákazem dodávky do sítě, kde zákaz zajišťuje měnič).
Jak se tam chová měnič:	Vytěží z fotovoltaických panelů maximum možného.	Bere z panelů jen tolik, aby pokryl okamžitou spotřebu objektu.
Co je úkolem regulátoru:	Zachytit a využít elektřinu, která by jinak utekla do sítě.	Donutit měnič, aby z panelů těžil maximum.

Pestrá škála vyhotovených firmwarů zajišťuje tomuto výrobku univerzální použitelnost od nejtriviálnější jednofázové aplikace s jedním bojlerem až po rozsáhlé třífázové regulace. Datové rozhraní RS485 lze využít k propojení několika regulátorů dvouvodičovou sběrnicí, což umožňuje zřízení rozsáhlé decentralizované regulace v areálech s několika objekty. A právě ve schopnosti regulovat velké střešní fotovoltaické elektrárny (FVE) s velkým počtem spotřebičů přebytků těžko najde rovnocennou konkurenci.

"GBO-Aku" plně nahrazuje svého předka "GreenBonO"

Nově až 6 SSR
Firmwary trojkové řady ( verze 3.XXX) nyní mohou řídit celkem 6 SSR. Jednofázové (*) firmwary podporují kaskádu šesti SSR, třífázové firmwary mají v každé fázi dvoustupňovou kaskádu.

Firmwary pro "GBO-Aku" jsou v samostatném souboru. Nejsou kompatibilní s firmwary původního GreenBona (třebaže plní shodnou funkci), protože došlo k přemístění některých datových bodů na jiné piny mikroprocesoru. Názvy souborů s firmwarem pro "GBO-Aku" začínají řetězcem "GBO".

Také firmwary pro "GBO32" jsou v samostatném souboru. GBO32 je totéž, co GBO-Aku, ale s jiným mikroprocesorem (důsledek nedostatku čipů v r.2022). Rozdíl je pouze v adresaci. Názvy souborů s firmwarem pro "GBO32" začínají řetězcem "GB32".

(*)Pozn.:
Firmwary označené jako jednofázové jsou přesněji řečeno jednoregulátorové. V celém světě kromě České republiky jsou použitelné jako třífázové - k součtovým elektroměrům. Podrobněji viz kapitola " vliv elektroměrů na výsledek regulace.

Schémata - příklady realizací

pracovní mód vytěžovač:

• Vstupní obvody: soubory s dokumentací pro "GBO-Aku" v módu vytěžovače jsou na tomto odkazu. Schémata obsahují zapojení pouze vstupních obvodů (protože se výrazně liší od zapojení starého GreenBona; "GBO-Aku" má k dispozici nové, samostatné vstupy pro měření napětí a proudu baterie.).
  
• Výstupní obvody: (připojení spotřebičů přes SSR, relé a stykače) jsou totožné s obvody pro pracovní mód "wattrouter". Několik schémat je na tomto odkazu.
  Pozn.: S kapkou fištróna lze využívat i poněkud rozsáhlejší knihovny schémat starého GreenBona - viz další kapitola níže.

pracovní mód wattrouter:

• pro mód wattrouteru má "GBO-Aku" pouze nepříliš rozsáhlou dokumentaci.
  Pozn.: S ohledem na značnou podobnost s GreenBonem lze při použití "GBO-Aku" nadále využívat poměrně rozsáhlý archiv dokumentace pro GreenBonO (který postupně vznikal 10 roků), jen je třeba pamatovat na to, že u "GBO-Aku" došlo k přemístění dvou svorek ("SSR3" a "NT").

Jak případně používat schémata určená pro "GreenBonO"

Na čelním panelu "GBO-Aku" je u každé svorky kromě jejího označení také drobným písmem uvedeno k čemu svorka slouží. Zkušený elektrikář nepotřebuje ani schéma, stačí mu pohled na panel "GBO-Aku".

  Schémata pro staré GreenBonO jsou po malé úpravě plně použitelná i pro GBO-Aku. Úprava spočívá v přemístění dvou signálních vodičů ("SSR3" a "NT") do jiných svorek regulátoru, jejichž novou pozici najdeme na panelu GBO-Aku:

 

Varianty použití podle typu měniče:

I. Regulace typu "wattrouter" - s klasickým měničem připojeným k síti (Grid tie), odvádějícím přetoky do sítě

Měniče typu Grid tie pracují v režimu MPPT, tj. trvale vyrábí maximum možného, bez ohledu na to, kolik spotřebuje samotný objekt. Co přebývá, jednoduše odtéká do sítě. Cílem naší regulace je zde omezit přetok do sítě, a to přesměrováním odtékající elektřiny do vhodného místního spotřebiče.
Regulátor hlídá tok elektřiny v přívodním kabelu mezi domem a veřejnou sítí, pokud zjistí přetok elektřiny do sítě, zapne uvnitř domu vhodný spotřebič a řídí jeho spotřebu tak, aby elektroměr v přípojném místě registroval nulu (ani odběr, ani přetok). Zajišťuje tedy výhradně jen konzumaci té složky elektřiny z FVE, která by bez jeho zásahu bezúčelně odtekla do sítě. Energetickou bilanci ostatních spotřebičů v domě přitom nijak neovlivňuje - tam se vše chová stejně, jako bez regulace přebytků; elektřina z FVE je přednostně spotřebována domácností, teprve pak spotřebiči GreenBona .

Ke spotřebě přebytků se obvykle využívají spotřebiče nízkotarifní elektřiny. Tyto spotřebiče musí mít schopnost akumulovat energii načerpanou v době nízkého tarifu tak, aby byly schopny vykrýt potřeby domácnosti po zbytek dne. Vesměs jsou to elektrotepelné spotřebiče: bojlery k ohřevu TUV, topná tělesa akumulačního ústředního vytápění, elektrické podlahové topení, akumulační kamna a přímotopy. Vzhledem k tomu, že v době mimo interval nízkého tarifu původně napájeny vůbec nebyly, je u nich napájení přebytky z FVE vždy jen něco navíc a jakkoli proměnlivá intenzita tohoto napájení přitom není ničemu na závadu. Výsledkem je vždy jen částečné či úplné načerpání potřebné energie v časovém předstihu a výhradně z vlastních zdrojů, kterému pak odpovídá úměrné snížení nákupu nízkotarifního proudu. Vhodnost těchto spotřebičů vyplývá také z faktu, že se drtivou měrou podílí na celkové energetické náročnosti domácnosti a jsou proto velkým zásobníkem pro ukládání přebytků energie.

Významným přínosem regulace přebytků je také omezení nárůstu síťového napětí, které přetoky zákonitě vyvolávají. Tato vlastnost nabývá významu s rostoucím počtem instalovaných FVE.

---

II. Regulace s hybridním měničem

Hybridní měniče obsahují baterii, která jim umožňuje část přebývající elektřiny uložit a využít ji v pozdějším čase. A právě kvůli baterii také obsahují modul smart meter k měření toku elektřiny mezi sítí a objektem. Podle hodnot získaných Smart metrem řídí měnič ukládání i následný odběr elektřiny baterie.
Typickou vlastností hybridních měničů je také možnost volby různých pracovních režimů (Grid tie bez omezení přetoku do sítě, Grid tie s omezením přetoku, off grid). Konkrétní pracovní režim se pak obvykle přizpůsobuje provozním podmínkám, stanoveným místním správcem rozvodné sítě:

Varianta 1.) - Elektrárna smí dodávat elektřinu do sítě (grid tie)

Pracovní mód "wattrouter"
Za této situace je nejjednodušším řešením nastavit v hybridním měniči režim Grid tie bez omezení přetoků a použít GBO v módu "wattrouter", čili obdobným způsobem jako u klasického Grid tie měniče. Takto nastavený hybridní měnič pracuje v režimu MPPT - vyrábí vše, co lze z panelů v dané chvíli "vyždímat".
Jeden zásadní rozdíl oproti bezbateriové klasice zde však je: jak GBO, tak i hybridní měnič obsahují měření toku elektřiny na hranici mezi objektem a veřejnou sítí a své chování podřizují naměřeným hodnotám. A právě tato dvě měřidla nesmí být ve stejném místě (nesmí měřit stejný proud).

Přípojné místo v módu "wattrouter":  (zamezení nechtěnému vybíjení baterie)

Je bezpodmínečně nutné rozmístit měření a spotřebiče přebytků podle obrázku:

• Smartmeter měniče blíže k objektu,
• snímač proudu Greenbona blíž k síti
• a mezi obě měřidla připojit spotřebiče přebytků ovládané GreenBonem.

Pozn.:
V GBO-Aku je ještě vhodné nastavit malou kladnou hodnotu požadovaného proudu I* (čti "I s hvězdičkou"; tj. malý přetok, stačí jedno kliknutí), aby při nulovém přetoku zaručeně došlo k zastavení regulace.

Vysvětlení:
Měnič vidí dům jako vše, co je na obrázku uvnitř zelené elipsy (vše mezi měničem a jeho smartmetrem), zatímco GBO vidí dům jako vše uvnitř červené elipsy (vše od měniče k proud.snímačům GBO).
Z pohledu měniče tam GBO se svými spotřebiči vůbec není (vše za smartmetrem už nezná - je to pro něj síť). Proto funguje naprosto stejně, jako by tam GBO nebylo. Pokud má měnič nadbytek energie (z panelů), vypouští ji do sítě (ven mimo zelenou elipsu), kde ji ovšem GBO zachytí.
V noci:

• měnič žádné přebytky nemá a baterii využívá jen k pokrytí spotřeby objektu; ven za zelenou elipsu v ustáleném stavu nic nepustí.
• ovšem také nastává toto: pokaždé při odpojení velkého spotřebiče v domě nestihne měnič ubrat okamžitě a energie několik vteřin přetéká ven, což ovšem GBO zachytí a začne vytěžovat.

Pokud je dodrženo doporučené zapojení, pak měnič vnímá noční odběr regulátoru GBO a jako nežádoucí přetok do sítě (z baterie), sníží ho na nulu a GBO následně vypne.
Pokud není dodrženo toto zapojení (čili pokud spotřebiče řízené regulátorem GBO nejsou vně zelené elipsy) pak měnič vnímá odběr regulátoru GBO jako spotřebu uvnitř domu a krmí GBO až do vybití baterie.

A co když toto zapojení nelze dodržet a smartmetr měří totéž co snímač GreenBona?
Tento problém dnes již umí vyřešit firmware od verze 3.014 (spolu s PC programem Greenbono_HMI.exe verze 3.0.1.8), a to následovně:

• umožňuje nastavit "odložený start regulace" o navolený počet vteřin. Krátkodobý přetok způsobený vypnutím velkého spotřebiče zaniká během několika vteřin, regulace s odloženým startem tento přetok ignoruje po dobu odkladu a po uplynutí intervalu již přetok není a není tudíž ani důvod ke startu regulátoru. Toto opatření by mělo být dostačující.(nastavení na záložce "konfigurace-relé")
• umožňuje aktivovat zákaz činnosti regulátoru podle astrohodin, které každý den v roce znají čas východu a západu slunce a v intervalu od západu do východu slunce nastaví regulátor do stavu "vše vypnuto". (zatržítko s černým podkladem na panelu startovací hladiny, na záložce "okamžité hodnoty")

---

Varianta 2.) - Elektrárna nesmí dodávat elektřinu do sítě (off grid)

V tomto případě je potřeba navolit v hybridním měniči vhodný režim, garantující zamezení dodávky elektřiny do sítě. Měnič toho dosahuje tak, že se zřekne výroby v režimu MPPT a vyrábí pouze tolik, kolik právě vyžaduje objekt. Obvykle je pak nějaký čas po ránu plně vytížen, protože nabíjí baterii, ale po nabití baterie již pokrývá pouze okamžitou spotřebu objektu a v podstatě se již jen tak poflakuje.

Pracovní mód "Vytěžovač"
"GreenBonO" v klasickém módu "wattrouter" (=směrovač elektřiny) použít nelze (nejsou přetoky do sítě), je nutný naprosto odlišný algoritmus ("vytěžovač"). Potřebujeme donutit lenošící měnič, aby zase těžil z panelů plný výkon a zároveň ponechal baterii v nabitém stavu. "GreenBonO" proto vyčká až do nabití baterie, a pak navyšuje přidanou spotřebu tak dlouho, dokud baterie drží jmenovité napětí a (skoro) nulový proud (malý odběr z baterie je nutný pro udržení vytěžování na optimálním výkonu měniče).

Přípojné místo v módu "vytěžovač":
Narozdíl od varianty 1 popsané výše musí být v tomto případě spotřebiče přebytků umístěny uvnitř zelené elipsy (viz. obr. výše), aby je měnič "viděl" stejně jako všechny ostatní spotřebiče uvnitř objektu.

