Provozní využití řídicích relé Easy

Článek ve formátu PDF je možné stáhnout zde

Uplatnění multifunkčních relé je v současné době široké. Fungování mnoha zařízení okolo nás zajišťují jednoduché automatizované procesy. Ačkoliv je řídicí relé Easy používáno především v průmyslu k řízení jednoduchých strojů a linek, existuje mnoho dalších různorodých možností jeho instalace. Pro tento článek byly vybrány dva příklady použití: zajištění ideálního využití přebytků výkonu z fotovoltaických elektráren (FVE) v domácnosti a uplatnění v domech, bytech a 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 maximálně možné míře využila vyrobenou energii k pokrytí spotřeby 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 úspory v této oblasti. S podporou funkcí relé Easy lze přebytečnou energii využívat pro ohřev TUV, a tím šetřit 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 jednu kilowatthodinu, 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 důležitou hodnotou 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. Nyní 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 energie vyrobené v domácnosti, může být v mnoha případech požadováno spínání několika spotřebičů v závislosti na velikosti přebytku. Tehdy je možné využít další vstupy, především výstupy řídicího relé Easy, ke spínání např. elektrických přímotopných těles, filtrace v bazénech atd. Dokonce lze prostřednictvím integrovaných spínacích hodin v řídicím relé Easy stanovit dobu, 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 domech a domácnostech. Pro toto využití je relé Easy instalováno buď jako samostatná jednotka určená k zajištění určité funkce, nebo jako centrální Eaton Elektrotechnika, s. r. o. Uplatnění multifunkčních relé je v současné době široké. Fungování mnoha zařízení okolo nás zajišťují jednoduché automatizované procesy. Ačkoliv je řídicí relé Easy používáno především v průmyslu k řízení jednoduchých strojů a linek, existuje mnoho dalších různorodých možností jeho instalace. Pro tento článek byly vybrány dva příklady použití: zajištění ideálního využití přebytků výkonu z fotovoltaických elektráren (FVE) v domácnosti a uplatnění v domech, bytech a kancelářích. Obr. 1. Zobrazení hodnot na displeji řídicího relé Easy Obr. 2. Zapojení vzdáleného displeje k relé Easy500 Obr. 3. Řídicí relé Easy820-DC-RC ELEKTRO 10/2011 13 téma Obr. 4. Relé Easy512-AC-RC zařízení, které je schopné 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 plovákovými spínači, 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.,
simulace denního světla – dlouhodobé pozvolné svítání a stmívání za použití analogového výstupu a výkonového stmívače, využití především v chovech zvířat.

Závěr

Možnosti řídicích relé Easy jsou opravdu široké, zde uvedené příklady jsou pouze ukázkou jejich možných uplatnění v jiných než pouze průmyslových zapojeních. Samozřejmostí je úprava každého programu jednoduchým parametrizováním. Více informací lze získat od pracovníků technické podpory firmy Eaton Elektrotechnika, s. r. o. http://www.eaton.cz

Obr. 1. Zobrazení hodnot na displeji řídicího relé Easy
Obr. 2. Zapojení vzdáleného displeje k relé Easy500
Obr. 3. Řídicí relé Easy820-DC-RC
Obr. 4. Relé Easy512-AC-RC