Fronius Smart Meter – do czego służy i czy warto?

W związku z wejściem w życie ustawy o net-billingu, coraz więcej osób zadaje sobie pytanie w jaki sposób zwiększyć autokonsumpcję energii elektrycznej we własnej instalacji fotowoltaicznej a tym samy uzyskać większe zyski z posiadania instalacji PV.

Jednym ze sposobów na poprawę autokonsumpcji jest wykorzystanie licznika energii Fronius Smart Meter. Poniżej opiszemy jak to zrobić i co można dzięki temu uzyskać.

1. Po co podgrzewać wodę prądem z instalacji PV
2. Fronius Smart Meter do załączania grzałki w bojlerze
3. Smart Meter można wykorzystać do sterowania innymi odbiornikami
4. Sterowanie grzałką za pomocą Fronius Ohmpilot
5. Integracja falownika Fronius z pompą ciepła
6. Sterowanie bojlerem bez Smart Metera
7. Mniejsza grzałka korzystniejsza
8. Podsumowanie

Po co podgrzewać wodę prądem z instalacji fotowoltaicznej

W czasach obowiązywania net-billingu, za prąd wyeksportowany do sieci elektroenergetycznej nie dostajemy zbyt wielkich stawek. Aby wobec tego zwiększyć opłacalność instalacji fotowoltaicznej, warto zwiększyć autokonsumpcję, czyli zużycie prądu wytworzonego w instalacji fotowoltaicznej i wykorzystanego bezpośrednio w domu lub biurze.

Gdy instalacja PV produkuje energię elektryczną, jest ona w pierwszej kolejności wykorzystywana do zasilenia urządzeń w domu lub biurze. Dopiero niewykorzystana nadwyżka prądu jest odsprzedawana. Autokonsumpcja w bezpośredni sposób i najskuteczniej obniża rachunki za prąd.

Najprostszym sposobem zwiększenia autokonsumpcji jest montaż magazynu energii dzięki czemu prąd zmagazynowany w ciągu dnia możemy wykorzystać w nocy. Niestety, jest to równocześnie najdroższy sposób. Znacznie tańszą metodą jest podgrzewanie wody do wykorzystania jako c.w.u. (ciepła woda użytkowa).

Fronius Smart Meter do załączania grzałki w bojlerze

Fronius Smart Meter to dwukierunkowy licznik (zlicza przepływ prądu zarówno z elektrowni do domu czy biura jak i w przeciwnym kierunku, w sytuacji, gdy fotowoltaika wytwarza nadwyżkę energii) służący do optymalizacji zużycia energii na własne potrzeby.

Wykorzystując licznik Fronius Smart Meter oraz zewnętrzny przekaźnik do załączania grzałki w bojlerze, można tak zaprogramować system, aby załączał grzałkę / grzałki, gdy mamy nadwyżkę energii z fotowoltaiki oraz wyłączał, gdy nadwyżka znika. W normalnych warunkach taka nadwyżka zostałaby wyeksportowana do sieci i odsprzedana po cenie ustalonej na giełdzie energii.

Przekaźnik będzie albo załączał pełną moc grzałki albo będzie wyłączał pełną moc. W tym rozwiązaniu nie ma możliwości wykorzystywania niewielkich nadwyżek mocy z fotowoltaiki do grzania wody – ustalamy nadwyżkę mocy przy jakiej Smart Meter za załączyć grzałkę, np 2000W. Gdy nadwyżka mocy z instalacji PV będzie mniejsza np. 1500W grzałka nie włączy się a nadwyżkowa energia trafi do sieci. Funkcję płynnej regulacji posiada regulator zużycia zwany Ohmpilot. Dzięki Ohmpilot możemy efektywniej wykorzystywać nadwyżki energii solarnej jednak urządzenie to kosztuje ok 4.000 zł plus koszt montażu.

Aby wykorzystać nadwyżkową energię z instalacji PV potrzebujemy urządzenia zwanego Fronius Datamanager, które jest standardowo montowane w inwerterach Fronius (z wyjątkiem wersji Light). Fronius Datamanager to centrala komunikacyjna falowników Fronius. Dzięki łączności z internetem Datamanager przesyła dane do portalu Solarweb.com i możemy zobaczyć np. ile prądu wyprodukował nasz falownik.

Fronius Datamanager można tak zaprogramować, aby uruchamiał grzałkę jedynie gdy mamy nadwyżkę energii elektrycznej, która zamiast zostać wyeksportowana do sieci (po niskich stawkach) może zostać wykorzystana bezpośrednio w gospodarstwie domowym (obniżając rachunek za prąd).

Smart Meter można wykorzystać do sterowania innymi odbiornikami

Licznik Smart Meter można również wykorzystać do sterowania innych odbiorników niż bojler. Możemy nim uruchamiać pompę ciepła, pralkę czy zmywarkę. Dla takich odbiorników ustawiamy minimalny czas pracy, niezależnie od sytuacji pogodowej. Jeżeli pojawiło się słońce i wraz z nim nadwyżka energii, Smart Meter uruchomił np. zmywarkę, wówczas ustawiamy minimalny czas pracy, np. 90 min (albo np. 20 min dla pompy ciepła) niezależnie od tego czy pogoda się utrzymuje, czy pojawiła się chmura i nadwyżka energii znikła.

