Aktuální vydání

celé číslo

07

2021

Automatizace řízení dopravy a infrastruktury, nabíjecí stanice, autonomní vozidla

celé číslo

Využití řídicích relé Easy

Uplatnění multifunkčních relé je v dnešní době široké. Fungování mnoha zařízení okolo nás zajišťují jednoduché automatizované procesy. Ač je řídicí relé Easy používáno pře­devším v průmyslu k řízení jednoduchých strojů a linek, existuje mnoho dalších různo­rodých možností jeho využití. Pro tento článek byly vybrány dva příklady: zajištění ide­álního využití přebytků výkonu z fotovoltaických elektráren (FVE) v domácnosti a uplat­nění řídicích relé v domech, bytech nebo kancelářích.
 

Využití přebytků z FVE

 
Zákazníci se na firmu Eaton opakovaně obracejí s otázkou, jak využít přebytky ener­gie generované ve fotovoltaických elektrár­nách. Pracovníci firmy ve spolupráci s od­borníky na tuto problematiku začali řešit zmíněný úkol za pomoci řídicího relé Easy. Většina uživatelů fotovoltaických panelů by ráda v maximální možné míře využila vyro­benou energii k pokrytí její spotřeby v do­mácnosti. V současné době je energie z FVE v domácnostech využívána z 30 až 35 %. Pro­tože převážná většina uživatelů používá pro ohřev teplé užitkové vody (TUV) elektřinu, bylo řešení zmíněného problému zaměřeno především na úsporu v této oblasti. S podpo­rou funkcí relé Easy lze přebytečnou energii využívat pro ohřev TUV a tím ušetřit výda­je uživatele za spotřebovanou energii. Před­ností uvedeného řešení je možnost přizpůso­bit program relé Easy každému případu pou­žití a individuálním požadavkům zákazníka.
 

Technický popis

 
Systém je založen na porovnávání množ­ství energie generované fotovoltaickými pa­nely a aktuálně spotřebovávané energie v do­mácnosti. Pro zjištění hodnoty výkonu FVE je v místě instalován elektroměr s impulzním výstupem S0 (standardní doplněk elektromě­ru). Tento impulzní výstup je připojen k číta­čovému vstupu řídicího relé Easy, které po­mocí upraveného programu dopočítává aktu­ální výkon FVE. Přesnost výpočtů a rychlost aktualizace jsou závislé na kvalitě elektromě­ru (čím více impulzů na 1 kW·h, tím přesněj­ší a rychlejší vyhodnocení může relé Easy za­jistit). Při použití standardních typů relé s im­pulzním výstupem např. 800 impulzů/kW·h je odchylka od reálné hodnoty asi 100 W a hod­nota je aktualizována každých 30 s.
 
Další funkce relé Easy umožňují správně reagovat na situace, kdy výkon rychle kles­ne či vzroste. Aby zbytečně často nespínaly a nevypínaly případné další spotřebiče, je se­pnutí při nárůstu výkonu podmíněno tím, že zvýšení trvá např. 5 min. Další důležitá hod­nota je aktuální příkon domácnosti. Ten je vy­počítáván stejně (za použití impulzního vý­stupu z podružného elektroměru připojeného na druhý čítačový vstup relé Easy). Předností je přizpůsobení programu danému použití. Je tedy možné mít např. dva různé elektroměry s odlišnými počty impulzů/kW·h na výstupu S0. Z těchto dvou vyčtených hodnot je vypočítáván rozdíl mezi výkonem FVE a aktu­ální spotřebou domácnosti. Je-li tato hodno­ta kladná, je na základě informace o výkonu topného tělesa (např. 2 kW) plynule regulo­ván výkon tohoto topného tělesa prostřednic­tvím polovodičového relé SSR (Solid State Relay) a analogového výstu­pu relé Easy. Na analogo­vý výstup relé Easy je ode­slána taková hodnota, která odpovídá přebytku vyrobené energie v porovnání s výko­nem topného tělesa.
 