Zapojení:

• Výstupní strana regulace - tj. zapojení přídavných spotřebičů se od standardního módu "wattrouter" neliší a lze pro ně použít dostupná schémata
• Vstupní strana se liší typem a zapojením snímačů elektrických veličin; (přibývá snímač napětí baterie, případně snímač proudu baterie) - viz popis v následujících odkazech:

 
Dokumentace:
pro "GBO-Aku" s firmwary verze 2.046 a vyšší:

1. vytěžovač pro jednofázové hybridní elektrárny
2. vytěžovač pro jednofázové hybridní elektrárny s řízením wallboxu pro nabíjení elektromobilu
3. vytěžovač pro třífázové hybridní elektrárny

a historická dokumentace ke starším firmwarům (2.044 a 2.045), které se od novějších verzí liší zapojením

• vytěžovač pro jednofázové hybridní elektrárny
• vytěžovač pro třífázové hybridní elektrárny

Pozn.:
Také firmwary pro mód "Vytěžovač" disponují od verze 3.014 funkcí "zákaz činnosti podle astrohodin". Tato funkce je užitečná v případě, že baterie zůstane po setmění nabita na vyšší napětí, než je požadované. Astrohodiny zastaví cílené (byť malé) vybíjení baterie, které je během dne nutné k zajištění vytěžování, ale po setmění je nežádoucí. (zatržítko je dostupné po rozkliknutí regulátoru barvy magenta na záložce okamžitých hodnot)

---

III. Regulace s ostrovním měničem

Regulace je zde totožná s výše popsanou variantou 2.) (regulací s hybridním měničem v režimu "off grid"), čili opět "vytěžovač". Rozdíl je pouze v chování samotného měniče ve chvíli, kdy dojde k vybití baterie; zatímco hybrid se připojí k síti, ostrov tuto možnost postrádá.

---

IV. Regulace v mikrosíti

Také zde se využívá algoritmus "vytěžovač". Vytěžování mikrosítě se ovšem neprovádí podle stavu baterie, ale podle síťové frekvence. (snímač napětí baterie odpadá, převod f/U zajišťuje firmware GreenBona.)
Popis první realizované mikrosítě je zde.

Technické parametry:

Napájecí napětí:	230V 50Hz (nutné je připojení na tu fázi, na kterou je vyvedena FVE)
Povolené napětí na svorkovnicích:	- horní svorkovnice (vedle LED diod): 5V DC   - dolní svorkovnice (napájení regulátoru a kontakty relé): 250V 50Hz   (jediná fáze na všech svorkách!)
bipolární analogové vstupy:	3 vstupy, rozsah {-2,5V ... +2,5 V DC} (proti svorce Vcc/2 ) 10 bit D/A převod, pro externí proudové transformátory + volitelně: jeden vestavěný proud. transformátor 0 ... 12A~ (pro jednofázovou verzi)
unipolární analogové vstupy:	2 vstupy, rozsah {0V ... +5,0 V DC} (proti svorce GND ) 10 bit D/A převod, pro snímače napětí a proudu baterie
digitální (dvoustavové) vstupy:	1 vstup 0/5V, (proti svorce GND ) pro načtení signálu NT bezpotenciálovým kontaktem
digitální výstupy pro plynulé řízení výkonu:	6 výstupů s řídícím signálem 5V/20mA: (pro externí SSR) firmwary trojkové řady podporují všech 6 SSR. První zveřejněná verze je 3.002 starší firmwary dvojkové řady (poslední=2.046) podporují pouze 3 SSR 1.) (standardně) pro SSR (solid state relay) se spínáním v nule (pulsní modulace), volitelně: spíná po jednotlivých, celých sinusových periodách (vždy obě půlvlny - bez ss.složky a vf.rušení, ale zdroj flikru) spíná po půlperiodách (menší flikr, ss.složka) spíná s v jednosekundových cyklech (kombinace tří stavů: vypnuto; každá druhá půlperioda; zapnuto) (nejpříznivější míra flikru při spínání v nule) 2.) nebo (pomocí firmwaru "phctrl") pro SSR s okamžitým spínáním (fázové řízení (*) - toto provedení nevytváří flikr, generuje ale vyšší harmonické) každý jeden výstup může ovládat 2 SSR doporučeného typu (s odběrem řídící elektrody 8,5mA/5V), a dokáže tak symetricky řídit 3-fázový spotřebič
reléové výstupy:	celkem 5 relé, každé se spínacím kontaktem 230V~/5A:  4 x relé pro postupné připojování zátěže 1 x relé (K5) s volitelnou funkcí: spínací hodiny, páté relé kaskády, nebo indikace přebytků
ostatní výstupy:	výstup +5V/20mA pro napájení proudového DC snímače
datové rozhraní pro komunikaci s PC:	RS485, protokol MODBUS, (9600,8,N,1)
regulace spotřeby přebytků z FVE:	prozatím je v prvním stupni každé fáze plynulé řízení příkonu 0 ... 100% (v jednofázové verzi až kaskáda tří plynule řízených spotřebičů), výhledově bude v prvním stupni každé fáze kaskáda dvou plynule řízených spotřebičů, v jednofázovém provedení kaskáda až šesti plynule řízených spotřebičů v dalších stupních připínání neregulovaných spotřebičů se současnou regulací v prvním stupni
galvanické oddělení: elektrická pevnost mezi elektronikou (5V DC - horní svorkovnice) a silovou částí (230v AC - dolní svorkovnice):	4kV 50Hz, 1 minuta
stupeň krytí (ČSN EN 60529):	IP 20
Doporučené prostředí (ČSN 33 2000-3):	třída AB4 (-5...40°C, 5...95% rel.vlhkosti)
Přípustné skladovací podmínky:	-15...70°C, 5...95% rel.vlhkosti
rozměry [mm] (š,v,hl):	105 x 95 x 59 (skříňka MODULBOX 6M)

(*) Pozn:
Řídící signál pro fázové řízení má charakter PWM 100Hz a lze ho případně použít k převodu na DC výstup 0..5V (RC členem), nebo na DC výstup 0..10V (převodníkem PWM/DC) (řídící impulz je vždy ukončen těsně před koncem půlperiody síťového napětí, šířka impulzu je řízena od nuly do téměř celé šířky půlperiody)
DC výstup 0..5V lze vytvořit i ve standardním režimu "spínání v nule", ale pouze na výstupu DO6 zde popsaným postupem

Vliv elektroměrů na výsledek regulace

Úvodem této kapitoly je potřeba zdůraznit, že výsledek regulace přebytků je závislý na tom, jakým způsobem zaznamená a vyhodnotí naměřenou elektřinu elektroměr na hranici veřejné sítě. Technická dokumentace elektroměrů tuto vlastnost označuje jako pracovní mód elektroměru a každá regulace přebytků se musí tomuto módu přizpůsobit, má-li dosahovat požadovaného efektu. U prvních dvou níže popisovaných algoritmů se jedná o čtyřkvadrantové elektroměry, které umí rozlišit směr toku elektřiny a jsou povinně nasazeny u všech licencovaných elektráren.
Algoritmus, často používaný u nelicencovaných FVE, je blíže popsán v bodě 3 následujícího textu.
 

Měřící módy čtyřkvadrantových elektroměrů

1. Starý mód - měření jediné (součtové) hodnoty - v Česku skončil v roce 2015.

Tento čtyřkvadrantový elektroměr vychází z chování klasického kotoučového elektroměru. Průběžně měří tok energie v každé fázi. V krátkých časových intervalech takto vždy naměří tři malá energetická kvanta, která následně (s ohledem na znaménka!) sečte do jediné hodnoty a tuto výslednou sumu přičte k obsahu akumulačního registru.
Tento registr kumuluje hodnotu naměřené energie tak dlouho, až dosáhne úrovně odpovídající jednomu impulsu pro počítadlo - podle toho, zda dosáhl kladné či záporné hodnoty poté vyšle impuls k inkrementaci počítadla odběru či spotřeby a sám se vynuluje.
Dokud hodnota registru nedosáhne kladné nebo záporné meze pro generaci impulsu, může podle směru toku elektřiny cvičit nahoru-dolu, aniž by to mělo vliv na fakturační údaj elektroměru (počet impulsů se nemění - je to podobné, jako když kotoučový elektroměr cuká střídavě doleva-doprava, ale nikdy se neotočí).
K zastavení tohoto elektroměru není tedy nutné zajišťovat nulový proud ve všech vodičích, ale stačí udržovat energetickou rovnováhu mezi celkovým tokem energie do objektu a z objektu. Když např. v jedné fázi ze sítě odebíráme 20A a v jiné fázi zase 20A do sítě dodáváme, tento elektroměr vyhodnotí nulu.
Rozsah mezních hodnot akumulačního registru navíc umožňuje účinně provozovat pulsní regulaci, při níž se (v našem speciálním případě, kdy je v přípojném místě zdroj elektřiny) v krátkých časových intervalech střídá odběr s dodávkou.
Tento (součtový) algoritmus elektroměru je dnes v Česku již pouhou historií - v roce 2015 byl celoplošně nahrazen elektroměrem s novým algoritmem, viz. dále. Výslovně to nařizuje vyhláška 82/2011 v §6, odst.6.
Na Slovensku se součtové elektroměry používají dosud a výhradně (r.2023).
 

2. Nový mód - měření a účtování elektřiny v každé fázi samostatně (od.r.2012, v r. 2015 definitivně nasazen u všech FVE)

Zásadní rozdíl: K zastavení tohoto elektroměru je nutné zajišťovat energetickou rovnováhu v každém fázovém vodiči.

Od roku 2012 je nutno počítat s tím, že u každé nové FVE bude elektroměr s tímto novým algoritmem. Rozdíl oproti předchozímu algoritmu je z technického hlediska nepatrný - tři naměřené hodnoty se zde průběžně nesčítají do jediného registru, ale podle směru toku elektřiny se ukládají do dvou samostatných registrů (odběr/dodávka) a pak se také samostatně vyúčtují.
Toto se děje uvnitř elektroměru, který byl konstruován pro součtový algoritmus, takže má na displeji jen jeden vektorový kříž - indikátor směru toku elekřiny. Tento kříž dokáže zobrazit pouze jedinou hodnotu, a zobrazuje (jak jinak) - tu součtovou, která je zde již nejen bezcenná, ale dokonce matoucí.
Na území spravovaném společností E.On bývají tyto elektroměry označeny nálepkou s trojúhelníkem - viz obr. vpravo. (elektroměry bez nálepky nebo s kolečkem měří součet).

Přechod na účtování podle nového algoritmu je pro distributory vždy výhodný, a pro majitele FVE je vždy nevýhodný. Ve srovnání se starým měřením zde dochází k dalšímu okleštění dosažitelné vlastní spotřeby.

Regulace přebytků podle nových pravidel je technicky i finančně náročnější, než regulace podle původních pravidel: zdaleka již nestačí pouhá celková energetická rovnováha, ale musí být zajištěna energetická rovnováha v každé fázi. To s sebou přináší nutnost regulovat každou fázi samostatně (což není zas takový problém - stačí nahrát do GreenBona nový program), ale je nutno také zajistit pro každou fázi dostatek spotřebičů a přizpůsobit zapojení novým podmínkám.

Velmi nepříjemná situace pak nastává, když je elektroměr s novým algoritmem nasazen do přípojného místa s regulací přebytků určenou k původnímu elektroměrovému algoritmu. Regulace se stává nejen neúčinnou, ale dokonce prodělečnou. Pak je nutno rychle provést přizpůsobení regulačního algoritmu GreenBona novému měření a obvykle i nemalé zásahy do původního zapojení regulace (rozložení spotřebičů přebytků do jednotlivých fází).
Řešení je popsáno v dokumentu konec součtové regulace.

---

3. Další mód (už nikoli 4-kvadrantový) zazamenávající absolutní hodnoty průtoku elektřiny (FVE bez licence a dotací)

Nová legislativa (Slovensko 2015, Česko 2016) již nevyžaduje licenci u malých výrobců, ale také nepředepisuje distributorům povinný odkup přebytků a tím pádem ani nutnost jejich měření; původně navrhovaný zákaz budoucím malým výrobcům dodávat elektřinu do sítě v jakémkoli okamžiku nakonec sice neprošel, takže přetok do sítě nebude trestným činem, ale nadále zůstane vnímán jako nežádoucí: "Výroba je určena především pro krytí vlastní spotřeby". Způsob vypořádání přetoků mezi výrobcem elektřiny a správcem sítě legislativa neřeší a není vyloučeno, že distribuční společnosti budou přetoky penalizovat. To pak mohou řešit kupř. nasazením elektroměru s módem, který registruje absolutní hodnotu naměřené elektřiny, takže bez ohledu na skutečný směr toku elektřiny vždy zaznamená odběr a také ho vyúčtuje.

V důsledku toho:

• Za elektřinu, kterou pustíte do sítě, zaplatíte "pokutu" stejně velikou, jako by jste totéž množství elektřiny ze sítě odebrali.
• Pulsní regulace pomocí SSR spínaných v nule (dosud používaná všemi výrobci regulátorů přebytků) s takovým elektroměrem nezabírá! Je na něj příliš pomalá!

Existuje na to řešení? Inu ano, ale vyžaduje rychlejší pulsní modulaci, než je spínání v nule. Ani seberychlejší digitální elektroměr totiž nedokáže vzájemně rozlišit činnou a jalovou složku z kratšího intervalu, než je jedna perioda (nebo alespoň půlperioda) základní harmonické. Musí tedy zaznamenat "časové okno" o délce jedné sinusové periody, z něho určit činnou a jalovou složku a teprve pak může z výsledku udělat absolutní hodnotu. (Obdobně jako v našem případě současné dodávky kombinované s pulsním odběrem, tak i při čistě kapacitní či induktivní zátěži se uvnitř jedné půlperiody střídá odběr s dodávkou {součin u*i střídá znaménko po čtvrtperiodách} a každý elektroměr při tom musí zaznamenat pouze jalovou složku a nikoli zároveň činnou dodávku a odběr).

