Instalacja fotowoltaiczna lub inne źródło OZE może produkować energię zgodnie z założeniami, a mimo to nie przynosić oczekiwanych efektów ekonomicznych. Powodem bywa niedopasowanie profilu produkcji do rzeczywistego zużycia w budynku. Sam odczyt z falownika pokazuje przede wszystkim, ile energii wytworzyła instalacja, ale nie zawsze odpowiada na pytanie, jaka część została zużyta na miejscu, kiedy pojawiały się największe nadwyżki i w których godzinach obiekt pobierał energię z sieci. Do takich analiz przydatne są dane z liczników i urządzeń komunikujących się przez Modbus.
Sam uzysk z instalacji nie pokazuje pełnego bilansu
Właściciel instalacji często zaczyna od obserwowania dziennej lub miesięcznej produkcji. To ważna informacja, ale nie wystarcza do oceny sposobu gospodarowania energią. Dwie instalacje mogą wytworzyć w miesiącu tyle samo energii, a mimo to osiągnąć zupełnie inny poziom autokonsumpcji.
Jeżeli produkcja przypada głównie na godziny, w których budynek ma niewielkie zapotrzebowanie, znaczna część energii może zostać oddana do sieci. Z kolei obiekt pracujący intensywnie w ciągu dnia może wykorzystać większą część produkcji bezpośrednio.
Warto mierzyć przepływ energii w punkcie przyłączenia
Kluczowym miejscem pomiarowym jest często główny punkt, przez który energia przepływa pomiędzy instalacją wewnętrzną a siecią. Dane z odpowiednio dobranego licznika pozwalają określić, kiedy obiekt pobiera energię i kiedy występuje eksport.
Po zestawieniu tych informacji z produkcją OZE można obliczyć, jaka część wytworzonej energii została wykorzystana na miejscu. Taki bilans jest znacznie bardziej użyteczny niż sam wykres z falownika.
Modbus upraszcza wymianę danych między urządzeniami
W automatyce i energetyce często stosuje się protokół Modbus do komunikacji z licznikami, analizatorami i innymi urządzeniami pomiarowymi. Pozwala on odczytywać określone rejestry zawierające między innymi dane o energii, mocy czy innych parametrach dostępnych w konkretnym urządzeniu.
Nie oznacza to jednak, że każdy licznik z Modbus będzie automatycznie współpracował z każdym systemem. Trzeba sprawdzić wersję protokołu, interfejs komunikacyjny, adresowanie oraz mapę rejestrów opisaną przez producenta.
Monitor energii może pełnić rolę warstwy pośredniej
Urządzenie takie jak monitor energii Modbus można wykorzystać jako element systemu zbierania danych z odpowiednio kompatybilnych liczników i urządzeń. Dzięki temu informacje energetyczne mogą zostać włączone do szerszego monitoringu obiektu.
Konkretne możliwości zależą od konfiguracji i dokumentacji stosowanego sprzętu. Przed wdrożeniem trzeba więc potwierdzić obsługiwane urządzenia, sposób komunikacji i zakres dostępnych danych.
Produkcję i zużycie warto analizować w tym samym przedziale czasu
Porównywanie miesięcznej produkcji z rocznym zużyciem nie daje precyzyjnego obrazu. Najbardziej użyteczne są dane zapisane w tych samych interwałach, na przykład co kilka minut lub co kwadrans.
Pozwala to zobaczyć, czy lokalne zużycie rzeczywiście pokrywa się z okresem wysokiej produkcji. Im krótszy interwał, tym dokładniej można obserwować profil, choć jednocześnie rośnie liczba danych wymagających przechowywania.
Autokonsumpcja jest jednym z najważniejszych wskaźników
Autokonsumpcja pokazuje, jaka część energii wyprodukowanej przez instalację została wykorzystana bezpośrednio w obiekcie. Wysoki poziom oznacza, że produkcja w dużej mierze odpowiada bieżącemu zapotrzebowaniu.
Nie należy jednak dążyć do maksymalizacji tego wskaźnika za wszelką cenę. Sposób optymalizacji zależy od modelu rozliczeń, kosztów energii, profilu działalności i ewentualnego magazynu.
Drugi istotny wskaźnik to samowystarczalność
Autokonsumpcja mówi o wykorzystaniu własnej produkcji, natomiast samowystarczalność odpowiada na inne pytanie: jaka część całkowitego zapotrzebowania obiektu została pokryta energią z własnego źródła.
Firma może mieć wysoką autokonsumpcję, a jednocześnie niewielką samowystarczalność, jeśli instalacja jest mała w stosunku do potrzeb. Oba wskaźniki warto więc analizować razem.
Profil godzinowy pokazuje, gdzie powstają nadwyżki
W słoneczny dzień produkcja fotowoltaiczna zwykle rośnie rano, osiąga maksimum w środkowej części dnia i później spada. Zużycie w budynku może wyglądać zupełnie inaczej.
Jeżeli duże odbiorniki uruchamiane są wcześnie rano lub wieczorem, część zapotrzebowania przypada poza okresem intensywnej produkcji. Monitoring pozwala zobaczyć te różnice i ocenić, czy niektóre procesy można przesunąć w czasie.
Przesuwanie obciążeń może zwiększać wykorzystanie energii lokalnej
W przedsiębiorstwie można czasem zmienić harmonogram pracy pomp, grzałek, ładowania urządzeń, chłodzenia lub innych odbiorników. Jeśli nie wpływa to negatywnie na produkcję, większa część poboru może zostać przeniesiona na godziny wysokiego uzysku OZE.