Příklad

 
Přebytek energie z foto­voltaického panelu je 1 kW, topné těleso pro ohřev TUV má výkon 2 kW. V tento okamžik je na analogovém výstupu relé Easy 5 V a pomocí relé SSR je výkon topného tělesa regulován na 50 %. Po určité době je zjištěn přebytek 1,5 kW. V tu chvíli je na analo­govém výstupu relé Easy 7,5 V a výkon top­ného tělesa je regulován na 75 % (což odpovídá hodnotě 1,5 kW). Popsaná základní funkce zajistí využití přebytků energie z FVE pro ohřev TUV a ušetří náklady na elektřinu. Protože cílem je plnohodnotně využít maxi­mum vyrobené energie v domácnosti, může být v mnoha případech požadováno spínání několika spotřebičů v závislosti na velikosti přebytku. Tehdy je možné využít další vstu­py a především výstupy řídicího relé Easy ke spínání např. elektrických přímotopných tě­les, filtrace v bazénech atd. Dokonce lze po­mocí integrovaných spínacích hodin v řídi­cím relé Easy stanovit čas, kdy mají být spo­třebiče sepnuty nebo vypnuty.
 
Celková využitelnost přebytků by měla být s použitím tohoto systému zvýšena na 80 až 90 %; návratnost je předpokládána do dvou let. Pro dané řešení je vhodné relé typu Easy820-DC-RC (obr. 3).
 

Použití řídicího relé v domech, bytech a kancelářích

 
Řídicí relé Easy umožňuje jednoduše a efektivně ovládat různé procesy v rodin­ných domech, bytech nebo kancelářích. Pro toto využití se instaluje relé Easy buď jako samostatná jednotka určená k zajištění určité funkce, nebo jako centrální zařízení, které je schopno ovládat více požadovaných funkcí integrovaných do jednoho zařízení.
 
Mezi příklady vhodného využití patří:
  • regulace vytápění: možnost regulovat top­né okruhy v domácnostech na základě in­formací z termostatů nebo z čidel teploty; spínání a vypínání čerpadla je možné pod­mínit dalšími požadavky (vložení spína­cích hodin, časové funkce, doplnění o mo­dem GSM atd.,
  • řízení kalového čerpadla: zajištění pravidel­ného odčerpávání odpadní vody, kontrola sta­vu zaplnění jímky pomocí plovákových spí­načů, informování o případné poruše atd.,
  • ovládání osvětlení: řízení osvětlení uvnitř domu nebo na zahradě a příjezdové cestě, možnost zapojení čidel pohybu, časové podmínky pomocí spínacích hodin a ča­sovačů, stmívání prostřednictvím výkono­vých stmívačů a analogového výstupu relé Easy, detekce přítomnosti atd.,
  • ovládání bazénu: kontrola teploty, spínání filtrace, spínání osvětlení, zobrazení infor­mací na vzdáleném displeji atd.,
  • ovládání akvárií a terárií: kontrola teploty, řízení osvětlení, spínání filtrace, zobrazení hodnot na displeji atd.

Závěr

 
Možnosti řídicích relé Easy jsou oprav­du široké, zde uvedené příklady jsou pouze ukázkou jeho možných uplatnění v jiných než pouze průmyslových aplikacích. Samozřej­mostí je úprava každého programu za pomo­ci jednoduchého parametrizování.
 
Více informací lze získat od pracovníků technické podpory firmy Eaton Elektrotechnika s. r. o., tel.: 267 990 444, e-mail: podporaCZ@eaton.com, www.EatonElektrotechnika.cz.  
Karel Špaček,
Eaton Elektrotechnika
 
Obr. 1. Zobrazení hodnot na řídicím relé Easy
Obr. 2. Zapojení vzdáleného displeje k relé Easy500
Obr. 3. Relé typu Easy820-DC-RC
Obr. 4. Relé typu Easy512-AC-RC