PV solaire · Fronius · Modbus TCP · KNX · SG Ready · 10 min de lecture

PV solaire et KNX : Intégration Modbus Fronius Symo pour l'optimisation de l'autoconsommation

Connecter un onduleur Fronius à KNX via SunSpec Modbus TCP fournit au système de gestion technique du bâtiment des données en temps réel sur la production PV et la puissance réseau – permettant une logique d'autoconsommation qui décale les charges contrôlables pour coïncider avec la production excédentaire, réduisant l'importation réseau et maximisant la valeur du solaire sur site.

Fronius SunSpec Modbus TCP : activation de l'interface

Les onduleurs Fronius — Symo, Primo, Gen24 et Gen24 Plus — implémentent l'interface SunSpec Alliance Modbus TCP, qui fournit une table de registres standardisée pour les données des onduleurs solaires. L'interface est désactivée par défaut et doit être activée dans le serveur web de l'onduleur avant qu'une passerelle puisse se connecter.

Activation de Modbus TCP sur l'onduleur Fronius

1. Connect to inverter webserver: http://<inverter-IP>
   (default IP shown on inverter display → Settings → Network)

2. Navigate to: Settings > Modbus
   Enable Modbus TCP: ON
   TCP port: 502 (default, leave unchanged)
   SunSpec model: enabled

3. Key holding registers (read-only):
   Register 40070 → AC power output     (int16, W)
   Register 40080 → AC energy today     (uint32, Wh)
   Register 40225 → Grid power          (int16, W, Gen24 with smart meter)
                    Positive = import, Negative = export
   Register 40493 → Battery SOC         (Gen24 Plus only, 0–100%)
   Register 40495 → Battery power       (Gen24 Plus only, int16, W)

4. Fronius smart meter must be installed and paired
   for grid power register 40225 to report correctly

Exigence réseau : L'onduleur Fronius et la passerelle KNX Modbus doivent être sur le même segment LAN ou avoir un accès IP routé. Attribuez une IP statique à l'onduleur dans les paramètres réseau du serveur web — les baux DHCP peuvent changer et interrompre l'interrogation de la passerelle après un redémarrage du routeur.

Passerelle KNX Modbus : table des signaux Intesis IN701KNX

L'Intesis IN701KNX fonctionne comme un maître Modbus TCP, interrogeant les registres de l'onduleur Fronius à un intervalle configurable et publiant les valeurs sur les adresses de groupe KNX à l'aide de l'outil de configuration MAPS. Le tableau des signaux suivant donne le mappage complet pour la surveillance PV.

Registre ModbusDescriptionKNX DPTAdresse de groupe
40070Puissance CA PV (W)DPT 13.010 (4 octets signé)9/0/0 — Puissance PV W
40225Puissance réseau (W, +import/−export)DPT 13.010 (4 octets signé)9/0/1 — Puissance réseau W
40080Énergie AC aujourd'hui (Wh)DPT 12.001 (4 octets non signé)9/0/2 — Énergie aujourd'hui Wh
40493SOC batterie (%, Gen24 Plus)DPT 5.001 (1 octet %)9/1/0 — SOC batterie
40495Puissance batterie (W, Gen24 Plus)DPT 13.010 (4 octets signé)9/1/1 — Puissance batterie W

MAPS configuration des paramètres clés

Protocol: Modbus TCP Master
Remote IP: <Fronius static IP>
Remote port: 502
Poll interval: 10 seconds (fast enough for self-consumption logic)
Connection timeout: 5 seconds
Byte order: Big-endian (SunSpec standard)
Word order: Big-endian

Logique d'autoconsommation : MDT Logic Module ou Loxone

Avec la puissance réseau en temps réel disponible sur GA 9/0/1, le contrôleur logique KNX peut déclencher des charges contrôlables dès que le surplus dépasse un seuil. La séquence de priorité garantit que les charges de plus grande valeur sont activées en premier et libérées en dernier.

