Hagræða sólarorkuinnmötun með opnum hugbúnaði, orkusamfélagi og rafhlöðugeymslu

Mata sólarorku inn á snjallan hátt í stað þess að selja bara afgang

Sólarorkuver framleiða mest rafmagn einmitt þegar mörg önnur sólarorkuver framleiða líka rafmagn.
Um hádegi getur því mjög mikil sólarorka streymt samtímis inn á almenna netið. Á kvöldin og nóttunni vantar þessa orku hins vegar oft einmitt.
Rafhlöðugeymsla getur leyst þetta vandamál að hluta.
Hún geymir sólarorkuafgang og skilar orkunni aftur síðar.
En hvenær á að tæma rafhlöðuna?
Einmitt hér byrjar opna verkefnið mitt SmartmeterFaker.

Markmiðið er ekki aðeins að auka eigin notkun sólarorkuvers. Hugbúnaðurinn á að færa fyrirliggjandi orku til á snjallan hátt í tíma og stýra innmötun eftir spám, ástandi rafhlöðu, rafmagnsverði og öðrum forsendum.

Sérstakt notkunartilvik er innmötun í orkusamfélag.

Hvað er SmartmeterFaker?

SmartmeterFaker er opinn hugbúnaður fyrir snjalla stýringu sólarorkuinnmötunar og rafhlöðugeymslna.

Hugbúnaðurinn keyrir sem stýrilag milli snjallmælagagna, spáa, verðupplýsinga og riðlakerfisins.

Verkefnið notar meðal annars MQTT og Modbus-TCP og var upphaflega þróað fyrir kerfi með Fronius GEN24 tvinnriðlum. Núverandi arkitektúr styður auk þess ýmsa snjallmæla og mælisamskiptareglur. Í núverandi stöðu verkefnisins eru meðal annars Eastron SDM120/SDM630, Victron ET340/EM24, Huawei DTSU666h og SunSpec skjalfest.

Opið verkefni á GitLab

Verkefnið er þannig ekki bundið eingöngu við tiltekna hagræna stefnu.

Það má til dæmis nota fyrir eftirfarandi verkefni:

• Hagræða eigin notkun sólarorku
• Færa sólarorkuafgang til í tíma
• Afhlaða rafhlöðugeymslu á snjallan hátt
• Geyma og mata inn rafmagn á hagstæðum eða dýrum tímum
• taka tillit til kviks rafmagnsverðs
• Gera næturinnmötun mögulega
• Hagræða innmötun í orkusamfélag
• Vinna snjallmælagögn samhliða fyrirliggjandi riðlakerfum
• tengja ólíka snjallmælaframleiðendur og samskiptareglur

Hagræða sólarorkuinnmötun með sólarspá

Snjöll rafhlöðustýring ætti ekki aðeins að vita hversu full rafhlaðan er núna. Hún ætti líka að vita:

Hversu mikil orka verður væntanlega aftur tiltæk á morgun?

Til þess notar verkefnið sólarspá.

sun_forecast.py vinnur úr veður- og kerfisgögnum og býr til spá um væntanlega sólarorkuframleiðslu. Þar er hægt að lýsa sólarorkuverinu meðal annars eftir stefnu, halla og afli.
sjá: Hagræðing eigin notkunar

Þannig getur stýringin til dæmis greint:

Á morgun verður væntanlega framleidd mjög mikil sólarorka.

Þá er hægt að nýta rafhlöðuna meira í dag fyrir fyrirhugaða innmötun.

Eða:

Á morgun verður væntanlega framleidd lítil sólarorka.

Þá er orka geymd í rafhlöðunni.

Þetta er afgerandi munur á einfaldri rafhlöðustýringu og spábyggðri hagræðingu sólarorkuinnmötunar.

Rafhlöðugeymsla fyrir orkusamfélög

Sérstaklega áhugaverð notkun er orkusamfélagið.

Í Brunn am Gebirge er núverandi orkuverð innan svæðisbundna orkusamfélagsins samkvæmt upplýsingum sveitarfélagsins 11 sent/kWh fyrir kaup og innmötun. Að auki nefnir sveitarfélagið lækkuð netnotkunargjöld og niðurfellingu raforkuskatts sem kosti við þátttöku. t.d. EEG Brunn am Gebirge

Það þýðir:

Meðlimur sem tekur orku úr samfélaginu greiðir 11 sent/kWh.

Og:

Meðlimur sem matar orku inn í samfélagið fær 11 sent/kWh.