Fázové řízení

Nejjednodušší formou pulsní modulace, která zde obstojí, je pak fázové řízení (tyristorů, triaců, nebo SSR spínaných okamžitě). Princip fázového řízení je patrný z animovaného obrázku vedle. Řídí se zde velikost fázového úhlu mezi počátkem sinusovky napětí a okamžikem sepnutí polovodiče uvnitř každé půlperiody síťové sinusovky.
Spínací prvek je zpočátku půlperiody vypnutý (a přetoky jdou do sítě) na zbývající část půlperiody pak sepne (do spotřebiče jdou všechny přetoky a část energie ze sítě). Když pak regulace střídá odběr s dodávkou shodných velikostí uvnitř každé půlperiody, je naměřená činná elektřina nulová. (toto už na obrázku nevidíte; tam je zobrazen (usměrněný) proud spotřebiče, zatímco tento odstavec popisuje průběh proudu mezi sítí a objektem.)
Nenulová je jalová elektřina (dá se trochu kompenzovat kondenzátory, jako třeba v zářivkách). Nepříjemnou vlastností je generování vyšších harmonických a rádiového rušení. Regulace se proto neobejde bez odrušovacího filtru.

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 náš regulátor řízením výkonové tyristorové součástky - polovodičového relé SSR (Solid State Relay).

Samotný regulační proces má na starosti proporcionálně-integrační (PI) regulátor (ve schématu zelený). Ten průběžně měří činnou složku regulovaného proudu, tekoucí mezi odběrným místem a veřejnou sítí a snaží se ji udržovat na žádané hodnotě, která je obvykle nula. (protože nechceme ani přetok, ani odběr)

Výstupní signál PI regulátoru (ve schématu rudá přerušovaná čára) 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, v níž si spotřebič vezme 100W z FVE a 400W ze sítě. V následujících 4 periodách je pak spotřebič odpojen a FVE posílá v každé periodě 100W do sítě.
Spotřebič odebírá po dobu 20% celkového času svůj plný výkon, což je totéž, jako kdyby po celou dobu odebíral 20% svého jmenovitého výkonu, tedy 100W.
Mezi sítí a objektem přitom nastává energetická rovnováha; odběr 400W v první periodě je vykompenzován dodávkou 100W v následujících 4 periodách.

Druhý řídící signál (ve schématu modrá přerušovaná čára) 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.

Priorita spínání spotřebičů

priorita ovládaných spotřebičů vyplývá z popsaného algoritmu : nejvyšší prioritu má spotřebič připojený přímo na výstup SSR (v blok.schématu spotřebič Z0), postupně následují spotřebiče spínané kontakty GreenBona v pořadí K1, K2...K5 (ve schématu spotřebiče Z1 .. Z4). Priorita je tedy jednou provždy dána zapojením.
Všechny spínací kontakty mají shodné parametry a samostatné vývody, u každého z nich lze podle místní situace zvolit, k čemu bude použit. Blokové schéma, jakož i v dalších schémata uvedená níže, proto chápejte pouze jako příklad zapojení - jednu z mnoha možností. Kterýkoli regulační stupeň lze vynechat, regulátor se s tím bezpečně vyrovná.
Nutno přitom dodat, že absolutně nejvyšší prioritu mají nakonec stejně vždy běžné spotřebiče domácnosti, které majitel zapíná kdy se mu zlíbí, a které "GreenBonO" neovládá, zato vždy na ně reaguje příslušnou korekcí spotřeby "svých spotřebičů".

Pulsně řízené versus neřízené (pouze připojované) spotřebiče

Pulsní regulace (přes SSR) 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).
Aby bylo možné spojité řízení odběru v celém rozsahu výkonu FVE, musí SSR v každém okamžiku regulace plynule řídit minimálně jeden spotřebič a zároveň musí být rozsah spojitého řízení alespoň stejně velký, jako největší možný skok v zátěži (=výkon dalšího spotřebiče připínaného natvrdo, bez regulace).
Zároveň 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.
Komutace pulsně regulovaného výstupu (viz. schéma na str.2 dokumentu na tomto odkazu) je zajišťována v každém stupni regulace pomocí stykače s kontakty "31" (tři spínací, jeden rozpínací).

Komutace pulsně regulovaného výstupu přináší čtyři velké přednosti:

• není nutné použít pro nejvyšší prioritu nejsilnější spotřebič
• vždy je zajištěna zátěž pro pulsní regulaci
• každý spotřebič má garantován svůj stupeň priority
• vždy stačí plynule regulovat jediný spotřebič a omezit tak flikr na minimální úroveň dosažitelnou s danými spotřebiči

Jak komutace funguje je popsáno zde.

Plynule řízené externí spotřebiče

Plynulá regulace samostatných externích zařízení, jako je tepelné čerpadlo, wallbox pro nabíjení elektromobilu apod., je zajišťována odlišnou formou: mezi GBO a externí zařízení se vkládá převodník PWM / 0-10V, z něhož vystupuje řídící napětí v rozsahu 0-10V DC. Podmínkou je, aby externí zařízení bylo vybaveno vlastní plynulou regulací a odpovídajícím řídícím vstupem.
U zmíněných spotřebičů bývá obvykle vyžadována nejvyšší priorita, zároveň ovšem nejsou schopny provozu od nulového výkonu. Platí pro ně proto speciání řídící algoritmus:

Popis algoritmu řízení tepelného čerpadla:

• při nedostatečném disponibilním výkonu tepelné čerpadlo pouze vyčkává, disponibilní výkon je přitom spotřebováván pulsní regulací do elektrotepeného spotřebiče
• po dosažení dostačujícího výkonu startuje TČ s nejvyšší prioritou, čili převezme výkon, který by dosud spotřebováván pře SSR.
• nadále je TČ řízeno tak, aby odebíralo téměř veškerý disponibilní výkon, pro SSR se nechává pouze několik procent pro dorovnávání rychlých výkyvů výkonu FV panelů.
• po dosažení plného výkonu TČ je další případný nárůst výkonu spotřebováván opět přes SSR, případně i další spínací prvky příslušné fáze NN
• po poklesu disponibilního výkonu pod dolní mez výkonu TČ, začíná odpočítávání předepsaného času doběhu, TČ přitom částečně odebírá elergii ze sítě (příp. z baterie-u hybridů). Pokud během odpočítávání naroste výkon panelů nad dolní mez výkonu TČ, odpočítávání se ruší a TČ pokračuje v provozu, jinak dojde po dosažení času doběhu k jeho vypnutí.

Algoritmus pro wallbox (nabíječku elektromobilu) je obdobný, liší se pouze velikostí parametrů - výkon se v čase smí měnit libovolnou rychostí a doběh je kratší.

---

"Spínání v nule", flikr a jeho omezování

Nejčastěji používaný polovodičový spínač - typu SSR-ZS (solid state relay – zero switch) je triak s funkcí spínání v nule (a také s bezpečným galvanickým oddělením řídícího okruhu od silového; el.pevnost 4kV !).

Způsob řízení spínáním v nule byl zvolen proto, že je ze všech forem pulsní regulace nejjednodušší, zároveň z hlediska elektromagnetické kompatibility patří k těm šetrnějším a byť nejpomalejší ze všech modulací, je 4q elektroměrem ještě akceptován.

Má však i jeden velmi závažný nedostatek:

Flikr - Zpětný vliv na síť

Pulsní regulace střídá stavy "spotřebič připojen" se stavy "spotřebič odpojen", vyvolává tím skokové změny v proudovém odběru, které zákonitě vyvolávají změny úbytku napětí na přívodním vedení. Výsledkem je kolísání napětí sítě, které, byť tak malé, že na osciloskopu je obvykle nerozpoznatelné, u klasických žárovek a zářivek vyvolává blikání, které je velmi intenzívně (a negativně) vnímáno lidským okem (nejvýrazněji okolo 9Hz) a u řady lidí vyvolávající bolesti hlavy. Tento jev, který je pozorovatelný nejen v přípojném místě s regulací přebytků, ale v celém jeho okolí, je nazýván flikr ( amplitudová modulace síťového napětí o velikosti desetin až jednotek Voltů a frekvenci tisícin až desítek Hertzů).
Právě neblahý vliv na fyziologii člověka byl v minulých desetiletích shledán natolik závažným, že kvůli němu vznikly nové a velmi přísné evropské elektrotechnické normy. Proto je nezbytné tento jev co nejvíce omezit - předem s ním počítat a včas volit vhodné řešení. A to i přesto, že dnes již existují světelné zdroje velmi účinně omezující tento jev; jsou to ledkovky. Žel, stále ještě je u nás spousta příznivců žhavého wolframu a tak se obvykle stává, že problém se nevynoří u majitele FVE, ale u některého z jeho sousedů, a spíše než bolesti hlavy vyvolává paniku, že se v síti děje něco zlého. Přitom dokonalá sinusovka vyvolává na žárovce mnohonásobně intenzivnější blikání než samotný flikr; toto blikání má ovšem frekvenci 100Hz a lidské oko ho nevidí...

Elektrické parametry ovlivňující velikost flikru

Velikost flikru je:

• přímo úměrná jmenovitému výkonu regulovaného spotřebiče (lineární funkce: úbytek napětí na vedení dU = RI; ;polovičnímu výkonu odpovídá poloviční flikr)
• přímo úměrná impedanci sítě v místě připojení (lineární funkce: poloviční impedance = poloviční flikr)
• závislá na frekvenci spínání - viz. obr. vpravo; z obrázku je patrno, že nejkritičtější je pásmo mezi 5...15Hz (pro regulaci přebytků má smysl frekvenční rozsah 1..50Hz, při pomalejším spínání zaniká spořící efekt)

Impedance sítě se může ve dvou různých přípojných místech navzájem lišit i více než desetinásobně. V místech s měkkou sítí pak bývá flikr velký problém - překračuje přísné meze stanovené evropskými harmonizovanými normami.

S impedancí sítě nic nenaděláme (výkon FVE ji příliš neovlivní a správce sítě kvůli nám hned tak elektrické vedení posilovat nebude), takže nakonec můžeme účinně omezit flikr pouze omezením jmenovitého výkonu pulsně řízeného spotřebiče. Proto je velmi špatným řešením použít jediný velký spotřebič a spoléhat na to, že pulsní regulace si s tím poradí.
   Nejúčinnějším řešením je rozložit spotřebu přebytků do většího počtu menších spotřebičů a v každém okamžiku v každé regulované fázi pulsně řídit jen jeden spotřebič - ostatní připínat natvrdo. Ideálně rozpočítat celkový výkon FVE na celkový počet regulačních stupňů regulátoru a na každý regulační stupeň připojit jeden malý spotřebič. 11 stupňů regulace, které GBO poskytuje, není samoúčelná snaha překonat konkurenci větším počtem výstupů, ale cesta k co nejjemnější a nejšetrnější regulaci. (proto ani u 1f. FVE není od věci použít bojler s 3f. topným tělesem pro 3.stupňovou regulaci (původní výkon rozložený do 3 malých spirál postupně připínaných k jediné fázi)

Jak může přispět ke snížení míry flikru regulátor GBO

• využitím kaskády SSR - rozložením celkového pulsně řízeného výkonu do menších spotřebičů. 6 ks SSR umožňuje u třífázové regulace vytvořit dvoustupňovou kaskádu v každé fázi, u jednofázové regulace lze vytvořit až šestistupňovou kaskádu. (šestistupňová kaskáda u 3f.FVE tedy vyžaduje tři samostatné GBO). V každém okamžiku pulzně reguluje pouze jedno SSR (ostatní SSR jsou buď trvale sepnuty, nebo vypnuty-čili bez flikru), takže velikost okamžitého regulovaného výkonu i míra vjemu flikru jsou nepřímo úměrné počtu SSR použitých v kaskádě.
  

  Příklad:
  Regulace 1f. FVE 4.2 kW do akumulační nádrže.
  Máme k dispozici 6 SSR a 5 relé. Nemusíme ale využít vše. Použijeme např. kaskádu 3SSR pro pulsní regulaci a relátka pro připínání zbytku spotřebičů. Kaskádu SSR chápeme jako jeden stupeň regulace ( v rozsahu 0-100% plynulé regulace najede postupně celá použitá kaskáda), proto celou regulaci uvažujeme jako šestistupňovou (kaskáda SSR jako 1.stupeň, dále 5 reléových stupňů) a vychází nám výkon 700W na jeden stupeň regulace. První stupeň regulace sestavujeme ze tří spotřebičů, teoreticky bychom si zde vystačili se třemi tělesy po 250W. V reálu však použijeme nejmenší těleso na trhu - 3x 500W. Plynule pak budeme řídit 1500W, ale flikr bude generovat vždy jen jeden ze tří spotřebičů, tj. 500W. Pro další stupně regulace nám pak stačí 3 kW, které musíme rozložit tak, aby výkon každého dalšího stupně byl menší, než celkový regulovaný výkon v prvním stupni, jinak by plynulá regulace nedokázala vykompenzovat skokovou změnu výkonu po sepnutí relé. Použijeme těleso 3x1000W, jednotlivé jeho spirály budeme připínat postupně pomocí tří elektromagnetických relé GBO-Aku.

• zvýšením frekvence spínání. K tomu účelu má "GBO-Aku" na záložce "konfigurace relé" možnost volby modulace SSR "po půlperiodách" a "v jednosekundových cyklech". Podrobnosti o volbě modulace čtěte na tomto odkazu.
  Oproti modulaci po periodách (kterou používal "GreenBonO" v prvních letech) je frekvence dvojnásobná, což vede k více než dvojnásobnému snížení flikru.
  Pozn:
  Možnost volby modulace po celých periodách je sice nadále k dispozici (když není zaškrtnuta ani volba "po půlperiodách" ani volba "jednosekundové cykly"), ale používat by se neměla. Jedinou její předností je nulová stejnosměrná složka, tento parametr ovšem zdaleka není tak kritický, jako míra vjemu flikru.

