Солнечная PV · Fronius · Modbus TCP · KNX · SG Ready · 10 мин чтения

Солнечная PV и KNX: интеграция Fronius Symo Modbus для оптимизации самопотребления

Подключение инвертора Fronius к KNX через SunSpec Modbus TCP даёт системе автоматизации здания данные о выработке PV и потреблении из сети в реальном времени — это позволяет реализовать логику самопотребления, которая переносит управляемые нагрузки на периоды избыточной генерации, снижая забор из сети и увеличивая отдачу от солнечной установки.

Fronius SunSpec Modbus TCP: включение интерфейса

Инверторы Fronius — Symo, Primo, Gen24 и Gen24 Plus — поддерживают интерфейс Modbus TCP по стандарту SunSpec Alliance, который предоставляет стандартизированную карту регистров для данных солнечного инвертора. Интерфейс по умолчанию отключён и должен быть активирован в веб-интерфейсе инвертора перед подключением шлюза.

Включение Modbus TCP на инверторе Fronius

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

Требования к сети: инвертор Fronius и шлюз KNX Modbus должны находиться в одном сегменте LAN или иметь маршрутизируемый IP-доступ. Назначьте статический IP инвертору в настройках сети веб-интерфейса — DHCP-аренда может измениться и нарушить опрос шлюза после перезагрузки роутера.

Шлюз KNX Modbus: таблица сигналов Intesis IN701KNX

Intesis IN701KNX работает как мастер Modbus TCP, опрашивая регистры инвертора Fronius с настраиваемым интервалом и публикуя значения в групповые адреса KNX с помощью инструмента конфигурации MAPS. Приведённая таблица сигналов даёт полное соответствие для мониторинга PV.

Регистр ModbusОписаниеKNX DPTГрупповой адрес
40070Выходная мощность PV AC (Вт)DPT 13.010 (4-байтовый знаковый)9/0/0 — Мощность PV Вт
40225Мощность сети (Вт, +импорт/−экспорт)DPT 13.010 (4-байтовый знаковый)9/0/1 — Мощность сети, Вт
40080Энергия переменного тока за сегодня (Вт·ч)DPT 12.001 (4-байтовое беззнаковое)9/0/2 — Энергия за сегодня, Вт·ч
40493Уровень заряда батареи (%, Gen24 Plus)DPT 5.001 (1-байтовый %)9/1/0 — Уровень заряда батареи
40495Мощность батареи (Вт, Gen24 Plus)DPT 13.010 (4-байтовый знаковый)9/1/1 — Мощность батареи, Вт

Настройки ключевых параметров MAPS

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

Логика самопотребления: MDT Logic Module или Loxone

Имея в реальном времени мощность сети на GA 9/0/1, KNX-контроллер может включать управляемые нагрузки, как только избыточная генерация превышает порог. Приоритетная последовательность гарантирует, что наиболее ценные нагрузки включаются первыми и отключаются последними.

Приоритетная логика самопотребления

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
  • Таймер: задержка включения 60 с для предотвращения цикличности
  • Приоритетный последователь: И/ИЛИ с индивидуальными порогами
  • 16 логических каналов покрывают все сценарии ФЭП в одном устройстве

Loxone Miniserver

  • Виртуальный KNX-вход: GA 9/0/1 → переменная Loxone
  • Блок интеллектуального управления помещением для SG Ready
  • Монитор энергии Loxone визуализирует собственное потребление
  • Аналоговый выход на EVCC через HTTP для управления электромобилем

Интеграция теплового насоса SG Ready

SG Ready (Smart Grid Ready) — это стандарт ассоциации немецких тепловых насосов, предоставляющий 2-битный интерфейс, который позволяет внешним сигналам, включая автоматизацию зданий и избыток солнечной энергии, влиять на режим работы теплового насоса. Два сухих контакта релейных входов (S1 и S2) на плате управления тепловым насосом управляются двоичными выходами KNX.