Þetta er sérstaklega áhugavert fyrir mitt verkefni.

Því með því fæst fast sameiginlegt gildi fyrir orkuna

Hvers vegna ekki bara að selja á hæsta rafmagnsverði?

Með kviku rafmagnsverði getur önnur aðferð verið áhugaverð.
Rafmagnsverð breytist yfir daginn.
Í mínu notkunartilviki geta álitlegir tímar til dæmis legið á bilinu 22 til 35 sent/kWh.

Eingöngu frá fjárhagslegu sjónarmiði gæti því verið skynsamlegt að geyma rafhlöðuna einmitt fyrir þessa dýru tímaglugga.

Opna verkefnið getur útfært einmitt slíka aðferð.

Kvika verðrökfræðin sækir „day-ahead“-verðgögn og getur dreift tiltækri orku á valdar dýrari klukkustundir. Auk þess hefur núverandi rökfræði verndaraðgerð fyrir neikvæð verð.

En:

Ég vel samt orkusamfélagið.

Og einmitt þannig verður úr hreinni hagræðingu sólarorkuinnmötunar áhugavert dæmi um samfélagsmiðaða orkuhagræðingu.

11 sent fyrir kaup og innmötun: önnur orkulíkan

Úrslitaatriðið í orkusamfélaginu í Brunn er fyrir mér samhverfan:

11 sent/kWh fyrir kaup

og

11 sent/kWh fyrir innmötun

Orkusamfélagið er þannig ekki bara enn einn markaðurinn þar sem ég vil selja rafmagnið mitt sem dýrast.

Það skapar sameiginlega umgjörð um framleiðslu og notkun.

Austurríska upplýsingagáttin um orkusamfélög lýsir því í meginatriðum að orkusamfélag geti ákveðið verð fyrir kaup og upphæð fyrir orku sem meðlimir leggja til.

Í Brunn am Gebirge er þetta verð nú 11 sent/kWh.

Ég gæti selt sólarorkuna mína dýrar

Einmitt hér liggur fyrir mér áhugaverða atriðið.

Tökum raunmælda sameiginlega innmötun í júlí 2026:

1.631,69 kWh

Við 11 sent/kWh samsvarar það: 179,48 €

Við 22 sent/kWh væri það: 358,97 €

Við 35 sent/kWh: 571,09 €

Mögulegur ávinningur umfram 11 sent/kWh nemur því – eftir því hvaða annað verð er raunhæft að ná – um það bil 179 til 392 evrum fyrir þetta orkumagn.

Þetta er ekki fullyrðing um að orkusamfélagið „vinni sér inn“ þessa upphæð sjálfkrafa.

Það sýnir miklu fremur:

Ég læt orkusamfélaginu orku í té á föstu verði, 11 sent/kWh, þótt önnur markaðssetning gæti við ákveðnar markaðsaðstæður gefið hærri tekjur.

Og þessa ákvörðun tek ég meðvitað.

Almannaheillarmiðuð sólarorkuinnmötun í stað hámarkshagnaðar

Ég vil ekki hagræða kerfinu mínu eingöngu fyrir hámarkstekjur fyrir sjálfan mig.
Kerfið er að sjálfsögðu áfram einkafjárfesting.
En tæknilegur sveigjanleiki þess getur einnig skapað sameiginlegt gagn.
Þess vegna myndi ég hér meðvitað tala um almannaheillarmiðaða orkuhagræðingu.

Ekki í lagalegum skilningi á „almannaheill“.
Munurinn skiptir máli.

Almannaheill getur verið lagalegur eða skattalegur eiginleiki stofnunar.

Almannaheillarmiðun lýsir í þessu samhengi meðvitaðri ákvörðun minni um að nýta hluta af efnahagslegum möguleikum kerfisins míns í þágu sameiginlegrar orkuöflunar.

Júlí 2025 samanborið við júlí 2026: Hverju skilar hugbúnaðurinn?

Besta sönnun fyrir áhrifunum er ekki fræðilegur útreikningur.

Þetta eru raunveruleg mæligögn.

Júlí 2025 – án hagræðingarhugbúnaðar

Heildarinnmötun: 1.799,23 kWh

Þar af orkusamfélag: 774,62 kWh

Hlutfall: 43%

Afgangur: 1.024,61 kWh

Júlí 2026 – með hagræðingarhugbúnaði

Heildarinnmötun: 1.926,33 kWh

Þar af orkusamfélag: 1.631,69 kWh

Hlutfall: 85%

Afgangur: 294,64 kWh

Afgerandi breytingin: 43 % → 85 %

Heildarinnmötun jókst í samanburðarmánuðinum aðeins um u.þ.b. 7 %.

