Saules PV · Fronius · Modbus TCP · KNX · SG Ready · 10 min lasīšanai

Saules PV un KNX: Fronius Symo Modbus integrācija pašpatēriņa optimizācijai

Savienojot Fronius invertoru ar KNX caur SunSpec Modbus TCP, ēkas automatizācijas sistēma reāllaikā iegūst datus par PV ražošanu un tīkla patēriņu — tas ļauj ieviest pašpatēriņa loģiku, kas pārvieto vadāmas slodzes uz periodiem ar pārpalikuma ģenerāciju, samazinot tīkla patēriņu un palielinot saules enerģijas vērtību.

Fronius SunSpec Modbus TCP: saskarnes iespējošana

Fronius invertori — Symo, Primo, Gen24 un Gen24 Plus — atbalsta SunSpec Alliance Modbus TCP saskarni, kas nodrošina standartizētu reģistru karti saules invertora datiem. Saskarne pēc noklusējuma ir izslēgta un tā jāiespējo invertora tīmekļa saskarnē, pirms var pieslēgt vārteju.

Modbus TCP iespējošana Fronius invertorā

1. Connect to inverter webserver: http://<inverter-IP>
   (default IP shown on inverter display → Settings → Network)

2. Navigate to: Settings > Modbus
   Enable Modbus TCP: ON
   TCP port: 502 (default, leave unchanged)
   SunSpec model: enabled

3. Key holding registers (read-only):
   Register 40070 → AC power output     (int16, W)
   Register 40080 → AC energy today     (uint32, Wh)
   Register 40225 → Grid power          (int16, W, Gen24 with smart meter)
                    Positive = import, Negative = export
   Register 40493 → Battery SOC         (Gen24 Plus only, 0–100%)
   Register 40495 → Battery power       (Gen24 Plus only, int16, W)

4. Fronius smart meter must be installed and paired
   for grid power register 40225 to report correctly

Tīkla prasības: Fronius invertoram un KNX Modbus vārtejai jāatrodas vienā LAN segmentā vai ar maršrutētu IP piekļuvi. Invertoram tīmekļa saskarnes tīkla iestatījumos piešķiriet statisku IP — DHCP nomas var mainīties un pēc maršrutētāja restartēšanas pārtraukt vārtejas aptauju.

KNX Modbus vārteja: Intesis IN701KNX signālu tabula

Intesis IN701KNX darbojas kā Modbus TCP meistars, aptaujājot Fronius invertora reģistrus ar konfigurējamu intervālu un publicējot vērtības KNX grupu adresēs, izmantojot MAPS konfigurācijas rīku. Sekojošā signālu tabula sniedz pilnu kartējumu PV monitoringam.

Modbus reģistrsAprakstsKNX DPTGrupas adrese
40070PV maiņstrāvas jauda (W)DPT 13.010 (4 baitu zīmju)9/0/0 — PV jauda W
40225Tīkla jauda (W, +imports/−eksports)DPT 13.010 (4 baitu zīmju)9/0/1 — Tīkla jauda W
40080AC enerģija šodien (Wh)DPT 12.001 (4-baitu neparakstīts)9/0/2 — Enerģija šodien Wh
40493Akumulatora uzlādes līmenis (%, Gen24 Plus)DPT 5.001 (1-baitu %)9/1/0 — Akumulatora uzlādes līmenis
40495Akumulatora jauda (W, Gen24 Plus)DPT 13.010 (4 baitu zīmju)9/1/1 — Akumulatora jauda W

MAPS konfigurācijas atslēgas iestatījumi

Protocol: Modbus TCP Master
Remote IP: <Fronius static IP>
Remote port: 502
Poll interval: 10 seconds (fast enough for self-consumption logic)
Connection timeout: 5 seconds
Byte order: Big-endian (SunSpec standard)
Word order: Big-endian

Pašpatēriņa loģika: MDT Logic Module vai Loxone

Izmantojot reāllaika tīkla jaudu uz GA 9/0/1, KNX loģikas kontrolleris var ieslēgt vadāmās slodzes, tiklīdz pārpalikuma ražošana pārsniedz slieksni. Prioritāšu secība nodrošina, ka visvērtīgākās slodzes tiek ieslēgtas pirmās un izslēgtas pēdējās.