Logique de priorité d'autoconsommation

Trigger condition: GA 9/0/1 (Grid Power) < −1000W
  → surplus export greater than 1 kW

Priority sequence (activate in order, release in reverse):
  1. Heat pump SG Ready (State 3 encouraged mode)
     → KNX binary output → heat pump S1/S2 terminals
  2. EV charger current increase (via EVCC/OCPP)
     → increase from 6A minimum toward surplus limit
  3. Immersion heater ON
     → KNX binary output → 3kW immersion contactor

Deactivation: GA 9/0/1 > −200W (export below 200W)
  → release loads in reverse priority order
  → 60-second hysteresis to prevent rapid cycling

MDT Logic Module (SCN-LOGM.01)

  • Compare block: GA 9/0/1 < -1000 → output 1
  • Bloc temporisateur : temporisation de 60s à l'enclenchement évite les cycles
  • Séquenceur de priorité : AND/OR avec seuils individuels
  • 16 canaux logiques couvrent tous les scénarios PV en un seul appareil

Loxone Miniserver

  • Entrée KNX virtuelle : GA 9/0/1 → variable Loxone
  • Bloc de contrôleur de pièce intelligent pour SG Ready
  • Moniteur d'énergie Loxone visualise l'autoconsommation
  • Sortie analogique vers EVCC via HTTP pour le contrôle EV

Intégration de pompe à chaleur SG Ready

SG Ready (Smart Grid Ready) est une norme de l'association allemande des pompes à chaleur fournissant une interface 2 bits qui permet à des signaux externes – y compris l'automatisation du bâtiment et le surplus PV – d'influencer le mode de fonctionnement de la pompe à chaleur. Deux entrées relais secs (S1 et S2) sur la carte de commande de la pompe à chaleur sont pilotées par des sorties binaires KNX.

ÉtatS1S2ModeDéclencheur surplus PV
État 110Bloqué (verrouillage EVU)Signal de tarif de pointe réseau — compresseur bloqué
État 200Fonctionnement normalPar défaut / pas de signal PV
État 301Encouragé (haute puissance)Surplus > 3 kW → run at increased set-point
État 411Maximum (pleine capacité)Surplus > 6 kW → maximum heating power

Note de câblage : S1 et S2 sont des contacts secs – connectez les contacts de relais binaires KNX (sans tension) directement aux bornes SG Ready de la pompe à chaleur. N'appliquez pas de 230V ou 24V sur ces bornes. Confirmez le calibre des contacts avec le fabricant de la pompe à chaleur : la plupart des entrées SG Ready acceptent un courant de signal 24V DC ; le contact sec du relais binaire KNX doit être adapté à la tension de signal de la pompe à chaleur (généralement 12–30V DC à 10–20 mA).

Intégration de la batterie Fronius Gen24

Le Fronius Gen24 Plus avec batterie BYD HVS ou LG RESU expose l'état de charge et la puissance de la batterie via des registres Modbus TCP. L'ajout de la connaissance du SOC de la batterie à la logique d'autoconsommation empêche l'activation des charges contrôlables lorsque la batterie est déchargée et nécessite une charge prioritaire.

Conditions d'autoconsommation avec prise en compte de la batterie

GA 9/1/0 (Battery SOC) conditions:

  SOC < 20%:
    → Pause all controllable loads
    → Prioritise battery charging from PV
    → SG Ready → State 2 (normal, don't add extra heat pump load)

  SOC > 80% AND GA 9/0/1 (Grid Power) < −500W:
    → Activate controllable loads (battery sufficiently full)
    → Standard priority sequence applies

  Battery power (GA 9/1/1):
    → Negative = battery charging (absorbing PV surplus)
    → Positive = battery discharging (supplying building)
    → Use to calculate net PV available for controllable loads:
       Available = PV power − battery charging power

Alternative SMA Sunny Boy

Les onduleurs SMA implémentent également SunSpec Modbus TCP sur le port 502 en utilisant la même chaîne d'intégration via la passerelle Intesis IN701KNX. La procédure d'activation et les registres clés diffèrent légèrement de Fronius.

Configuration SMA Sunny Boy Modbus TCP

Enable in SMA webserver:
  Settings > External communication > Modbus > ON
  TCP port: 502

Key registers (read-only, unit ID 3):
  30775 → AC power output   (uint32, W, 2 registers)
  30517 → Daily yield       (uint32, Wh, 2 registers)
  30513 → Total yield       (uint32, kWh × 1000)
  30521 → Operating status  (uint32, enum)

Note: SMA registers are uint32 (2×16-bit), big-endian.
Configure IN701KNX signal type as 32-bit unsigned integer.
SMA does not provide a signed grid power register without
a separate SMA Energy Meter — add SMA Energy Meter for
grid flow monitoring (registers 30865/30867 on Meter unit ID).

Calcul du taux d'autoconsommation

Le taux d'autoconsommation et le taux d'autosuffisance sont les KPI clés pour un système PV-plus-KNX. Ces deux indicateurs peuvent être calculés et affichés en temps réel par le système de visualisation KNX en utilisant les valeurs des adresses de groupe de la passerelle Modbus.