СостояниеS1S2РежимТриггер избытка солнечной энергии
Состояние 110Заблокировано (блокировка EVU)Сигнал пикового тарифа сети — блокировка компрессора
Состояние 200Нормальная работаПо умолчанию / нет сигнала от солнечных панелей
Состояние 301Поощрение (высокая мощность)Surplus > 3 kW → run at increased set-point
Состояние 411Максимум (полная мощность)Surplus > 6 kW → maximum heating power

Примечание по подключению: S1 и S2 — это сухие контакты (беспотенциальные). Подключайте релейные выходы KNX (без напряжения) напрямую к клеммам SG Ready теплового насоса. Не подавайте 230 В или 24 В на эти клеммы. Уточните допустимую нагрузку у производителя теплового насоса: большинство входов SG Ready принимают сигнальный ток 24 В DC; сухой контакт реле KNX должен быть рассчитан на напряжение сигнала теплового насоса (обычно 12–30 В DC при 10–20 мА).

Интеграция батареи Fronius Gen24

Fronius Gen24 Plus с батареей BYD HVS или LG RESU передает уровень заряда и мощность батареи через регистры Modbus TCP. Добавление данных о SOC батареи в логику самопотребления предотвращает включение управляемых нагрузок, когда батарея разряжена и требует приоритетной зарядки.

Условия самопотребления с учетом батареи

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

Альтернатива: SMA Sunny Boy

Инверторы SMA также поддерживают SunSpec Modbus TCP на порту 502 через тот же шлюз Intesis IN701KNX. Процедура настройки и ключевые регистры немного отличаются от Fronius.

Настройка Modbus TCP для SMA Sunny Boy

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).

Расчет коэффициента самопотребления

Коэффициент самопотребления и коэффициент самообеспечения — ключевые KPI для системы PV+KNX. Оба показателя можно рассчитать и отображать в реальном времени в системе визуализации KNX, используя значения из групповых адресов шлюза Modbus.

Формулы KPI для Gira X1 или 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

Реалистичные цели: без управляемых нагрузок типичное домохозяйство достигает 25–35% самопотребления (большая часть энергии вырабатывается в полдень, когда жильцов нет дома). С зарядкой электромобиля и тепловым насосом, работающим по SG Ready в солнечные часы, самопотребление возрастает до 60–80%. С добавлением батареи достигается 80–95%.

Облачный сервис Fronius Solar.web для отчетов по энергии

Для отчетов BREEAM, требующих исторических данных о выработке PV, REST API Fronius Solar.web (api.solarweb.com) предоставляет почасовые, дневные и месячные итоги по энергии. Этот облачный API дополняет, но не заменяет локальный Modbus TCP для управления в реальном времени.

Solar.web API против локального 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

Ограничение экспорта PV через Modbus

Некоторые сетевые операторы (DNO) требуют ограничения экспорта PV в сеть, особенно для крупных жилых и коммерческих систем. Fronius поддерживает динамическое ограничение мощности через специальный регистр Modbus, позволяя KNX снижать выходную мощность инвертора при необходимости.

Логика ограничения экспорта

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)

Пусконаладочный тест с ETS6 Group Monitor

Проверьте полную интеграцию Fronius–Intesis–KNX в солнечный день с помощью ETS6 Group Monitor. Последовательность тестов подтверждает опрос Modbus, достоверность данных, триггер самопотребления и работу реле SG Ready без специального PV-оборудования.

Последовательность проверки при вводе в эксплуатацию

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

Проверка направления энергии

Убедитесь, что GA 9/0/1 показывает отрицательное значение (экспорт) в солнечный полдень. Если значение положительное, когда веб-сервер Fronius показывает экспорт, направление CT счетчика перевернуто — поменяйте местами вторичные провода CT (S1/S2) или инвертируйте знак регистра Modbus в конфигурации IN701KNX MAPS.

Проверка интервала опроса

Наблюдайте GA 9/0/0 в Group Monitor — он должен обновляться каждые 10 секунд. Если обновления происходят реже, проверьте настройку интервала опроса IN701KNX в MAPS и убедитесь, что нет тайм-аута Modbus TCP. Уменьшите значение тайм-аута, если инвертор медленно отвечает.

Нужен готовый щит интеграции Fronius KNX, собранный и настроенный по спецификации?

Мы проектируем слаботочные щиты со шлюзом Intesis Modbus–KNX, проводкой SG Ready, ограничением экспорта и полной документацией ETS6 — поставляем протестированными и проверенными на вашем объекте.

Запросить расчёт →
Загрузка ...
Наверх