• fázovým řízením. Zejména v odlehlých přípojných místech bývá síť velmi měkká, a regulace spínáním v nule způsobuje tak velký flikr, že se nedá použít. Tam pomůže fázové řízení. Opakovací frekvence pulsní modulace je v tomto případě 100Hz, takže flikr se zde vůbec neprojeví. Projeví se ovšem jiné negativní vlivy, a to vyšší harmonické (deformace sinusovky). Zpětný vliv na síť se u jedné takové osamocené aplikace obvykle vejde do mezí daných normami, přesto by se tato regulace měla používat pouze výjímečně.
  

Podpůrné funkce

Komunikace s okolím
"GBO-Aku" nemá vlastní klávesnici ani displej. Má ale sériové datové rozhraní RS485, které umožňuje uživateli propojení přístroje s PC a následnou konfiguraci přístroje úpravou dostupných parametrů či sledování měřených veličin v reálném čase. PC-program k tomu určený funguje ve všech verzích OS Windows (od verze 98) a je zde volně ke stažení.

Dobíjení spotřebičů elektřinou ze sítě v době nízkého tarifu (virtuální spínací hodiny)
Existuje řada spotřebičů sloužících ke spotřebě přebytků, u nichž je ale zároveň nutné zajistit zásobu energie nezávisle na slunci. Typickým příkladem je bojler. Často má jedinou spirálu, která musí zároveň být k dispozici při regulaci přebytků a zároveň musí reagovat na ovládání signálem "NT" (který indikuje interval sazby nízkého tarifu), aby bylo dostatek teplé vody i ve dnech slabé sluneční aktivity. Proto je "GBO-Aku" vybaven vstupem pro signál "NT".
A protože je důvodný předpoklad, že přebytky elektřiny z FVE nahradí část energie nakupované v sazbě "NT", je v určitých časech (v ranních hodinách) vhodné u některých spotřebičů omezit dobu sepnutí signálem "NT" a zajistit si tak "úložný prostor" pro přebytky vlastní elektřiny. K tomu účelu slouží dvoje implementované virtuální spínací hodiny (SH1-pro relé K5 a SH2-pro ostatní relé a SSR). Konfiguračním PC-programem lze nastavit aktivní časové intervaly těchto hodin a zároveň určit, která relé mají na signál těchto hodin reagovat.

Jednofázová a třífázová verze

Z pohledu hardwaru

• "GBO-Aku"
  je to základní provedení. V tomto provedení přístroj nemá vlastní snímač proudu a vyžaduje proto připojení jednoho až tří externích proudových snímačů. Následně může být použit pro jednofázovou, dvoufázovou i třífázovou regulaci.
• "GBO-Aku (1f)"
  základní provedení je v této verzi doplněno jedinou součástkou - vestavěným jednofázovým proudovým snímačem (zaletovaným do připravené pozice).
  Jak napovídá přívlastek "(1f)" v názvu, vestavěný snímač má smysluplné využití pouze u jednofázových regulací (odpadá nutnost použít externí snímač). Pokud by však bylo nutno z tohoto provedení migrovat na 3f. provedení, stačí doplnit externí snímače a překonfigurovat software. Pak je toto provedení totožné s tím prvním, pouze vestavěný snímač tam zůstane nevyužit. (A naopak - pokud máte GBO-Aku a následně začnete postrádat interní snímač, stačí si pořídit proudové trafo PS2/Vi200 a zaletovat ho do připravené pozice.)

Z pohledu softwaru

• 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 kWi (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 jednoregulátorová verze:
  Přístroj také může měřit všechny 3 fáze pomocí tří externích měřících transformátorů připojených k jeho analogovým vstupům. V takovém případě může "GBO-Aku" 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 "GBO-Aku": proudových měřících transformátorů a spínacích přístrojů.
  (Díky převodu I/U zajištěnému proudovým transformátorem s odporovou zátěží je na vstupu regulátoru vždy střídavé napětí s rozsahem 0..1,5V. Výstup je pak vždy dán vzájemným poměrem sepnutých a nesepnutých period síťového napětí) takže chování samotného regulátoru pramálo záleží na velikosti výkonu, který řídí. U velkých výkonů spíše přestává stačit velikost reléové kaskády, což lze řešit použitím tří regulátorů - pro každou fázi samostatně, případně doplněním rozšiřujících modulů, s nimiž lze vytvořit až 50-stupňovou reléovou kaskádu.)
  Kvůli novým elektroměrům má V Česku smysl ho provozovat již pouze v objektech s výraznou převahou symetrických třífázových spotřebičů a s kompromisním firmwarem "Hodice", který reguluje podle nejslabší fáze - ve všech fázích shodně využije jen přetok, který generuje nejslabší fáze, převis přetoku obou silnějších fází odchází do sítě.

  Na Slovensku je naopak tato verze nejvhodnější a současně nejjednodušší. Používá se GBO s jednofázovým firmwarem spolu s 3f.proudovým snímačem. GBO má v konfiguraci proudových snímačů navolen mód regulace podle součtu všech fází. Díky součtové regulaci vůbec není třeba řešit, kterou fázi právě regulovat.

• Tříregulátorová verze:
  Tato verze je určena pouze pro 3f. FVE, a to do odběrných míst s elektroměrem, který (podle energetické vyhlášky z r.2011) vyhodnocuje (a účtuje) tok elektřiny každou fází samostatně. V takovém odběrném místě vzniká nutnost samostatně v každé fázi řídit také spotřebu přebytků. Firmware regulátoru "GBO-Aku", určený pro tuto verzi, je proto vybaven třemi samostatnými PI regulátory. Každý PI regulátor samostatně řídí odběr ve své fázi (prostřednictvím svého SSR). Také každé 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 "GBO-Aku".

Provedení

Vnější provedení

Regulátor "GBO-Aku" je vestavěn do skříňky Modulbox 6M, uzpůsobené k montáži na DIN lištu. Rozmístění V/V svorek a jejich význam je patrný ze štítku přístroje.
 

Všechny horní svorky jsou galvanicky odděleny od sítě s elektrickou pevností 4kV~. (mezi sebou navzájem již galvanicky oddělené nejsou).
Galvanické oddělení horní svorkovnice od sítě musí zůstat navždy - nikdy nespojujte žádnou z těchto svorek se síťovými vodiči - ani se středním, ba ani s ochranným vodičem PE! Potenciál elektroniky musí zůstat plovoucí, aby při galvanickém propojení s PC došlo k hladkému vyrovnání potenciálů obou zařízení.

• na první dvě svorky zleva je vyvedeno rozhraní RS485 sériové komunikace.

• Další čtyři svorky slouží jako analogové vstupy pro měření střídavého napětí (ze sekundárů proudových transformátorů). Aby unipolární A/D převodník mikroprocesoru (0...5V) mohl měřit analogové hodnoty obou polarit, je společná svorka všech analogových vstupů posunuta na napěťovou hladinu 2,5V (svorka Vcc/2). Měřitelný rozsah bipolárních analogových hodnot je pak -2,5V … +2,5V. Vstupy AI4,AI3,AI2 jsou určeny pro měření proudu fází L1, L2, L3 třemi externími proudovými transformátory.
• Následují dvě svorky pro měření napětí a proudu baterie.
• Prvních 7 svorek svorkovnice vpravo nahoře obsahuje digitální výstupy 0/5V a jejich společný potenciál GND (  ). Jsou zdrojem řídícího signálu 5V,20mA pro řízení polovodičových spínačů SSR (Solid State Relay). SSR doporučená v jiné části tohoto dokumentu mají odběr řídících obvodů 8,5mA/5V a galvanicky oddělené silové obvody s optickou vazbou a dostatečnou elektrickou pevností.
  Na samém konci této svorkovnice je vstupní svorka 0/5V pro získání informace z HDO o právě běžícím tarifu nakupované elektřiny (kontakt relé bez cizího napětí, zapojený mezi tento vstup a GND ( ) a svorka s napětím +5V pro napájení snímače DC proudu.

průvlak provádějte vždy lankem! Pro snadné provlečení sejměte štítek a krytky svorkovnic.(viz.videonávod)

Pozn.:
Uvnitř přístroje je umístěn ještě jeden analogový vstup – měřící transformátor TM1 s lineárním rozsahem 0 … 12A (větší proud už měří nepřesně). Ten je určen pro jednofázovou verzi regulace a zajišťuje v této verzi, že jediným nutným periferním obvodem regulátoru GBO je spínač SSR, (samozřejmě kromě připojovaných spotřebičů).
K vytvoření kompletního proudového snímače pak stačí izolovaný silový vodič protékaný měřeným proudem provléci otvorem v jádru měřícího transformátoru TM1.
Tento vodič prochází svisle vnitřkem přístroje, mezerou mezi první a druhou čtveřicí svorek v dolní i horní svorkovnici (na fotografii vpravo je to tlustý rudý vodič). Izolace vodiče je nutná! (Aby se uvnitř přístroje nedalo sáhnout na jiné, než malé napětí, galvanicky oddělené od sítě).

• Svorky L1 (fáze) a N (střední vodič) slouží k napájení přístroje. K zajištění správné funkce přístroje je nutné, aby se jednalo o stejnou fázi, na níž je připojen výstup z měniče fotovoltaické elektrárny. Toto napětí totiž slouží jako referenční hodnota při stanovení fázových posuvů všech ostatních měřených analogových hodnot.

• Na svorkové páry označené K1..K5 jsou vyvedeny spínací kontakty stejnojmenných relé. Zatížitelnost kontaktů je 5A~. Pokud je těmto kontaktům předřazen polovodičový spínač SSR, probíhá spínání kontaktů bez zatížení a nedochází k jejich opotřebení (před změnou stavu relé zablokuje GBO řídící signál do SSR, po dokončení změny zase řídící signál do SSR uvolní). Relátka bez předřazeného SSR tuto ochranu nemají a pro zamezení jejich předčasného opotřebení je proto vhodné spínat jimi zátěž nepřímo-přes přídavný stykač.

POZOR ! Dolní svorkovnice je určena pro napětí 230V, nikoli 400V! Smí tam být všude pouze jediná fáze a s ohledem na elektromagnetickou kompatibilitu by to měla být stejná fáze, z níž je napájen regulátor!

---

Vnitřní provedení

Galvanické oddělení

Veškerá elektrická výbava přístroje je umístěna na jediné desce dvoustranného plošného spoje, obsahující

1. jak obvody malého napětí (5V pro mikroprocesor, 20V pro cívky relé), viz. horní část obrázku,

2. tak i silové obvody s napětím 230V~ (svorkovnice, kontakty relé, primár napájecího transformátoru), v dolní části obrázku

Oba uvedené druhy napětí jsou od sebe vzájemně galvanicky odděleny.
Elektrická pevnost mezi silovou a řídící částí přístroje (vyhoví zkoušce přiloženým napětím 4 kV~ po dobu 1 minuty) je zajištěna následovně:

• Na obou stranách desky plošného spoje odděluje oba potenciály více než 15mm široký pruh bez mědi (viz. obr.)
• Součástky uvnitř přístroje, které jsou připojeny k oběma potenciálům (použitá relé a napájecí transformátor) mají oba potenciály vzájemně galvanicky oddělené s elektrickou pevností 4kV~ garantovanou jejich výrobci.

Totéž se vyžaduje i od periférií připojených k řídícím svorkám (měřících transformátorů a spínačů SSR); přístroje doporučené v tomto dokumentu tuto podmínku splňují

Popsané rozvržení součástek na desce plošného spoje zajišťuje při přístupu omezeném jen na stranu součástek ochranu před nebezpečným dotykem stupněm krytí IP20. Po sejmutí čelního krytu (s nalepeným štítkem) nelze nikde uvnitř nasahat nebezpečné napětí.

LED diody

Předepsané zapojení

Zajištění odolnosti GreenBona proti rušivým vlivům okolí

Zapojení jednofázové verze (pro 1f. FVE, měření i regulace na jediné fázi)

V jednofázové verzi provádí GBO měření i regulaci spotřeby pouze v jedné fázi.
Nutnou podmínkou je, aby právě na této fázi bylo připojeno vše, co regulaci ovlivňuje; výstup z FVE, napájení regulátoru GBO, všechny spotřebiče určené k účelné spotřebě a konečně i všechny náhodně připojované spotřebiče v domácnosti, má-li být jejich odběr zohledněn při regulaci. S ohledem na efektivitu regulace je proto ideálním řešením přepojit na tuto fázi všechny jednofázové jističe v hlavním rozvaděči domácnosti. Pokud by po takové úpravě hrozilo přetížení hlavního jističe, lze určitě vytipovat silné spotřebiče obvykle používané mimo dobu sluneční aktivity (moc elektřiny se tím na nich neušetří; např. vysoušeč vlasů) a příslušné jističe ponechat na jiné fázi.

Výhody:

• jednoduché zapojení, obvykle s využitím vestavěného proudového transformátoru
• jediným nutným externím přístrojem je jedno SSR

Nevýhody:

• úspory se netýkají proudu v ostatních fázích (což je u elektroměrů účtujících každou fázi samostatně již beztak nemožné); do jisté míry lze tento nedostatek řešit v domovním rozvaděči přepojením vybraných okruhů na měřenou fázi.
• k řízení účelné spotřeby nelze použít spotřebiče napájené z více fází

Schéma zapojení:

Elektrické zapojení - schéma s postupnou komutací pulsního výstupu na každý spotřebič
Postupná komutace pulsně modulovaného výstupu na všechny spotřebiče není vždy nutná. Jejím cílem je zajistit v každém okamžiku pulsní řízení jednoho spotřebiče. Pokud jsou např. všechny spotřebiče v jediné akumulační nádrži, takže termostat je odpojí všechny najednou, pak je komutace bezpředmětná; stačí řídit přes SSR jen první spotřebič a ostatní připínat na plné fázové napětí.

