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 correctlyTīkla 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 reģistrs | Apraksts | KNX DPT | Grupas adrese |
|---|---|---|---|
| 40070 | PV maiņstrāvas jauda (W) | DPT 13.010 (4 baitu zīmju) | 9/0/0 — PV jauda W |
| 40225 | Tīkla jauda (W, +imports/−eksports) | DPT 13.010 (4 baitu zīmju) | 9/0/1 — Tīkla jauda W |
| 40080 | AC enerģija šodien (Wh) | DPT 12.001 (4-baitu neparakstīts) | 9/0/2 — Enerģija šodien Wh |
| 40493 | Akumulatora uzlādes līmenis (%, Gen24 Plus) | DPT 5.001 (1-baitu %) | 9/1/0 — Akumulatora uzlādes līmenis |
| 40495 | Akumulatora 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 cyclingMDT 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.
| Stāvoklis | S1 | S2 | Režīms | Saules enerģijas pārpalikuma trigeris |
|---|---|---|---|---|
| 1. stāvoklis | 1 | 0 | Bloķēts (EVU bloķēšana) | Tīkla maksimālā tarifa signāls — bloķē kompresoru |
| 2. stāvoklis | 0 | 0 | Normāla darbība | Noklusējums / nav signāla no saules paneļiem |
| 3. stāvoklis | 0 | 1 | Veicināts (liela jauda) | Surplus > 3 kW → run at increased set-point |
| 4. stāvoklis | 1 | 1 | Maksimums (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 powerSMA 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 yieldReālistiski 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 ineffectivePV 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 →