Nie każde urządzenie daje taką możliwość. Proces technologiczny i bezpieczeństwo mają pierwszeństwo przed optymalizacją energetyczną. Monitoring pozwala jednak wskazać te odbiorniki, w których elastyczność rzeczywiście istnieje.
Dane z Modbus mogą pomóc analizować pojedyncze obwody
Jeżeli odpowiednie liczniki są zainstalowane nie tylko na wejściu do budynku, ale również przy wybranych odbiornikach, można rozdzielić zużycie na poszczególne procesy.
Dzięki temu firma widzi, ile energii pobiera na przykład wentylacja, ładowanie pojazdów, pompy, produkcja lub część biurowa. Pozwala to lepiej zrozumieć, które obciążenia odpowiadają za największą część profilu.
Dane chwilowe i energia skumulowana służą do innych analiz
Moc chwilowa pokazuje, co dzieje się w danym momencie. Energia skumulowana pozwala natomiast policzyć zużycie w określonym okresie.
Obie informacje są ważne. Moc pomaga obserwować szczyty i krótkie zmiany, natomiast energia jest potrzebna do porównywania dni, tygodni i miesięcy. System powinien przechowywać te dane w sposób umożliwiający ich późniejsze zestawienie.
Szczyty poboru mogą być równie ważne jak całkowite zużycie
W wielu firmach problemem nie jest wyłącznie liczba kilowatogodzin, ale również moment, w którym wiele dużych odbiorników pracuje jednocześnie. Monitoring może pokazać takie zdarzenia.
Jeżeli szczyty powtarzają się regularnie, można sprawdzić, czy rozruchy da się rozłożyć w czasie albo czy część procesu można zsynchronizować z produkcją OZE.
Magazyn energii warto projektować na podstawie profilu
Dane z kilku tygodni lub miesięcy pozwalają lepiej ocenić, kiedy powstają nadwyżki i jak długo utrzymuje się zapotrzebowanie po zakończeniu produkcji.
Bez takiej analizy łatwo dobrać magazyn o pojemności niedostosowanej do rzeczywistych potrzeb. Zbyt mały nie wykorzysta części nadwyżek, a przewymiarowany może nie pracować w ekonomicznie uzasadniony sposób.
Pompa ciepła i fotowoltaika mogą być analizowane razem
W budynkach wyposażonych w pompę ciepła warto obserwować jej zużycie na tle produkcji PV. Dzięki temu można określić, w jakim stopniu urządzenie korzysta z energii wytwarzanej na miejscu.
W niektórych warunkach możliwa jest optymalizacja harmonogramów, na przykład poprzez wcześniejsze przygotowanie ciepła wtedy, gdy instalacja produkuje więcej energii. Wszystko zależy jednak od charakterystyki budynku i systemu grzewczego.
Ładowanie samochodu elektrycznego jest dużym, elastycznym odbiornikiem
Ładowarka może pobierać znaczną moc przez kilka godzin. Jeżeli samochód stoi przy obiekcie w ciągu dnia, warto analizować możliwość zwiększenia ładowania w okresach wysokiej produkcji.
Monitoring zużycia i produkcji pozwala określić, czy taki scenariusz rzeczywiście zwiększa lokalne wykorzystanie energii. W bardziej rozbudowanych systemach może to być jeden z elementów automatycznego zarządzania obciążeniem.
Dane trzeba odpowiednio interpretować
Spadek produkcji nie zawsze oznacza awarię. Może wynikać z zachmurzenia, temperatury, śniegu albo naturalnych zmian sezonowych. Podobnie wzrost zużycia może wynikać z większej aktywności firmy.
Dlatego wykresy powinny być analizowane razem z informacjami o warunkach i działalności obiektu. Sam pomiar nie odpowiada jeszcze na pytanie o przyczynę.
Komunikację RS-485 trzeba poprawnie zaprojektować
W przypadku Modbus RTU ważne są między innymi sposób prowadzenia magistrali, terminacja, adresy urządzeń oraz parametry transmisji. Błędy instalacyjne mogą prowadzić do niestabilnych odczytów i przerw w komunikacji.
Połączenie powinno zostać wykonane zgodnie z dokumentacją wszystkich używanych urządzeń. Dotyczy to zarówno warstwy elektrycznej, jak i konfiguracji programowej.
Monitorowanie kilku punktów wymaga spójnego nazewnictwa
Jeśli firma mierzy energię w wielu obwodach, dobrze jest od początku stosować jasne nazwy. „Licznik 1” po kilku miesiącach może niewiele mówić, natomiast „PV AC”, „pompa ciepła” czy „hala produkcyjna” pozostają czytelne.
Spójność ułatwia też tworzenie raportów i porównywanie danych z różnych lokalizacji.
Największa wartość pojawia się wtedy, gdy dane prowadzą do działania
Monitoring nie powinien kończyć się na atrakcyjnym wykresie. Jego zadaniem jest wskazanie, kiedy energia jest zużywana, kiedy powstają nadwyżki i gdzie można zmienić sposób pracy.
Dobrze skonfigurowany system Modbus może pomóc połączyć produkcję OZE z rzeczywistym profilem energetycznym obiektu. Na tej podstawie łatwiej podejmować decyzje dotyczące harmonogramów odbiorników, magazynu energii, rozbudowy instalacji czy dalszej automatyzacji.