Pozor!
Kontakty relé regulátoru mohou spínat proud do 5A, tj. zátěž do 1 kW. Pokud je zátěž větší, je nutno spínat ji přes přídavný stykač.
Cívka stykače musí být ovládána plným jmenovitým napětím, pro které je určena - nikdy ne modulovaným napětím z výstupu SSR - to pak stykač spustí rachot a dlouho nevydrží!
Na silové kontakty stykače pak už lze přivést jak modulované napětí z výstupu SSR, tak plné napětí z libovolné fáze (samozřejmě přes správně dimenzovaný jistič).

Signál "N-Tarif" pro GBO musí být bez jakéhokoli vnějšího napětí a galvanicky oddělený od sítě (!) - propojuje dva vývody mikroprocesoru.
V žádném případě nepřipojujte signální vodič NT od HDO přímo do GreenBona! Nejen, že to nefunguje, ale navíc byste zavlekli do GreenBona nulák a zrušili tím galvanické oddělení elektroniky GreenBona od sítě!

Průvlak provádějte vždy lankem! 6mm² trvale snese 58A. (Drátem vylomíte snímač a nevratně utrhnete jeho vývody!) Prohlédněte si videonávod, jak pohodlně provléci vodič interním snímačem.

Zajištění správné polarity proudu vůči napětí

Pro správnou funkci regulátoru je nutná správná polarita měřeného proudu ve vztahu k měřenému napětí (zda spolu budou ve fázi či protifázi). Ta závisí na orientaci průvlaku primárního vodiče jádrem měřícího transformátoru. U interního snímače je orientace průvlaku jasná - dolní strana směřuje do sítě, horní do objektu.

Při použití externího snímače (natož pak snímače jiného typu a výrobce) však jsou vždy dvě možnosti - vyjde to správně, nebo obráceně.
Aby v tom horším případě nebylo nutné složitě obracet orientaci průvlaku, lze nápravy dosáhnout snadněji - vzájemným prohozením napájecích vodičů (L1 a N) GreenBona. Rozpor mezi označením na štítku a skutečností je pak pro elektrikáře (pravidelně cipovaného školením z vyhlášky č.50) sice trochu drsný, ale bez vlivu na bezpečnost zařízení; svorky L1,N vedou uvnitř přístroje pouze na primární vinutí napájecího transformátoru jištěné skleněnou pojistkou.

Správnou polaritu určíte monitorováním proudu pomocí PC připojeného k regulátoru rozhraním RS485. (vhodným spotřebičem k vyvolání dobře pozorovatelných proudových změn je rychlovarná konvice.)

Je-li orientace průvlaků správně:

• pak PC zobrazuje proud jako kladný (zeleně) při nadvýrobě FVE a jako záporný (hnědě) při odběru ze sítě.
• LED na SSR při nadvýrobě bliká nebo svítí, při odběru ze sítě je trvale zhasnuta.

Zapojení k vícefázovým FVE ( 3f. měření, způsob regulace podle fakturačního algoritmu elektroměru distibutora)

V r.2012 zahájili distributoři v Česku ke všem novým FVE instalaci nových elektroměrů, které účtují každou fázi samostatně. Od roku 2015 jsou u všech FVE bez výjimek a je naprosto nezbytné přizpůsobit tomu i regulaci. Dříve k dokonalému výsledku regulace přebytků stačila jediná, relativně jednoduchá a univerzální verze regulace (níže uvedená pod bodem 1). Nyní je nutné vyhodnotit celou řadu kritérií (velikost FVE, typy spotřebičů a jejich vliv na symetrii toku elektřiny v jednotlivých fázích, požadovanou míru využití přebytků), dobře navrhnout zapojení a vybrat nejvhodnější firmware pro GBO:

1. jednoregulátorový součtový algoritmus - NEPOUŽÍVAT ! (proč? - čtěte dále) (firmware:"GBOXXXX_upg.hex")- první, dnes v Česku již jen historická verze, výhradně používaná v letech 2010 a 2011.
   V odběrných místech s původním (součtovým) elektroměrem dosahoval dokonalých výsledků. Na jmenovité napětí, topologii spotřebičů a symetrii odběru zde nebyly kladeny žádné zvláštní požadavky.
   V odběrných místech s novým elektroměrem (Česko 2015) je situace značně odlišná - nesmírně zde totiž záleží na symetrii výroby i spotřeby elektřiny ve všech fázích. Pokud v odběrném místě je měnič FVE, vyrábějící do každé fáze stejné množství elektřiny a zároveň třífázové symetrické spotřebiče připojené ke GreenBonu, pak jsou výsledky regulace opět slušné. Pokud však nastane nesymetrie ve výrobě nebo odběru, projeví se odchylka od symetrie současným odběrem v jedné fázi a dodávkou v jiné fázi. Tato nesymetrická složka odběru (nikoli celý odběr) se pak majiteli prodraží téměř plnou nákupní cenou elektřiny. Výrazný problém je to zejména u jednofázového bojleru, který vnáší do regulace velkou a dlouhodobou nesymetrii a dokáže tento regulační algoritmus znehodnotit až do čistého prodělku. Proto je tento algoritmus u nových elektroměrů zcela nevhodný.
   Elektrické zapojení

2. jednoregulátorový algoritmus - regulace podle nejslabší fáze (firmware:"GBOXXXX_Hodice_upg.hex") - jedná se o drobnou úpravu předchozího algoritmu, ovšem v případě nového elektroměru a nesymetrického odběru velmi významnou: algoritmus si vstupní hodnotu vybere z té fáze, v níž jsou přebytky nejmenší a tu udržuje na žádané hodnotě. U této regulace se předpokládá výrazná převaha třífázových, symetricky řízených spotřebičů - spotřeba řízená GreenBonem je v takovém případě shodná ve všech fázích; ta část přebytků, o něž zbývající dvě fáze převyšují nejslabší fázi, odchází do sítě. Výsledkem je kompromis, kdy část přebytků odejde do sítě, ale většina zůstane doma. Pokud jsou výroba i odběr symetrické, pak jsou spotřebovány všechny přebytky. Tento algoritmus dosahuje dobrých výsledků u větších FVE s výraznou převahou symetrických třífázových spotřebičů, přesto je to jen kompromis - daň za jednoduchost - jediný regulátor řídí shodně všechny tři fáze. Algoritmus vznikl v roce 2012 pro instalace, původně určené ke starým elektroměrům, u nichž se nečekaně objevil elektroměr s novým měřícím módem.
   Elektrické zapojení.

3. tříregulátorový algoritmus - regulace na nulu v každé fázi zvlášť (firmware:"GBOXXXX_3PI_upg.hex") firmware GreenBona zde obsahuje tři samostatné PI regulátory (= v jedné krabičce jsou tři shodné prográmky), každý z nich měří a reguluje svou fázi. Dokáže tak nekompromisně spotřebovat všechny přebytky, samostatná regulace každé fáze však s sebou přináší nutnost používat spotřebiče výhradně o jmenovitém napětí 230V (mohou být třífázové, ale v zapojení do Y a s povinně nulovaným uzlem, k nimž budeme přistupovat jako k jednofázovým). Toto omezení nutně vede k potřebě odlišného (složitějšího) zapojení než v předchozích dvou variantách.
   Protože je však počet výstupů určených k řízení spotřeby nutno rozdělit mezi tři fáze a navíc spotřebiče musí být pouze jednofázové, hodí se pouze pro menší FVE s malým počtem spotřebičů přebytků.
   

   Přidělení výstupů jednotlivým fázím:

   • L1: SSR1 řízený ze svorky DO0 + kaskáda relé K1 a K2
   • L2: SSR2 řízený ze svorky DO6 + relé K3
   • L3: SSR3 řízený ze svorky AI1 + relé K4 +(volitelně konfigurací) relé K5

   
   Elektrické zapojení - obecné schema pro využití až osmi jednofázových spotřebičů
   příklad zapojení tříregulátorové regulace s 3f. topným tělesem.
   příklad zapojení tříregulátorové regulace s 3f. bojlerem.(uzel těles uvnitř bojleru musí být připojen na pracovní nulu)
   

4. Tři regulátory GBO, každý s jednofázovým měřením a klasickým algoritmem (viz.bod 1) (firmware:"GBOXXXX_upg.hex") - jedná se vlastně o hardwarovou obdobu třetího algoritmu, ovšem s podstatně větším počtem připojitelných spotřebičů. Každé GBO má k dispozici kaskádu až 3 SSR a následující kaskádu 5 relé - 8 stupňů regulace. S takovým zařízením lze regulovat na nulu i velké FVE bez kompromisu a bez závislosti na měřícím algoritmu elektroměru. Opět je zde však omezení na spotřebiče přebytků výhradně o jmenovitém napětí 230V. (nebo třífázové, v zapojení do Y a s povinně nulovaným uzlem, k nimž budeme přistupovat jako k jednofázovým)
   Elektrické zapojení pro velké FVE - osmistupňová kaskáda v každé fázi

Společné pravidlo pro všechny verze: k třífázové elektrárně patří třífázový bojler. U prvních dvou algoritmů se chová jako symetrický spotřebič, u dalších dvou pak (coby spotřebič obvykle s nejvyšší prioritou) zajistí spotřebu i malých přebytků, ať už jsou v kterékoli fázi.

Pozn.:
Ne vždy jsou u algoritmů 3 a 4 k dispozici spotřebiče výhradně na 230V. Pokud se vyskytne potřeba připojit 3f. spotřebič zapojený do trojúhelníku, pak by měl být ovládán výstupem s nejnižší prioritou regulátoru té fáze, která má nejméně přebytků. Další podmínkou je, že fázový proud tohoto spotřebiče musí být menší, než jmenovitý proud spotřebičů, ovládaných pomocí SSR.

---

Měření třífázového proudu

Zajišťuje externí měřící modul s třemi měřícími transformátory.

Polarita proudových snímačů

I zde samozřejmě záleží na orientaci průvlaků jádry měřících transformátorů. Nutnou podmínkou je zde zajistit shodnou orientaci (jak průvlaků, tak sekundárních vinutí) u všech tří měřících transformátorů.

Kontrola a případná náprava polarity je shodná jako v jednofázové verzi.

U modulu 3f snímačů, dodávaného jako volitelné příslušenství je vše předem dáno a vyznačeno nalepenými štítky.

Sled fází

V obou níže popsaných verzích měří regulátor GBO napětí jen na jedné fázi - k níž má připojené napájení. Průběh tohoto napětí slouží jako fázová reference, z níž se pak odvozuje okamžitý fázový úhel a potažmo i napětí ostatních fází. K získání správných hodnot u 3f. verze je proto bezpodmínečně nutné, aby spolu vzájemně korespondovalo napětí s proudem u každé fáze!

Proto je nutno dodržet následující postup zapojení proudových a napěťových vstupů:

Fáze L1 je pro nás zásadně vždy ta fáze, u níž měříme obě veličiny: napětí i proud. a.) její vodič je provlečen proudovým transformátorem č.1 b.) z této fáze musí být napájen regulátor GBO (tam měříme napětí). Pokud je FVE jednofázová, musí být také připojena na tuto fázi.

Fáze L2 a L3 U dalších dvou fází nám pak stačí zajistit shodu mezi sledem fází u měřených hodnot proudu a sledem fází u vypočteného napětí: provlečeme zbývající dva vodiče zbývajícími dvěma proudovými snímači (a zřejmě přitom zachováme stávající sled fází v rozvaděči, abychom měli v GreenBonu shodné značení s rozvaděčem). Při tom mohou nastat jen dvě možnosti: buďto nám vyšel správný sled fází a vše je OK nebo nám to nevyšlo a pak je třeba zaškrtnout v konfiguraci proudových snímačů zatržítko opačný sled fází měřených proudů (dát GreenBonu pokyn, že má vzájemně prohodit vypočtená napětí U2,U3)

Osciloskop pro stanovení sledu fází

Od verze 2.036 je v GreenBonu implementována funkce jednoduchého 4-kanálového osciloskopu. Jeho úkolem je zobrazení fázových posuvů měřených proudů vůči napětí U1 GreenBona. To pak umožňuje odhalit chyby při komplikovaném zapojení vstupních obvodů. Každá křivka je sestavena ze 16 vzorků, takže průběhy křivek neoplývají přílišnou elegancí, ale k zjištění fázových poměrů to bohatě postačí.

Popis funkce:
Po obdržení požadavku na nový záznam vyčká GBO na nejbližší začátek sinusovky napětí U1, poté zaznamená do paměti současně vzorky všech 4 měřených veličin (U1,I1,I2,I3), vše v intervalu jediné sinusové periody. Nakonec záznam odešle do PC.
Na tomto záznamu jsou pak vidět vzájemné fázové posuvy všech měřených veličin. Protože však spínání SSR ovlivňuje polaritu proudu (takže dva po sobě zachycené záznamy při regulaci mohou mít navzájem opačnou polaritu-záleží na tom, zda SSR bylo právě sepnuto či rozepnuto) a jalová zátěž zase zkresluje fázové posuny, je pro získání relevantní informace potřeba tyto vlivy eliminovat;

Předpis způsobu měření:
osciloskopický záznam je nutno provést v době, kdy FVE nevyrábí a současně je zajištěn relativně velký odběr ze sítě ryze ohmického charakteru (v provozovnách obvykle večer, kdy je tam klid strojů; ). Oscilogram na obrázku ukazuje očekávaný průběh při zapnutém třífázovém topném tělese a správném sledu fází.

v zachyceném průběhu je důležité:

• aby proud I1 byl ve fázi s napětím U1 (je-li ve fázi s U1 proud jiné fáze, pak napájíte GBO z nesprávné fáze a je nutno napájení přepojit na L1)
• všimněte si, že na vodorovné ose jsou barevně vyznačeny tři intervaly délky 60°; každá proudová křivka by měla tuto osu protínat v místě shodné barvy. Je-li tomu tak, je sled fází správný.
• pokud jsou I2 a I3 prohozené (protínají vodorovnou osu v místě jiné barvy), je potřeba zaškrtnou zatržítko "opačný sled fází" v záložce "konfigurace proudových snímačů" monitorovacího programu a novou hodnotu odeslat do GreenBona.