Pašpatēriņa prioritāšu loģika

Trigger condition: GA 9/0/1 (Grid Power) < −1000W
  → surplus export greater than 1 kW

Priority sequence (activate in order, release in reverse):
  1. Heat pump SG Ready (State 3 encouraged mode)
     → KNX binary output → heat pump S1/S2 terminals
  2. EV charger current increase (via EVCC/OCPP)
     → increase from 6A minimum toward surplus limit
  3. Immersion heater ON
     → KNX binary output → 3kW immersion contactor

Deactivation: GA 9/0/1 > −200W (export below 200W)
  → release loads in reverse priority order
  → 60-second hysteresis to prevent rapid cycling

MDT Logic Module (SCN-LOGM.01)

  • Compare block: GA 9/0/1 < -1000 → output 1
  • Taimeris: 60 s ieslēgšanas aizkave, lai novērstu ciklēšanu
  • Prioritāšu sekvencētājs: UN/VAI ar individuāliem sliekšņiem
  • 16 loģikas kanāli aptver visas PV scenārijus vienā ierīcē

Loxone Miniserver

  • Virtuālā KNX ieeja: GA 9/0/1 → Loxone mainīgais
  • Inteliģentās telpas vadības bloks SG Ready
  • Loxone enerģijas monitors vizualizē pašpatēriņu
  • Analogā izeja uz EVCC caur HTTP elektromobiļa vadībai

SG Ready siltumsūkņa integrācija

SG Ready (Smart Grid Ready) ir Vācijas siltumsūkņu asociācijas standarts, kas nodrošina 2-bitu saskarni, ļaujot ārējiem signāliem — tostarp ēku automatizācijai un saules enerģijas pārpalikumam — ietekmēt siltumsūkņa darbības režīmu. Divi sausie kontaktu releju ieejas (S1 un S2) uz siltumsūkņa vadības plates tiek vadīti ar KNX binārajām izejām.

StāvoklisS1S2RežīmsSaules enerģijas pārpalikuma trigeris
1. stāvoklis10Bloķēts (EVU bloķēšana)Tīkla maksimālā tarifa signāls — bloķē kompresoru
2. stāvoklis00Normāla darbībaNoklusējums / nav signāla no saules paneļiem
3. stāvoklis01Veicināts (liela jauda)Surplus > 3 kW → run at increased set-point
4. stāvoklis11Maksimums (pilna jauda)Surplus > 6 kW → maximum heating power

Piezīme par vadu pieslēgšanu: S1 un S2 ir bezkontakta (bezsprieguma) kontakti — pievienojiet KNX bināro izeju releju kontaktus (bez sprieguma) tieši siltumsūkņa SG Ready spailēm. Nepievienojiet šīm spailēm 230 V vai 24 V. Pārbaudiet kontaktu slodzi pie siltumsūkņa ražotāja: lielākā daļa SG Ready ieeju pieņem 24 V līdzstrāvas signālu; KNX binārās izejas sausajam kontaktam jābūt paredzētam siltumsūkņa signāla spriegumam (parasti 12–30 V līdzstrāva pie 10–20 mA).

Fronius Gen24 akumulatora integrācija

Fronius Gen24 Plus ar BYD HVS vai LG RESU akumulatoru nodod akumulatora uzlādes stāvokli un jaudu caur Modbus TCP reģistriem. Akumulatora SOC datu pievienošana pašpatēriņa loģikai novērš vadāmo slodžu ieslēgšanu, kad akumulators ir izlādējies un nepieciešama prioritāra uzlāde.