Innmötun til samfélagsins jókst hins vegar um:

857,07 kWh

eða:

+110,7 %

Á sama tíma minnkaði venjulegi afgangurinn um:

729,97 kWh

eða:

−71,3 %

Það sýnir mjög greinilega:

Hugbúnaðurinn framleiðir ekki meiri orku. Hann færir til og hagræðir nýtingu þeirrar orku sem fyrir er.

Einmitt þar liggur raunverulegur tilgangur snjallt stýrðrar rafhlöðugeymslu.

Frá sólarorkuspá til orkusamfélags

Grundvallarrökfræðina má einfaldlega setja fram svona:

Hugbúnaðurinn getur þannig sameinað ólík markmið.
Það gerir verkefnið áhugavert fyrir ólíka rekstraraðila.

Hvað getur opin sólarorkustýring gert?

Mikilvægur kostur opins hugbúnaðar er að stýriaðferðin er ekki bundin við eitt notkunartilvik.

Rekstraraðili getur til dæmis notað hugbúnaðinn fyrir:

Eigin notkun sólarorku

Rafhlaðan er helst notuð fyrir eigin notkun.

Orkusamfélag

Rafhlöðunni er stýrt þannig að orka sé markvisst veitt til samfélagsins.

Kvikt rafmagnsverð

Rafhlaðan er tekin frá fyrir sérstaklega áhugaverð verðtímabil.

Næturinnmötun

Orku sem geymd er yfir daginn má mata inn síðar.

Verðhagrædd innmötun

Hugbúnaðurinn getur dreift tiltæku orkumagni á skilgreind háverðstímabil.

Samspil ólíkra markmiða

Til dæmis:

• 70 % samfélag

• 30 % hagræn hagræðing

Nákvæm vægisstilling getur orðið hluti af stýrirökfræðinni.

Snjallmælir og Fronius: Hvað er sérstakt við þessa nálgun?

Annað áhugavert atriði verkefnisins er aðskilnaðurinn milli raunmælingar og stýrigagna.

SmartmeterFaker getur markvisst haft áhrif á mæligögn eða þá nettengingarafl sem sent er til riðilsins.

Þannig er hægt að nýta fyrirliggjandi rökfræði riðilsins fyrir notkun sem framleiðandinn gerir ekki ráð fyrir sem tilbúinni staðalvirkni.

Þetta er sérstaklega áhugavert fyrir Fronius-kerfi.

Verkefnið var þróað með Fronius GEN24-kerfum og notar Modbus-TCP auk hermds Snjallmælaviðmót.

Mikilvægt er þá:

• Opni hugbúnaðurinn er ekki breyting á fastbúnaði Fronius. Hann myndar viðbótarstýrilag fyrir núverandi kerfi.
  
  Hann tengist heldur ekki neinum framleiðanda sólarorkukerfa.

Þannig verður til grundvöllur að samhliða snjallmælis-/stýrirekstri, án þess að þurfa sjálfur að breyta núverandi hugbúnaði riðilsins.

Opinn hugbúnaður: Hvers vegna er það áhugavert fyrir orkusamfélög?

Ef slík stýring væri séreignarbundin væri aðferðin háð einum framleiðanda.

Opinn hugbúnaður gerir hins vegar kleift:

• eigin stýriaðferðir
• gagnsæ reiknirit
• Aðlögun að mismunandi orkusamfélögum
• Stuðningur við ólíka snjallmæla
• Aðlögun að mismunandi riðlum
• Samþætting eigin verðheimilda
• MQTT-tenging
• eigin framsetning
• Viðbót nýrra spálíkana

Verkefnið getur þannig vaxið úr einu sólarorkukerfi í almennan opinn hugbúnaðarvettvang fyrir snjalla orkudreifingu.

SmartmeterFaker – GitLab-hugbúnaðarsafn

Núverandi þróunarstaða opna hugbúnaðarverkefnisins

Verkefnið þróast stöðugt.