Účel použití:
Tento osciloskop může velmi usnadnit zprovoznění regulace hlavně při složitějším způsobu měření proudu v objektech s velkým jističem. Tam je proud obvykle měřen velkými proudovými transformátory In/5A a teprve sekundární proud tohoto trafa je snímán proudovým snímačem GreenBona. Tam lze snadno ztratit přehled a dopustit se záměny vodičů jednotlivých fází nebo vzájemné záměny dvou konců jednoho vodiče (obrácení polarity). Oscilogram zaznamenaný výše předepsaným způsobem takové chyby bezpečně odhalí.

Postup stanovení sledu fází zkoušečkou (alternativa pro starší fw)

Sled fází lze určit pomocí (dnes již historické) zkoušečky pro nízké napětí ZN1, kterou dosud vlastní řada starších elektrikářů, nebo novější, v současnosti běžně dostupné zkoušečky Z10.
Postup je u obou citovaných zkoušeček naprosto shodný:

Pevný i pohyblivý hrot musí být u ZN1 připojeny do levé poloviny zkoušečky (viz obr. vlevo). U Z10 se toto řešit nemusí.

Pro toto měření je naprosto nezbytný ještě třetí vývod - je tvořen kovovým dotykem na zadní straně zkoušečky (viz obr. vpravo) a při měření se jej musíme dotýkat rukou! (stejně jako když testujeme fázové napětí doutnavkou) Přiložení pevného hrotu na předbíhající fázi a pohyblivého hrotu na následující fázi je pak indikováno svitem doutnavky, v opačném sledu doutnavka nesvítí.

V našem případě tedy přiložíme pevný hrot zkoušečky na L1 a zároveň se držíme dotyku na zadní straně - doutnavka již svítí, i když jsme ještě nepoužili pohyblivý hrot. Pohyblivým hrotem pak zkusíme zbývající dvě fáze. Zatímco na fázi L2 doutnavka zůstane svítit (a jeden neví, zda tam vůbec něco naměřil), zhasnutí doutnavky bezpečně označí L3.

Kontrola shody sledu fází

Kontrolu provedeme pomocí regulátoru GBO a jeho monitorovacího PC-programu. Opačný sled fází způsobí fázový posun mezi napětím a proudem o +120°, nebo -120°. V obou případech to změní účiník (cos ø) z hodnoty 1 na hodnotu -0,5 a to se projeví změnou polarity a poloviční velikostí v grafickém zobrazení monitorovacího programu.(viz obrázky vpravo) Stačí tedy zapnout v domácnosti velký, symetrický třífázový spotřebič a přitom na PC sledovat, co GBO naměřil. Naměřil-li shodný odběr ve všech fázích, pak je zapojení správně. Naměřil-li ve fázích L2 a L3 proud poloviční a opačného směru, pak je sled fází u proudu opačný, než u napětí a k nápravě stačí obrátit sled fází u napětí zaškrtnutím konfiguračního parametru "opačný sled fází" na záložce "konfigurace proudových snímačů" PC-programu. Pozn.: Není-li k dispozici 3f spotřebič, splní stejnou funkci i velký 1f spotřebič, např. rychlovarná konvice. Konvici postupně připojíme do každé ze tří fází. Její připojení by mělo být v PC programu indikováno v příslušné fázi změnou proudu o cca 5A směrem do mínusu. Opačný sled fází by se projevil ve fázích L2 a L3 poloviční změnou směrem do plusu.	Zobrazení odběru při symetrické 3-fázové zátěži:
	shodný sled fází u napětí i proudu	opačný sled fází

Chování GreenBona při rozdílném sledu fází:

Charakteristickým rysem rozdílného sledu fází u měřených hodnot napětí a proudu je také aktivita regulátoru po západu slunce: odběr elektřiny ve fázích L2 a L3 je (vlivem jejich vzájemného prohození) v GreenBonu naměřen jako přebytek o poloviční velikosti a GBO spustí regulaci, třebaže FVE zaručeně nevyrábí...
Přitom přes den se může regulace chovat zdánlivě normálně, protože jak odběr, tak výroba jsou v té době běžně se vyskytujícími stavy.

Doporučené externí přístroje

SSR - Solid state relay

Polovodičový spínač musí splňovat následující tři parametry:

1. spínání v nule (*) zajištěné vnitřní logikou SSR
2. řídící obvody galvanicky oddělené od silových s elektrickou pevností 4KV~
3. řídící obvody musí reagovat na signál 4,5V/10mA

Těmto podmínkám vyhoví celá řada SSR. Dalším důležitým parametrem ovlivňujícím typ SSR a velikost chladiče je pak maximální spínaný proud.
Pestrým sortimentem vhodných typů SSR i k nim použitelných chladičů v Česku disponuje firma Enika zastupující výrobní firmu Carlo Gavazzi.

V první aplikaci regulátoru GreenBonO ( k FVE 4,2KW, proud SSR tam nepřekročí 12A) bylo použito SSR typu RM1A40D50 spolu s chladičem RHS100 (součástí tohoto chladiče je rovnou i adaptér na DIN lištu RHS00). Značné předimenzování (napěťové, proudové jakož i volba motorového typu kvůli vestavěné přepěťové ochraně a schopnosti bezpečně vypnout i jalovou zátěž) bylo záměrné a výsledek je více než uspokojivý. Regulace funguje znamenitě, chladič se neohřeje ani na 40°C a rušení žádné.

Upozornění: sestava SSR+RHS100 je pro zátěž do 20A a to pouze při zajištění dostatečné výměny vzduchu v okolním prostoru!

Samotné SSR RM1A40D50 je sice dimenzováno na 50A, ale s mnohem větším chladičem, nežli je RHS100. Chladič RHS100 je poměrně malý, má tepelný odpor 3 K/W a dokáže uchladit SSR při trvalém proudu okolo 15...20A (při teplotě okolního vzduchu do 40°C). Jak již bylo mnohokrát ověřeno, tento rozsah pro složku zátěže s plynulou regulací bohatě stačí.
Předimenzování SSR přesto není samoúčelné; uvedená sestava SSR+RHS100 krátkodobě snese 50A, což je důležité zejména při připojení studeného topného tělesa, které má v tom okamžiku podstatně nižší odpor, než po nahřátí na pracovní teplotu.

(*) Spínání v nule:
Sepnutí SSR nastává až při současném splnění dvou podmínek:
- podmínka 1: na řídících svorkách je napěťový signál (+4 ... +32V; je to povel "zapni"- na konkrétní velikosti tohoto napětí pak už nezáleží)
- podmínka 2: napětí na silových svorkách SSR právě prochází nulovou hodnotou
Výsledkem je, že při sepnutí nedochází ke skokové změně proudu silového obvodu a tím pádem ani k rušení.

Měřící transformátory

Problém s galvanickým oddělením u měřících transformátorů není - otvorem v jádru se provleče izolovaný silový vodič a je vystaráno.

Rozhodujícím parametrem je zde potřebný lineární rozsah proudového měření, který je závislý na typu regulace (podle počtu fází), na výkonu spotřebičů a fotovoltaické elektrárny. Zatímco jednofázová regulace (i 3 fázová regulace "na každé fázi zvlášť") si vystačí s rozsahem odpovídajícím proudu největšího spotřebiče, 3f součtová verze musí měřit přesně až do jmenovitého proudu hlavního jističe.

Pro měřící rozsah do 100A

Drtivá většina střešních FVE si nakonec vystačí s proudovým rozsahem do 100A. Tento rozsah zvládají malé měřící transformátory typů PT3 a PT4 firmy PMEC, které jsou použity v 3f měřících modulech, nabízených jako volitelné příslušenství k regulátoru GBO.

Pro měřící rozsah nad 100A

Pro měření proudů řádu stovek ampérů lze použít vhodné měřící transformátory proudu In/5A spolu s naším modulem proudových snímačů (viz. níže) upraveným pro rozsah 5A.

Dvojí transformace - do průvlaku našeho modulu proudových snímačů je zaveden sekundární proud klasického měřícího transformátoru proudu In/5A. I zde samozřejmě platí, že sekundární okruh měřícího trafa proudu musí být vždy uzavřen a je přitom lhostejno, zda to bude do krátka, nebo do nízkoohmové zátěže typu ampermétr, wattmetr či elektroměr.
Pokud již v objektu vhodná proudová trafa jsou, lze je využít, vodič od jejich sekundáru se pouze protáhne průvlakem snímače. Pokud jsou měřící trafa určena pouze pro GBO, pak je průvlakem snímače provlečen vodič, který pouze zkratuje pětiampérový sekundár proudového měřícího trafa .

Úprava citlivosti
Protože ale velikost regulovaných přetoků je mnohonásobně nižší než rozsah tohoto měření, je citlivost regulace velice nízká. Pro její zvýšení je vhodné provést každým průvlakem našeho snímače 3 závity sekundáru měřícího transformátoru proudu. Citlivost regulace přetoků se zvýší 3x. Při odběru jmenovitého proudu ze sítě je pak náš snímač vystaven trojnásobku jmenovitého primárního proudu, dojde u něho však pouze k přesycení feritů a oříznutí naměřeného odebíraného proudu, což snímači nevadí, a regulace je v době odběru beztak zastavena.

Úprava modulu pro rozsah 5A
Úprava modulu proudových snímačů spočívá ve změně velikosti zatěžovacích odporů na desce plošného spoje modulu (pozice odporů na obrázku odpovídá jejich skutečnému umístění na plošném spoji modulu). Pokud je vyžádána v objednávce, je provedena rovnou při výrobě.
Hodnota odporu je 220 Ohm pro snímače s dírou 6mm a 470 Ohm pro snímače s dírou 10mm.

 

Volitelné příslušenství

Měřící moduly proudu

Modul 3f proudového snímače do 100A

rozměry: 82x82x55mm (š,v,h), průvlaky d=10mm

3f modul na DIN lištu je k dispozici jako volitelné příslušenství regulátoru GBO. Vyrábí se ve dvou provedeních - pro rozsah 50A a pro 100A. Obě provedení se od sebe liší pouze velikostí hodnoty zatěžovacího odporu.

• rozsah 50A (zatěžovací odpory mají hodnotu 68Ω)
• rozsah100A (zatěžovací odpory mají hodnotu 33Ω)

Pozn. k montáži:

Průvlaky měřícími transformátory neprovádějte drátovými vodiči, ale lanky.
Měřící transformátory nejsou příliš mechanicky odolné. Manipulace s tvrdými či tlustými vodiči často vyžaduje užití značné síly, při čemž snadno dojde k vylomení transformátorů z plošného spoje a utržení jejich sekundárních vývodů (zalitých v pryskyřici-oprava je obvykle nemožná).
Lanko je ve srovnání s tvrdým drátem výrazně ohebnější a nevyžaduje násilí, přitom elektrickými parametry se od drátu nijak neliší (srovnej katalogové listy vodičů H07V-K a H07V-U na tomto odkazu).

Předepsaná orientace průvlaků je vyznačena na modulu.

Výstupní signál ze snímače je analogový, má charakter střídavého napětí v rozsahu 0-2V (sekundár měřícího transformátoru proudu je zatížen odporem řádu desítek Ohmů, signál se snímá z tohoto odporu). Napěťový signál je zpracováván A/D převodníkem mikroprocesoru (odpor vstupu = 30k), čili odpor vodičů propojovacího kabelu od snímače ke Greenbonu prakticky nemá vliv na přesnost měření.

Vzdálenost mezi snímačem a Greenbonem může být až v řádu stovek metrů. Důležité je ale zajistit odolnost kabelu vúči cizímu napětí. Nezbytné je proto použití stíněného kabelu (stínění připojit na potenciál PE na straně GreenBona) a vyloučení souběhu se silovými kabely. Při použití kabelu s kroucenými páry (UTP, FTP) použijte vždy barevný vodič z páru jako "živý", všechny bílé pak jako společný vodič(uzel hvězdy).

---

2m šňůra s převodníkem USB/RS232

Více informací najdete v následující kapitole.

Komunikace s PC

Pro účely konfigurace parametrů, monitorování měřených hodnot v reálném čase a pro aktualizaci firmwaru je zde volně ke stažení PC-program (pro OS windows98 a novější, nyní již také pro Linux s programem Wine) GreenBonO_HMI.exe.
Tento program je průběžně aktualizován, aby vždy korespondoval se všemi funkcemi nejnovějšího firmwaru regulátoru GBO, přitom si neustále zachovává zpětnou kompatibilitu vůči všem starším firmwarům. Proto zejména ti, kdo přicházejí do styku s více regulátory "GBO-Aku", příp. GreenBonO, by si měli aktualizaci PC programu stahovat pravidelně. Po stažení se nespouští žádná instalace - stačí vybalit kompletní obsah "zipu" včetně adresářové hierarchie do libovolného adresáře. (\help musí být jeho podadresářem, jinak nebude fungovat nápověda)

Popis tohoto programu a návod k použití je zdokumentován v jeho nápovědě, která je součástí zipu v právě zmíněném adresáři \help jako samostatný soubor typu chm (Microsoft html help).

