Článek ve formátu PDF je možné stáhnout
zde.
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.
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