Pašpatēriņa nosacījumi, ņemot vērā akumulatoru

GA 9/1/0 (Battery SOC) conditions:

  SOC < 20%:
    → Pause all controllable loads
    → Prioritise battery charging from PV
    → SG Ready → State 2 (normal, don't add extra heat pump load)

  SOC > 80% AND GA 9/0/1 (Grid Power) < −500W:
    → Activate controllable loads (battery sufficiently full)
    → Standard priority sequence applies

  Battery power (GA 9/1/1):
    → Negative = battery charging (absorbing PV surplus)
    → Positive = battery discharging (supplying building)
    → Use to calculate net PV available for controllable loads:
       Available = PV power − battery charging power

SMA Sunny Boy alternatīva

SMA invertori arī atbalsta SunSpec Modbus TCP uz 502. porta, izmantojot to pašu Intesis IN701KNX vārteju. Iestatīšanas procedūra un galvenie reģistri nedaudz atšķiras no Fronius.

SMA Sunny Boy Modbus TCP iestatīšana

Enable in SMA webserver:
  Settings > External communication > Modbus > ON
  TCP port: 502

Key registers (read-only, unit ID 3):
  30775 → AC power output   (uint32, W, 2 registers)
  30517 → Daily yield       (uint32, Wh, 2 registers)
  30513 → Total yield       (uint32, kWh × 1000)
  30521 → Operating status  (uint32, enum)

Note: SMA registers are uint32 (2×16-bit), big-endian.
Configure IN701KNX signal type as 32-bit unsigned integer.
SMA does not provide a signed grid power register without
a separate SMA Energy Meter — add SMA Energy Meter for
grid flow monitoring (registers 30865/30867 on Meter unit ID).

Pašpatēriņa koeficienta aprēķins

Pašpatēriņa koeficients un pašnodrošinājuma koeficients ir galvenie KPI PV+KNX sistēmai. Abus rādītājus var aprēķināt un attēlot reāllaikā KNX vizualizācijas sistēmā, izmantojot vērtības no Modbus vārtejas grupu adresēm.

KPI formulas Gira X1 vai IP-Symcon

Self-consumed power (W):
  = PV power (GA 9/0/0) − max(0, −Grid power (GA 9/0/1))
  (PV output minus what is being exported)

Self-consumption rate (%):
  = Self-consumed power / PV power × 100
  Target: > 70% with EV + heat pump controllable loads

Self-sufficiency rate (%):
  = Self-consumed power / Total building demand × 100
  Total demand = PV power − grid export + grid import
               = GA 9/0/0 + max(0, GA 9/0/1)

Annual self-consumption: log daily GA 9/0/2 (Energy today Wh)
  → accumulate in IP-Symcon variable → annual total kWh
  → self-consumption rate = annual self-consumed / annual yield

Reālistiski mērķi: bez vadāmām slodzēm tipisks mājsaimniecība sasniedz 25–35% pašpatēriņu (lielākā daļa PV enerģijas tiek saražota pusdienlaikā, kad iedzīvotāju nav mājās). Ar elektromobiļa uzlādi un siltumsūkni, kas darbojas pēc SG Ready saules stundās, pašpatēriņš palielinās līdz 60–80%. Pievienojot akumulatoru, sasniedzams 80–95%.

Fronius Solar.web mākoņpakalpojums enerģijas pārskatiem

BREEAM enerģijas pārskatiem, kas prasa vēsturiskus PV ražošanas datus, Fronius Solar.web REST API (api.solarweb.com) nodrošina stundas, dienas un mēneša enerģijas kopsummas. Šis mākoņa API papildina, bet neaizstāj lokālo Modbus TCP reāllaika vadībai.

Solar.web API pret lokālo Modbus TCP

Solar.web REST API (api.solarweb.com):
  Latency: 1–5 minutes (cloud polling cycle)
  Use for: BREEAM energy reports, historical analysis,
           CSV export for energy assessors
  Poll: daily at 23:59 from IP-Symcon or ARISTO BewO
  Output: daily/monthly kWh → CSV → energy assessor

Local Modbus TCP (Fronius register 40070/40225):
  Latency: < 1 second (direct LAN poll at 10s interval)
  Use for: ALL real-time self-consumption control
           SG Ready triggers, EV current adjustment,
           export limiting, immersion heater switching

NEVER use cloud API for real-time control —
  1–5 minute latency makes load shifting ineffective

PV eksporta ierobežošana caur Modbus

Daži sadales tīkla operatori (STO) pieprasa ierobežot PV eksportu tīklā, īpaši lielākām dzīvojamām un komerciālām sistēmām. Fronius atbalsta dinamisku jaudas ierobežošanu caur īpašu Modbus reģistru, ļaujot KNX samazināt invertora izejas jaudu, kad nepieciešams.