Použité fyzické rozhraní

Regulátor GBO je vybaven sériovým rozhraním RS485 s bipolárním napětím signálu ±5V.
Rozhraní RS485 je dvoužilová datová sběrnice (kroucená dvoulinka), která může dosahovat délky až 1,2 km a lze na ni "pověsit" několik desítek přístrojů.

Sběrnice RS485 spolu s otevřeným protokolem MODBUS RTU, který je v regulátoru implementován, umožňují vytvořit nejen poměrně dlouhé propojení PC s regulátorem, ale poskytují i základy k vytvoření celé sítě prostředků domovní regulace stažené jedinou kroucenou dvoulinkou do domácího PC, nebo pomocí převodníku typu TCP−IP/Serial do domácí počítačové sítě.

Propojení PC s regulátorem jednoduchou šňůrou

V praxi je daleko častějším případem pouze příležitostné přímé připojení PC k regulátoru.

Protože rozhraní RS485 je na fyzické vrstvě velmi podobné rozhraní RS232 (sériové porty COMx v PC), stačí k propojení sériového portu PC s regulátorem (čili k fungujícímu převodu RS232/RS485) jednoduchá dvoužilová šňůra, vybavená konektorem CAN9Z (zásuvka s pájecím žlábkem) na straně RS232. Signál TxD (vývod 3) je nutno změkčit odporem 560...680 Ohm) - viz. obr. vpravo. Šňůra vrací echo, ale s ním konfigurační program počítá a odfiltruje ho.

Šňůra může být dlouhá do 100m, což uvnitř jednoho objektu postačí a spolehlivě zajistí komunikaci PC s nejméně třemi přístroji na sběrnici.

Tato šňůra v délce cca 0,5m je automaticky dodávána spolu s regulátorem GBO. K vytvoření funkčního spojení GreenBona s PC pak stačí připojit ji do sériového portu PC, nebo do převodníku USB/RS232 - viz. popis níže.
V případě potřeby se prodlužuje zásadně na straně RS485 - tedy dvoulinka s vývody A,B. Konektor Cannon zůstává u PC.
Pro plnohodnotnou sběrnici RS485, nebo k propojení dvou samostatně uzemněných stavebních objektů je však nutno použít převodník pro RS485 s galvanicky oddělenými obvody.
 

Využití USB portů (když PC nemá sériový port k dispozici)

Na trhu je v současnosti celá řada převodníků USB/RS485 (připojí se přímo do svorek A,B regulátoru), nebo USB/RS232 (viz. obr. vlevo; jsou levnější než převodníky USB/RS485, a připojí se k regulátoru půlmetrovou šňůrou s konektorem CAN9, která je součástí GreenBona).
Každý takový převodník, zapojený do USB portu, přidá k PC nový sériový port.

Převodní šňůry fy FTDI

Nejrozšířenější (a nejpropracovanější) jsou šňůry od britské firmy FTDI. K nim se musí použít driver fy FTDI typu VCP (=Virtual Com Port). Když je počítač připojen na internet, OS Windows obvykle najde a nainstaluje správný driver automaticky, po prvním připojení šňůry do USB portu počítače.

Zde jsou odkazy na několik ověřených převodníků (všechny mají čip FTDI a umí i Windows 7,8,10):

• Premium Cord převodník USB/RS232 bez galv. oddělení krátký (čár.kód.: 8592220000455) na straně RS232 připojíte konektor půlmetrové šňůry dodané s GBO
  
• Premium Cord převodník USB/RS232 bez galv. oddělení 2m (čár.kód.: 8592220001698) na straně RS232 připojíte konektor půlmetrové šňůry dodané s GBO
  
• Premium Cord převodník USB/RS485 krátký (čár.kód.: 8592220007010) pozor - zde není rozhraní RS232, proto nepoužijete půlmetrovou šňůru dodávanou s GBO, ale sestavíte oba díly převodníku a propojíte převodník USB/RS485 s GBO pouhou dvoulinkou (svorky + na + , - na -)
  

Pozn.: Kdysi byly na českém trhu masivně zastoupeny ještě převodní šňůry fy Prolific (Jižní Korea),
které se již mnoho let nevyrábí, přesto mezi zákazníky ještě jsou a proto je zde i tato poznámka.
Častým problémem u šňůry Prolific je ztráta funkčnosti driveru, obvykle po upgradu operačního systému, mnohdy i mnohem častěji. Proto je lepší se této šňůry zbavit a pořídit si šňůru od FTDI.
Pokud s ní přesto musíte pracovat, pak funkční drivery pro čipy Prolific (pro starší verze windows a také pro linux) najdete zde.
Pro windows 8 a 10 je driver ke stažení zde, a návod na celou jeho instalaci (jak se zbavit chyby "code 10") najdete na tomto odkazu.

Šňůra USB/RS232 jako volitelné příslušenství

Mezi volitelné příslušenství regulátoru GBO jsme zařadili ověřenou 2m šňůru Premium Cord (druhá na seznamu výše (tučně), s čipem FTDI a podporou windows 8 i 10).
Drivery jsou na CD, dodávaném spolu se šňůrou. Obvykle však na CD vůbec nedojde, protože OS windows si sám stáhne a nainstaluje aktuální driver z internetu.
 

Použití šňůry USB/RS232 v Linuxu

Zde je návod na vytvoření virtuálního sériového portu COM1 do prostředí Wine v Linuxu (pro Windows aplikace).
 

---

TCP Socket - most do počítačové sítě

K regulátoru GBO (nebo ke sběrnici RS485 s více přístroji) lze připojit téměř libovolný převodník typu "serial to TCP-IP", který přenáší zcela beze změny veškerá data mezi sériovým portem a aplikační vrstvou protokolu TCP-IP. Sériové rozhraní může mít na fyzické vrstvě protokolu podobu buď RS485, nebo RS232. GBO disponuje rozhraním RS485, proto má RS485 přednost.
Software převodníku plní funkci "TCP socket server". Monitorovací PC-program pro GBO je proto vybaven funkcí TCP socket client, umožňující komunikovat s převodníkem přímo po počítačové síti.

TCP socket v PC programu se nakonfiguruje a aktivuje v záložce "adresace Modbus". Konfigurace spočívá v zadání IP adresy a použitého portu převodníku serial to TCP-IP , aktivace se provede zaškrtávacím políčkem.
(viz. obr. vpravo; po rozkliknutí se zobrazí v plné velikosti)

Samotná komunikace PC programu s regulátorem GBO se pak z pohledu uživatele nijak neliší od komunikace po sériovém portu.
Od verze 1.037 PC-programu funguje i v Linuxu (s podporou API Wine).

---

Doporučený převodník RS485 / ETH

Převodník "RS485 TO ETH" firmy WAVESHARE je v současnosti favoritem (r.2023). Protože má přímo rozhraní RS485 (stejně jako GBO), propojuje se s GBO pouhou dvoulinkou a narozdíl od zapojení s převodníky "serial" (viz. níže) proto nevrací echo. Zároveň také posílá celý paket naráz, takže zajišťuje plnohodnotnou standardizovanou komunikaci a lze ho proto použít i v případě, že chcete s GBO komunikovat pomocí softwaru třetí strany.

Převodník je dodáván i s napájecím adaptérem 230/5V,1A. Nastavuje se po připojení do ethernetu příslušného adresního rozsahu (192.168.0.*) standardním http protokolem (webovým prohlížečem na portu 80). Výchozí adresa převodníku je 192.168.0.7, jméno i heslo je admin.

Převodník pochází z Číny, funkce je úspěšně ověřena, poznatky o životnosti přístroje zatím nejsou.

Převodník RS485 / wifi

Stejná firma vyrábí i převodník do wifi sítě, který sice nemáme odzkoušený, ale je vysoká pravděpodobnost, že bude fungovat obdobně.

---

Další ověřené převodníky: RS232 / TCP-IP - pouze však pro komunikaci s "GreenBonO_HMI"

Kdo si vystačí s komunikací prostřednictvím našeho PC-softwaru "GreenBonO_HMI.exe", může použít i převodníky na rozhraní RS232. V takovém případě se s GBO propojují prostřednictvím šňůry dodávané ke GBO, která funguje jako jednoduchý převodník RS232/RS485, ale narozdíl od řádného převodníku RS232/RS485 vrací echo (paket vyslaný z PC do GBO se okamžitě vrací zpět; v rozporu se standardem), což softwary třetích stran nedokáží zpracovat a nekomunikují. Náš software "GreenBonO_HMI.exe" umí jak odfiltrovat echo, tak sestavit paket posílaný po částech, takže komunikuje i pomocí převodníků, s kterými si softwary třetích stran neporadí.

Následuje přehled tří typů převodníků RS232 to TCP-IP, s GreenBonem úspěšně odzkoušených (první dva v r.2016, třetí v r. 2020):

1. HLK-RM04 (Čína), jednoduchý, pro LAN i Wifi, bez skříňky, v nabídce firmy Hadex - sestává ze dvou částí-nutno zakoupit obě: vývojový modul M430F + wifi port M430O
2. WIZ110SR Wiznet (Jižní Korea), jednoduchý, pouze pro LAN, bez skříňky, v nabídce sos electronics
3. WIZ750SR110 opět WIZNET, obdobných vlastností jako předchozí model, tento je novější a trochu levnější- (návod pro GBO zpracoval Pavel Tater;děkuji)

Dálkový přístup

V okamžiku, kdy dostanete data z GreenBona do své lokální počítačové sítě (LAN), máte obvykle k dispozici i technické prostředky k tomu, abyste mohli ke GreenBonu přistupovat i odkudkoli z internetu. Je to již čistě záležitost konfigurace rozhraní mezi lokální sítí a internetem. Vyžaduje to mít přípojku k internetu s neměnnou IP adresou a povolit přístup z internetu do LAN pro vybranou lokální IP adresu a port. To se dělá nastavením NAT (Nerwork address translation) modemu napojeného na internet.
Některé modemy striktně vyžadují zabezpečenou lokální bezdrátovou síť - dokud nenastavíte šifrování a filtr MAC adres, modem přístup zvenčí neumožní.

Dálkový přístup je pak obdobný, jako přístup přes LAN, pouze v nastavení socketu PC programu zadáváte globální IP adresu - svého přípojného místa k internetu.
Odezva na dálku ale trvá několikrát déle, než při místním připojení, takže od odeslání povelu k potvrzení o jeho provedení uběhne i více, než 5s.

Firmware

Rozmanitost realizovaných zakázek často přináší nové požadavky na rozšíření původní funkcionality přístroje. Výhodou zařízení, obsahující mikroprocesor je, že tyto změny lze jednoduše zakomponovat do programového vybavení, bez nutnosti zasahovat do hardwaru.

Také firmware regulátoru GBO prošel (a stále prochází) tímto vývojem. Postupem času se původně jediný firmware regulátoru značně rozvětvil:

• podle počtu regulovaných fází (jednofázové, třífázové)
• podle funkce střídače eletrárny (wattrouter, vytěžovač)
• podle použitých SSR (spínání v nule, fázové řízení)

Všechny firmwary jsou uloženy v "zip" souboru, kde jsou rozříděny do adresářů podle verze a výše uvedených kritérií. Každý soubor firmwaru obsahuje v úvodu stručný popis, za ním následuje samotný kód ve formátu Intel Hex.

Aktualizace firmwaru

PC program má k tomu účelu záložku "aktualizace firmwaru", z níž je možno nahrát jakýkoli zveřejněný firmware (novější i starší) prostřednictvím implementovaného sériového rozhraní (RS485).

Průvodce dostupnými firmwary

pdf soubor vysvětlující způsob pojmenování a stručný popis funkce jednotlivých firmwarů.

Postup při konfiguraci a uvedení do provozu

Samotnou konfiguraci regulátoru lze provést předem, na stole. Stačí k regulátoru připojit pouze napájení 230V a propojit ho šňůrou sériové komunikace s PC, v němž je nainstalován a spuštěn program GreenBonO_HMI.exe (v dalším textu již jen PC-program).

Zejména při prvním setkání s regulátorem GBO může být tento postup užitečný. Umožní Vám v klidu se s regulátorem seznámit a připravit si tak půdu pro hladký průběh dokončovacích prací (už víte, co můžete očekávat a kam máte sáhnout). Při uvádění zařízení do provozu pak již bude zbývat pouze provést kalibraci a kontrolu orientace proudových čidel.

Zatímco následující text sekvenčně popisuje celý postup uvedení do provozu a předpokládá tedy již kompletní zapojení celé regulace,
zeleným textem jsou vyznačeny jen ty kroky, které nevyžadují úplné zapojení a lze si je předem přichystat na stole.

---

• Je-li v horní komunikační liště PC-programu správně zvolen použitý sériový port, pak přístroje zahájí komunikaci okamžitě po spuštění programu, což je indikováno dvěma virtuálními kontrolkami PC-programu (Rx a Tx), umístěnými vedle roletového menu pro volbu sériového portu.(viz. obr. vpravo)
   
  
• Nastavení konfigurace proudových snímačů
  V PC-programu otevřte záložku "Konfigurace-proud.snímače". Na této záložce v bloku "měření proudu" zvolte tu variantu, kterou jste ve své aplikaci skutečně použili.
  Po provedení volby se aktivuje tlačítko "Odeslat" a po jeho odkliknutí je informace odeslána do regulátoru. Po úspěšném odeslání se tlačítko zablokuje a potvrdí tak úspěšný přenos dat do regulátoru.

  (aktivní tlačítko vždy signalizuje nesoulad mezi obsahem paměti regulátoru a navoleným stavem v PC-programu; upozorňuje uživatele, že zřejmě v průběhu sezení provedl změnu, kterou ještě neodeslal)
  

• Zapojení a kontrola proudových snímačů:
  je podrobně rozepsána v prvních dvou etapách montážního předpisu .
  