Smart Meter w wersji 3-fazowej kosztuje ok. 1000 zł, natomiast w wersji 1-fazowej ok 860 zł brutto. Do powyższych cen należy doliczyć koszt przekaźnika oraz montaż.

Sterowanie grzałką za pomocą Fronius Ohmpilot

Fronius Ohmpilot to urządzenie umożliwiające sterowanie grzałkami (albo bardziej ogólnie odbiornikami rezystancyjnymi) w przedziale od 0 – 9kW dla odbiorników 3-fazowych (w wariancie 1-fazowym zakres sterowania wynosi 0 – 3kW). Ohmpilot pozwala na bardzo płynne sterowanie odbiornikiem – zakres regulacji wynosi 1W dzięki czemu można znacząco zwiększyć poziom zużycia własnego energii z fotowoltaiki.

Do sterowania Ohmpilotem potrzebny jest Fronius Smart Meter.

Jeżeli Smart Meter wykryje nadwyżkę mocy wartości np. 500W, wówczas przekazuje tę informację do Ohmpilot, który z kolei zaczyna przesyłać moc 500W do grzałki w bojlerze. Dzięki temu cała nadwyżka mocy, która w normalnych warunkach została wyeksportowana do sieci, w systemie z Ohmpilot zostanie wykorzystana do podgrzania wody.

Warto w takiej sytuacji zamontować dodatkowo czujnik temperatury PT1000 (o ile bojler takiego nie posiada). Dzięki temu można w aplikacji Solarweb zobaczyć jakie były temperatury w bojlerze.

Integracja falownika Fronius z pompą ciepła

Pompa ciepła bez integracji z falownikiem będzie się uruchamiała niezależnie od tego kiedy pojawi się nadwyżka energii w instalacji PV. Korzystniej jest jednak taką integrację wykonać, wówczas można łatwo zwiększyć poziom autokonsumpcji.

Integrując pompę ciepła z falownikiem będzie się ona uruchamiać w momencie pojawienia się nadwyżek energii elektrycznej.

Sterowanie bojlerem bez Smart Metera

Grzałkę w bojlerze można uruchamiać również bez pomocy Fronius Smart Metera – wystarczy wykorzystać istniejący już w inwerterze przekaźnik (trzeba dokupić 12 woltowy stycznik za kilkadziesiąt złotych, aby można było podłączyć grzałkę większej mocy). Różnica polega na tym, iż w takim przypadku ustawiamy określoną moc przy jakiej falownik ma włączyć i wyłączyć grzałkę.

Na poniższym wykresie pokazano załączanie i wyłączanie grzałki dla wartości mocy wytwarzanej w falowniku odpowiednio 3500W i 2500W.

Praca grzałki będzie się odbywała niezależnie od tego czy mamy nadwyżkę energii elektrycznej czy nie. Po prostu w momencie, gdy falownik osiągnie zdefiniowaną moc, np. 2000W, załączy się grzałka. Może się zatem zdarzyć, iż będzie ona zasilana prądem z sieci, jeżeli w domu włączone będą inne odbiorniki. Czyli jest to rozwiązanie, które wymaga pewnej kontroli ale również może przynieść oszczędności

Mniejsza grzałka korzystniejsza

Jeżeli wybierając podgrzewacz wody mamy do wyboru grzałki o różnej mocy to na ogół lepiej wybrać mniejszą moc. Mając grzałkę o dużej mocy możemy co prawda bardzo szybko zagrzać wodę, ale jeśli chodzi o maksymalizację autokonsumpcji to lepiej wybrać mniejsze moce. Dzieje się tak dlatego, że grzałkę o mniejszej mocy łatwiej będzie uruchomić wykorzystując nadwyżkę mocy z instalacji PV.

Trzeba pamiętać, że instalacja PV rzadko pracuje z mocą maksymalną i dużo łatwiej uzyskać nadwyżkę mocy 1.500W niż 3.000W. Grzałka 1,5 kW będzie pracowała zasilana energią z PV znacznie częściej niż ta o mocy 3 kW (chyba że zasilimy ją prądem z sieci ale nie to jest naszym celem).

Różnica w czasie podgrzania 100 litrów wody o temperaturze wejściowej 10 stopni do temperatury 55 stopni pomiędzy grzałką 1,5 kW a 3 kW nieco ponad 1,5 godziny (grzałka 1,5 kW potrzebuje 209 min a 3 kW potrzebuje 105 min).

W Polsce produkcja energii z instalacji fotowoltaicznej zmienia się dość znacząco wraz ze zmianami pór roku. Ma to wpływ na możliwość wykorzystania energii solarnej do podgrzania ciepłej wody.

Wiosną i latem, gdy zużycie ciepłej wody jest nieco mniejsze, mamy pod dostatkiem energii solarnej. Natomiast zimą, gdy dni są krótkie a czasami na dachach zalega śnieg, fotowoltaika produkuje sporo mniej prądu niż latem.

Podsumowanie

• Licznik Fronius Smart Meter umożliwia zwiększenie autokonsumpcji a tym samym zwiększenie opłacalności instalacji fotowoltaicznej.
• Za pomocą Smart Meter można sterować grzałką, pompą ciepła oraz innymi odbiornikami.
• Smart Meter umożliwia śledzenie na bieżąco zużycia energii w domu, dzięki czemu mamy kontrolę nad włączonymi odbiornikami.