Detta inlägg i teknikbloggen kommer ta upp en allt vanligare produkt som installeras i solcellsanläggningar, nämligen smart meter. Många har missuppfattat funktionaliteten hos en smart meter samt vad den kan användas till. Trevlig läsning!

Smart meter

Smart meter är en extern mätare som kopplas ihop med växelriktaren. Med en smart meter kan man visualisera högupplöst data, både i app och via portal, samt man får möjlighet att styra växelriktaren. Vanligtvis kopplar man in en smart meter av samma tillverkare som sin växelriktare, men det finns också tredjeparts-mätare som fungerar lika bra. Kontrollera dock kompabiliteten innan ditt köp!

Figur 1. Olika typer av smarta mätare. Både direktmätare och mätning med strömtransformatorer på olika modeller. Här SMA, Fronius, Huawei och SolarEdge.

Strömtransformatorer & Rogowski-kärnor

Om växelriktaren fungerar med direktmätning görs detta vanligtvis upp till 63A. Därefter måste samtliga växelriktare ha speciella strömmätare, även kallade strömtransformatorer. Dessa kläms runt serviskablarna och mäter strömmen som passerar genom strömtransformatorn.

Figur 2. Strömtrafos i storlekarna 50A, 100A & 250A.

Strömtransformatorernas mätfel är proportionellt mot den nominella strömmen. Det innebär att man, för mest exakta mätning, skall använda trafos som är lagom stora. Exempelvis 50A eller 100A till en villa.

Vid större strömmar, eller om det är ont om plats i elcentralen kan rogowskikärnor vara lösninen. De ser ut som ”armband” och kläms runt serviskablarna. Dessa är böjbara och mycket smidiga att jobba med, nackdelen är att de kräver separat 24V-anslutning.

Figur 3. Rogowskikärnor med separat 24V strömförsörjning.

Inkoppling av smart meter

En smart meter kopplas in vid huvudcentralen där den mäter all ström som passerar in och ut ur fastigheten. Om en smart meter kopplas in vid en undercentral kommer endast styrning kunna göras till den undercentralen samt data för produktion och konsumtion för just den punkten i elnätet kunna visualiseras. Det är eftersträvansvärt att koppla in smart metern så att all konsumtion kan visualiseras, även om det innebär en del extra kabeldragning om växelriktare och smart meter inte är på samma plats.

Notera också att smart metern kopplas in så att alla laster ligger mellan smart metern och växelriktaren. Det medför att växelriktaren vet produktion och export, då kan den alltid räkna fram konsumtionen.

Figur 4. Smart metern kopplas in vid inkommande el. Så att all el in och ut ur fastigheten.

Om en smart meter installeras kan export, konsumtion och själv-konsumtion tydligt ses i grafer i växelriktarens portal. Inte nog med att man får en tydlig vy över sin solel, och hur den används. Så får man också ett nytt verktyg för att analysera sin konsumtion och olika laster i sin fastighet.

Figur 5. En dag i augusti t.v och en dag i september t.h.
Obs något olika skalor på bilderna.

Styrning och strypning av en växelriktare

Med en smart meter blir det möjligt att installera en större elektrisk anläggning an vad huvudsäkringen klarar av

Låt oss illustrera med ett exempel. En villa har 17kWp solpaneler, 16A huvudsäkring och en växelriktare på 15kW. Under en solig sommarförmiddag produceras 15kW solel från växelriktaren. 10kW egenkonsumeras av interna laster (så som laddning av elbil, tv, värmepump etc). Ut exporteras 5kW (15kW-10kW=5kW).

Figur 6. Ingen strypning behövs då höga interna laster finns.

Om familjen lämnar hemmet (ex slutar ladda elbilen) så sjunker de interna lasterna. Smart metern går då in och ställer ner uteffekten så att man maximalt kan tillgodose exporten 16A/11kW och samtidigt tillgodose de interna lasterna, som nu är 2kW. Detta medför att uteffekten från växelriktaren är 13kW. Dvs även om den potentiellt kan producera 15kW och solen ligger på för en möjlig produktion av 15kW så plockas inte den effekten ut. Den stryps bort digitalt med växelriktarens MPPT-algoritm (obs den blir ej värme).

Figur 7. Dyamisk strypning av växelriktaren på 2kW. Växelriktaren producerar 13kW.

 

Om man haft ett batteri med ledig kapacitet, här i exemplet ett som kan ladda med max 7kW. Så kan växelriktaren, med hjälp av smart metern, styra så att både interna laster tillgodoses samt att batteriet kan laddas. I detta fall finns 6kW tillgängligt som kan exporteras (vilket är möjligt då huvudsäkringen är på 16A/11kW).

Figur 8. Styrning med smart meter och batteri.

 

Sammanfattningsvis kan man likna styrningen med bilkörning:

  • Utan smart meter – ”Dum strypning” (en bil utan ratt)
  • Med smart meter – ”smart styrning” (en bil med ratt)
  • Med smart meter och batteri – (en bil med ratt, gas- och bromspedal)

Produktspecifik information

Fronius

Fronius har nyligen uppdaterat sina smarta mätare för att vara kompatibla med nya Gen24. För info om GEN24, se Teknikbloggens inlägg 7.

Figur 9. Fronius nya smart meter med touch screen.

Fronius installationsvideo: Länk

Huawei

Huawei har en variant av smart meter som är direkt kompatibel med Huaweis växelriktare. Det finns ett antal tredjepartsväxelriktare som också är kompatibla (se manualen för uppdaterad lista). Smart metern kan anslutas både direkt till växelriktaren eller till en smart logger.

SMA

SMAs smarta mätare ansluts med ethernetkabel vilket underlättar installationen. För integrering och styrning i det smarta hemmet rekommenderas Sunny Home manager för privat bruk och för kommersiella applikationer Data manager M Powered by EnnexOS tillsammans med SMA Energy Meter

Länkar SMA (EnnexOS):
Unboxing och installation: Länk
Driftsättning: Länk
Modbus device registration: Länk
Effektstyrning: Länk

Ferroamp

Samtliga Ferroampsystem levereras med strömtrafos som ansluts direkt till EnergyHub. Observera att Rogowski-spolarna endast är kompatibla med Energy Hub XL. Samtliga ferroamps energyhub har smart metern inbyggd

Figur 10. Ferroamps Strömtrafos och rogowski-spolar.

SolarEdge

Figur 11. SolarEdge smart meter

SolarEdge installationsvideo: Länk

Slustsater

Smart meter är ett bra verktyg, både för att öka datanivån till din anläggning men också att kunna följa både konsumtion och produktion i samma gränssnitt. Den är också nödvändig vid batteriinstallationer och framtida styrning av laster. Även om man idag inte är redo att ta klivet till att installera batteri kan smart metern samla på sig viktig data för en framtida dimensionering.

Smartmeterns möjlighet att dynamiskt effektstyra solcellsanläggningar kan dessutom möjliggöra för större installation än huvudsäkringen ”klarar”. Det kan öga både egenanvändningen men också möjliggöra större installationer med begränsad export inför att nätägaren skall förstärka bakomliggande nät.

Teknikbloggens slutsats är såklart: alla borde ha en smart meter! ?