  ---

• kalibrace proudových snímačů
  Pozn.: Standardní měřící moduly AC proudů fy. Yorix není třeba kalibrovat - výchozí výrobní hodnoty jsou dostatečně přesné.

  Kalibrace slouží k převodu bezrozměrných hodnot získaných A/D převodem do standardních měrných jednotek (voltů,ampérů), které se posléze zobrazují na monitorovací záložce PC-programu. Protože algoritmy regulátoru GBO využívají přímé hodnoty z A/D převodníků, tato kalibrace nemá vliv na regulaci a slouží pouze k normalizaci zobrazení naměřených hodnot v PC-programu. Nejsou-li např. zrovna k dispozici měřidla nutná k změření skutečných hodnot, nestane se vynecháním tohoto kroku nic horšího, než že PC nebude zobrazovat proudové hodnoty zrovna přesně v ampérech.
  Kalibraci provádějte zásadně v době, kdy nespíná SSR. Jinak vaše měřidlo nenaměří správné hodnoty.
  

  Postup kalibrace:
  

  • V PC-programu zvolíme záložku ("Okamžité hodnoty") a současně měříme externím měřidlem veličinu, kterou chceme kalibrovat (nebo ji můžeme odečíst ze střídače, pokud ji zobrazuje).
  • Ve chvíli, kdy měřená hodnota dosáhne ustáleného stavu při rozumné velikosti (co možná největší hodnotě uvnitř lineárního rozsahu snímače), přepneme PC program na druhou záložku: "Konfigurace-proud.snímače". (V tom okamžiku se jednorázově načtou hodnoty měřených veličin získané v regulátoru A/D převodem a zobrazí se v kolonkách "A/D převodník")
  • Hodnotu, kterou jsme právě naměřili externím měřidlem vyplníme (s přesností na jedno desetinné místo) do příslušné bílé kolonky "naměřená hodnota" a odklikneme tlačítko "Vypočíst a odeslat KK". Tím je kalibrace této veličiny hotová a na první, monitorovací záložce programu se od té chvíle budou zobrazovat její správné hodnoty.
  
  Obdobně provedeme kalibrace ostatních veličin.

  
  

  ---

  Na záložce "konfigurace-prou.snímačů" je pod blokem "měření proudu" ještě blok "Jmenovité proudy" pro zadání dvou proudových hodnot.
  
  1. První z nich - "měřící transformátory" slouží k stanovení měřícího rozsahu při grafickém zobrazení měřených proudů na první záložce programu. Hodnota, kterou zde zadáte, bude představovat plnou výchylku na grafickém indikátoru proudu. Jiný účel neplní, na samotnou regulaci nemá vliv.
     
  2. Druhá hodnota - "hlavní jistič" je pro zadání jmenovitého proudu hlavního jističe. Zatím je to pouze rezerva k možnému využití v dalších verzích.
  
  

  ---

• konfigurace relé a nastavení spínacích hodin
  Následující funkce mají již pouze podpůrný charakter a zatímco mnohdy možná ani nebudou využity, jinde budou využívány velmi často podle potřeb daného ročního období. Uplatnění najdou zejména v odběrných místech plně zavedených na elektřinu. Tam bude často docházet ke sdílení zásobníků energie stálými i doplňkovými spotřebiči a bude nutno koordinovat jejich společnou činnost.
  

1. Prvním funkčním blokem na třetí záložce PC-programu je blok konfigurace relé, který povoluje/zakazuje funkci jednotlivých vestavěných relé a dále definuje vazby těchto relé na ovládací signály z obou implementovaných spínacích hodin.
   

   Pozn.:
   Blokové schéma je zde vyvedeno ve dvou barvách vodičů - zatímco černé drátování zobrazuje regulaci přebytků, červeným vodičem jsou vyznačeny okruhy, sloužící k doplnění energie ze sítě ve dnech, kdy na to slunce nestačilo. Tato konfigurace zajišťuje, že u spotřebičů závislých na elektřině ze sítě není nutné žádné dodatečné drátování v rozvaděči, ale stačí na to pár kliknutí myší.

   Význam jednotlivých konfiguračních bitů je patrný ze schematického znázornění.
   
   1. Dolní řada zaškrtávacích políček (černé dráty) umožní úplný zákaz či povolení kteréhokoli relé. Nejspíš se bude hodit po skončení topné sezóny, k letnímu odstavení spotřebičů sloužících k vytápění.
      
   2. Horní řada zaškrtávacích políček (červené dráty) umožní "natvrdo" sepnout vybraný spotřebič v době, kdy jsou současně aktivní spínací hodiny SH2 i povel NT (kontakty obou jsou v sérii). Časový interval sepnutí je pak podmnožinou intervalu "nízkého tarifu" spínaného signálem HDO - aby bylo možno omezit nežádoucí nákup elektřiny, např. před východem slunce. Typickým příkladem použití je spínání bojleru TUV v zimním období, kdy je celá řada dnů s nedostatečným slunečním svitem, takže je obvykle nutné dobít bojler ze sítě.
      
   Tlačítko "odeslat" slouží k odeslání upravených dat do regulátoru GBO. Normálně je pasivní, je-li něco nového k odeslání, přejde do aktivního stavu.

2. Druhým blokem je nastavení reálného času v regulátoru. V tomto bloku je zobrazen jak čas v regulátoru, tak čas v PC. Pokud se navzájem liší o více než 10 sekund, tlačítko "seřídit podle PC" přejde do aktivního stavu a celý blok bliká žlutě. Jedním kliknutím se pak nastaví čas v regulátoru.

3. Třetím blokem je grafická reprezentace spínacích hodin SH1, sloužících ke spínání relé K5. Toto relé, jak je ostatně patrno ze schématu na popisované záložce programu není součástí spínací kaskády - není ovládáno PI regulátorem spotřeby. Je ovládané výhradně jen spínacími hodinami a umožňuje zkrátit dobu připojení těch spotřebičů nízkotarifního proudu, které nejsou řízené regulátorem GBO, ale sdílejí s regulovanými spotřebiči úložiště energie.
   Konkrétní příklad: akumulační nádrž se dvěma topnými tělesy- první těleso je spínané pouze nočním proudem, druhé je řízené regulátorem GBO a dodává přebytky z FVE. V některých ročních obdobích je žádoucí omezit dobu sepnutí prvního tělesa, a k tomu slouží relé K5 a spínací hodiny SH1.
   Dva spínací intervaly se nastavují posunem modré (start) a hnědé (stop) zarážky, které lze přesouvat myší. Někdy se hodí tlačítko "default" (je součástí obou spínacích hodin, na obr. je viditelné na hodinách SH2), jehož stisknutím se časy přednastaví do výchozího stavu zobrazeného na obr.(odpovídá předvoleným časům všech vlastníků FVE připojených k síti spravované fy. E.On), a pak lze pohodlně upravit nastavení dle potřeb. Spínací intervaly jsou zobrazeny stejnou barvou, jako spínaná relé ve vedlejším schématu. Zároveň je ve spínacích hodinách vyznačen červeně interval nízkého tarifu, který lze upravit ve spínacích hodinách SH1 poté co se přepne příslušné "radiové tlačítko" volby zadání spínacích časů.
   Tento červený interval nízkého tarifu slouží k výhradně jen orientaci (ne každý si trvale pamatuje, jak ho má doma nastaven) skutečný interval nízkého tarifu je určen vnějším signálem od spínacích hodin v analogovém vstupu AI0. Výsledný spínací interval je dán společným průnikem intervalů spínacích hodin SH1 a nízkého tarifu.

4. čtvrtým blokem je blok spínacích hodin SH2. Způsob nastavení je shodný s hodinami SH1, smysl těchto hodin byl popsán při popisu horních zaškrtávacích políček schématu (v odstavci 1 této kapitoly).

Zálohování konfigurace

Záloha uvnitř "GBO-Aku"

Po úplném nastavení požadovaných vlastností regulátoru, je nutno uložit (zálohovat) aktuální konfiguraci do paměti FLASH regulátoru GBO. K tomu účelu je na záložce konfigurace-proud.snímače v levém dolním rohu blok záloha celé konfigurace do FLASH, s tlačítkem odeslat.
PC-program sám vyzve uživatele k zálohování konfigurace na konci každého sezení, během něhož zaregistroval zásah do konfigurace.

K čemu je to dobré:
Konfigurační data využívaná mikroprocesorem jsou uložena v paměti EEPROM. Tato paměť sice udrží data i bez napájecího napětí, přesto však někdy může data ztratit (stává se to). Mikroprocesor GreenBona proto průběžně hlídá konzistenci dat v EEPROM a pokud zachytí anomálii, automaticky načte do EEPROM záložní data z FLASH. Tuto operaci automaticky provádí také každou půlnoc.
Pokud tedy provedete změnu konfigurace, aniž byste nakonec výslednou konfiguraci zazálohovali, pak se nejpozději o nejbližší půlnoci vrátí konfigurace do stavu před Vaší úpravou.
Máte-li aktuální konfiguraci zálohovanou, případná kolize EEPROM se napraví sama.

Archivace na harddisku PC

Konfiguraci přístroje lze ukládat na harddisk připojeného PC v podobě binárního souboru ve tvaru "*.gbo". Takový soubor lze pak zase kdykoli zapsat zpět do GreenBona. Lze tak mít v PC uloženo více souborů, každý s konfigurací odladěnou pro jiné roční období a ve chvíli, kdy nastane jejich čas, jednoduše nahrát kompletní konfiguraci několika kliknutími myši.

Obsluha regulátoru v běžném provozu koncovým uživatelem

U základní funkce regulátoru (PI-regulace) se žádné zásahy od uživatele již nepředpokládají.

Zato u podpůrných funkcí, souvisejících se spínacími hodinami SH1 a SH2 ( cílená optimalizace spínacích časů nízkotarifních spotřebičů) se dá očekávat potřeba úpravy spínacích časů několikrát do roka. Přitom tyto funkce jsou v zásadě nezbytné v těch případech, kdy použitý spotřebič je závislý na elektřině ze sítě (bojler - po slunečně nepříznivém dnu je třeba doplnit energii ze sítě)

Podpůrné funkce jsou závislé na správné hodnotě reálného času.

Karta reálného času

Regulátor GBO-Aku je standardně vybaven kartou reálného času se záložní baterií, schopnou udržet chod hodinového obvodu řadu měsíců i bez síťového napájení.
S kartou reálného času jsou všechny funkce regulátoru vůči výpadku napájení imunní. Po obnovení napájení začne vše fungovat tak, jako by ani k žádnému výpadku nedošlo.

Karta je připojena do programovacího konektoru základní desky regulátoru v jeho pravé, horní části.(viz.obr.)

Karta plní ještě další významnou funkci:

Popis funkce "Externí WatchDog":
Karta reálného času má aktivován časovač, který každou sekundu dekrementuje svůj registr, až nakonec po dosažení nuly v tomto registru vyšle karta krátký impuls, který je přiveden do vstupu "RESET" regulátoru GBO. GBO v normálním stavu nastavuje každou celou minutu tříminutový odklad pro externí RESET (paketem IIC protokolu nastaví dekrementovaný registr na hodnotu 180). Pokud "GBO-Aku" zatuhne, odklad do karty RČ nepřijde a ta do třech minut vyvolá RESET.

Reset karty reálného času

Také samotná karta reálného času obsahuje čip, který někdy potřebuje svůj RESET. Ten lze vyvolat vyzkratováním vývodů krystalu 32kHz na dobu okolo 5 sec.

Jak objednávat

Kde objednat

• Yorix (e-mailem přímo u výrobce)
  
• GBC Solino (pouze velkoobchodní zákazníci)
  
• EMS elektroinštalácie s.r.o., Trstená (Slovensko)
  

Jakou sestavu zvolit

Pro klasiský On-grid měnič je volba jasná - vždy to bude sestava pro pracovní mód "wattrouter".

Ostrovní režim má také jasnou volbu, tentokrát pracovní mód "vytěžovač".

U hybridního měniče je zásadním kritériem pro volbu pracovního módu postoj místního správce sítě.

• Pokud máte povoleno dodávat přebytky do sítě, pak je lepší zvolit mód wattrouter - je jednodušší na zapojení i na funkci. Měnič bude mít nastaveno, že smí dodávat do sítě.
  
• Pokud nesmíte dodávat do sítě, pak je nutný mód vytěžovač. Měnič přitom musí mít nastaven zákaz dodávky do sítě.
  Podrobněji v kapitole Regulace shybridním měničem

Současné nejobvyklejší sestavy:

Sestava 3f. wattrouteru (pro 3f FVE s elektroměrem, účtujícím každou fázi zvlášť) obsahuje:

• 1 ks GBO-Aku (regulátor s vestavěnou kartou reál. času)
• 1 ks modul 3f proud. snímačů
• 3 ks SSR s chladičem
• 1 ks převodní šňůra USB/RS232

Sestava jednofázového vytěžovače pro hybridní FVE obsahuje:

• 1 ks GBO-Aku (1f) (regulátor s vestavěnou kartou reál. času a interním snímačem AC proudu)
• 1 ks DCI50A - DC snímač proudu baterie
• 1 ks DCSG - snímač napětí baterie
• 1 ks ACI50A - snímač AC proudu k hlídání a omezení výstupního proudu měniče
• 1 ks SSR s chladičem a funkcí "spínání okamžitě"
• 1 ks převodní šňůra USB/RS232

Prohlášení o shodě

EU prohlášení o shodě