Eksporta ierobežošanas loģika

Fronius power limit register:
  Register 40149 → power limit (0–100%, write-capable)
  Write via IN701KNX output signal (Modbus write function 06)

KNX export limiting conditions:
  IF GA 9/0/1 (Grid Power) < −export_limit_W
  AND GA 9/1/0 (Battery SOC) > 95%
  → Write 50% to register 40149 (throttle to half output)

  IF GA 9/0/1 > −export_limit_W × 0.8
  → Write 100% to register 40149 (restore full output)

  Hysteresis: 30-second delay before restoring full output
  (prevents rapid hunting around the export limit threshold)

Nodošanas ekspluatācijā tests ar ETS6 Group Monitor

Pārbaudiet pilnu Fronius–Intesis–KNX integrāciju saulainā dienā, izmantojot ETS6 Group Monitor. Testu secība apstiprina Modbus aptauju, datu ticamību, pašpatēriņa trigeri un SG Ready releja darbību bez speciāla PV aprīkojuma.

Nodošanas ekspluatācijā pārbaužu secība

1. PV data verification (by 10:00 on a sunny day):
   ETS6 Group Monitor → watch GA 9/0/0
   → confirms PV Power W > 0 and rising with irradiance
   → compare with Fronius webserver display (should agree ±2%)

2. Grid flow verification:
   GA 9/0/1 should be negative when PV > building consumption
   GA 9/0/1 should be positive when PV < building consumption
   Turn off major loads, re-check sign changes

3. SG Ready functional test (without waiting for solar surplus):
   ETS6 Group Monitor → write −4000 to GA 9/0/1 (simulate export)
   → confirm Logic Module condition fires (GA 9/0/1 < −1000)
   → confirm SG Ready relay activates (State 3: S1=0, S2=1)
   → confirm with heat pump display (mode indicator changes)
   → restore: write 0 to GA 9/0/1 → relay deactivates

4. Battery SOC check (Gen24 Plus):
   GA 9/1/0 value should match Fronius webserver battery SOC %

5. Export limit test:
   Write 50 to power limit register via Group Monitor write
   → confirm Fronius webserver shows 50% power limit active

Enerģijas virziena pārbaude

Pārliecinieties, ka GA 9/0/1 saulainā pusdienlaikā ir negatīvs (eksports). Ja tas rāda pozitīvu vērtību, bet Fronius tīmekļa serveris rāda eksportu, tad viedā skaitītāja CT virziens ir apgriezts — samainiet CT sekundāros vadus (S1/S2) vai invertējiet Modbus reģistra zīmi IN701KNX MAPS konfigurācijā.

Aptaujas intervāla pārbaude

Vērojiet GA 9/0/0 Group Monitor — tam jāatjaunojas ik pēc 10 sekundēm. Ja atjauninājumi notiek retāk, pārbaudiet IN701KNX aptaujas intervāla iestatījumu MAPS un pārliecinieties, ka nav Modbus TCP taimauta. Samaziniet taimauta vērtību, ja invertors atbild lēni.

Vajadzīgs gatavs Fronius KNX integrācijas panelis, kas samontēts un nodots ekspluatācijā atbilstoši specifikācijai?

Mēs projektējam zemsprieguma paneļus ar Intesis Modbus–KNX vārteju, SG Ready vadiem, eksporta ierobežošanu un pilnu ETS6 dokumentāciju — piegādājam pārbaudītus un verificētus jūsu objektā.

Pieprasīt cenu →
Ielādējas...
Uz augšu