Núverandi staða nær meðal annars yfir:

• Sólarspá fyrir næsta dag
• stillanleg sólarorkuver
• Samanburður spár og raunmælinga
• nákvæm rafhlöðuvöktun
• kvikt rafmagnsverð
• Val á háverðstímum
• Vörn við neikvæð verð
• MQTT-úttak hrá- og útreiknaðra gagna
• Gagnageymsla í SQLite/JSON
• margir snjallmælaframleiðendur
• Eastron
• Victron
• Huawei
• SunSpec

Verkefnisstaðan frá ágúst 2026 skjalfestir þessar viðbætur.
Mikilvægustu íhlutirnir eru öllum aðgengilegir.

Hugbúnaðurinn er ekki bundinn við eitt orkusamfélag

Orkusamfélagið í Brunn am Gebirge er hagnýta notkunartilvikið mitt. Tæknilega hugmyndin er þó almennari. Annar rekstraraðili gæti notað sama hugbúnað til að:

• að mata sólarorku inn á netið að næturlagi.

Eða:

• að mata rafmagni inn einmitt þegar markaðsverðið er hátt.

Eða:

• að taka rafhlöðugeymsluna frá fyrir eigin notkun.

Eða:

• að setja orkusamfélag í forgang fram yfir frjálsa markaðinn.

Eða:

• að nota blöndu af þessum aðferðum.

Þar með er hugbúnaðurinn ekki bara sérstakt stýriforrit fyrir sólarorkuverið mitt. Hann er opin nálgun við tímahagræðingu orkuflæðis milli sólarorkuvers, rafhlöðugeymslu, snjallmælis, riðils, raforkumarkaðar og orkusamfélags.

Hvers vegna þessi sveigjanleiki skiptir máli

Orkuheimurinn er að breytast.

Í dag getur orkusamfélag verið sérstaklega áhugavert hagrænt. Á morgun getur kvikt rafmagnsverð verið álitlegra. Hinn daginn geta netrekendur notað geymslur markvisst til stuðnings netinu.
Fastforrituð stýring á erfitt með að bregðast við slíkum breytingum. Opinn hugbúnað er hins vegar hægt að útvíkka.
Einmitt þess vegna er opinn hugbúnaður fyrir snjalla stýringu sólarorku og rafhlöðugeymslna áhugaverður.

Markmið mitt: Ekki bara að framleiða orku, heldur dreifa henni á snjallan hátt.

Hefðbundna sólarorkuverið svarar einfaldri spurningu:

Hversu mikið rafmagn framleiðir sólin?

Rafhlöðugeymsla svarar:

Hvenær get ég geymt þetta rafmagn?

Snjöll stýring gengur skrefi lengra:

Hvenær og hvar gagnast þessi kílóvattstund mest?

Það getur verið eigin notkun.

Það getur verið raforkumarkaðurinn.

Það getur verið hátt innmötunarverð.

Eða – eins og í mínu núverandi notkunartilviki – orkusamfélagið.

Niðurstaða: Að hagræða sólarorkuinnmötun þýðir ekki sjálfkrafa hámörkun hagnaðar

Þróun opna verkefnisins míns sýnir að rafhlöðugeymsla getur miklu meira en að færa sólarorkuafgang frá degi til nætur. Með sólarspá, snjallmælagögnum, ástandi rafhlöðu og kvikum rafmagnsverðum er hægt að stýra innmötun markvisst í tíma. Og einmitt þessi tæknilegi möguleiki opnar áhugaverðan valkost:

Ekki þarf að selja hverja kílóvattstund þar sem hún fær hæsta einstaklingsverðið.

Í mínu tilviki er stór hluti orkunnar meðvitað lagður til orkusamfélagsins í Brunn am Gebirge. Þar gilda nú:

11 sent/kWh fyrir innmötun

og

11 sent/kWh fyrir kaup.

Þótt önnur markaðssetning á kvikum verðum gæti að hluta gefið hærri tekjur, vel ég meðvitað samfélagið.

Mæligögnin sýna þar greinilegan mánaðarlegan mun:

43 % samfélag í júlí 2025

á móti

85 % samfélag í júlí 2026.

Dagar t.d. 31.07.
2026


2025

Þetta er fyrir mér hinn raunverulegi árangur hagræðingarinnar.

Hugbúnaðurinn á ekki bara að sjá til þess að sólarorkuverið mitt afli meiri peninga. Hann á að sjá til þess að orkan sem fyrir er nýtist þar sem hún skapar mest gagn fyrir mig og samfélagið.

Og þar sem hugbúnaðurinn er opinn er hægt að yfirfæra og þróa þessa hugmynd áfram fyrir önnur sólarorkuver, rafhlöðugeymslur, snjallmæla, riðla og orkusamfélög.