Formules KPI pour Gira X1 ou IP-Symcon

Self-consumed power (W):
  = PV power (GA 9/0/0) − max(0, −Grid power (GA 9/0/1))
  (PV output minus what is being exported)

Self-consumption rate (%):
  = Self-consumed power / PV power × 100
  Target: > 70% with EV + heat pump controllable loads

Self-sufficiency rate (%):
  = Self-consumed power / Total building demand × 100
  Total demand = PV power − grid export + grid import
               = GA 9/0/0 + max(0, GA 9/0/1)

Annual self-consumption: log daily GA 9/0/2 (Energy today Wh)
  → accumulate in IP-Symcon variable → annual total kWh
  → self-consumption rate = annual self-consumed / annual yield

Objectifs réalistes : Sans charges pilotables, un ménage typique atteint 25–35 % d'autoconsommation (la majeure partie du PV est produite à midi lorsque les occupants sont absents). Avec la recharge de VE et la pompe à chaleur SG Ready décalées vers les heures solaires, l'autoconsommation monte à 60–80 %. Avec un stockage par batterie ajouté, 80–95 % sont atteignables.

Cloud Fronius Solar.web pour les rapports énergétiques

Pour les rapports énergétiques BREEAM nécessitant des données historiques de rendement PV, l'API REST Fronius Solar.web (api.solarweb.com) fournit des totaux énergétiques horaires, quotidiens et mensuels. Cette API cloud complète – mais ne remplace pas – le Modbus TCP local pour le contrôle en temps réel.

API Solar.web vs Modbus TCP local

Solar.web REST API (api.solarweb.com):
  Latency: 1–5 minutes (cloud polling cycle)
  Use for: BREEAM energy reports, historical analysis,
           CSV export for energy assessors
  Poll: daily at 23:59 from IP-Symcon or ARISTO BewO
  Output: daily/monthly kWh → CSV → energy assessor

Local Modbus TCP (Fronius register 40070/40225):
  Latency: < 1 second (direct LAN poll at 10s interval)
  Use for: ALL real-time self-consumption control
           SG Ready triggers, EV current adjustment,
           export limiting, immersion heater switching

NEVER use cloud API for real-time control —
  1–5 minute latency makes load shifting ineffective

Limitation de l'exportation PV via Modbus

Certains gestionnaires de réseau de distribution (DNO) exigent de limiter l'exportation PV vers le réseau, en particulier pour les grands systèmes résidentiels et commerciaux. Fronius prend en charge la limitation dynamique de puissance via un registre de maintien Modbus dédié, permettant à KNX de réduire la puissance de l'onduleur si nécessaire.

Logique de limitation d'exportation

Fronius power limit register:
  Register 40149 → power limit (0–100%, write-capable)
  Write via IN701KNX output signal (Modbus write function 06)

KNX export limiting conditions:
  IF GA 9/0/1 (Grid Power) < −export_limit_W
  AND GA 9/1/0 (Battery SOC) > 95%
  → Write 50% to register 40149 (throttle to half output)

  IF GA 9/0/1 > −export_limit_W × 0.8
  → Write 100% to register 40149 (restore full output)

  Hysteresis: 30-second delay before restoring full output
  (prevents rapid hunting around the export limit threshold)

Test de mise en service avec ETS6 Group Monitor

Vérifiez l'intégration complète Fronius–Intesis–KNX par une journée ensoleillée à l'aide du moniteur de groupe ETS6. La séquence de test confirme l'interrogation Modbus, la plausibilité des données, le déclenchement de l'autoconsommation et la fonction de relais SG Ready sans nécessiter d'outils de mise en service PV spécialisés.

Séquence de test de mise en service

1. PV data verification (by 10:00 on a sunny day):
   ETS6 Group Monitor → watch GA 9/0/0
   → confirms PV Power W > 0 and rising with irradiance
   → compare with Fronius webserver display (should agree ±2%)

2. Grid flow verification:
   GA 9/0/1 should be negative when PV > building consumption
   GA 9/0/1 should be positive when PV < building consumption
   Turn off major loads, re-check sign changes

3. SG Ready functional test (without waiting for solar surplus):
   ETS6 Group Monitor → write −4000 to GA 9/0/1 (simulate export)
   → confirm Logic Module condition fires (GA 9/0/1 < −1000)
   → confirm SG Ready relay activates (State 3: S1=0, S2=1)
   → confirm with heat pump display (mode indicator changes)
   → restore: write 0 to GA 9/0/1 → relay deactivates

4. Battery SOC check (Gen24 Plus):
   GA 9/1/0 value should match Fronius webserver battery SOC %

5. Export limit test:
   Write 50 to power limit register via Group Monitor write
   → confirm Fronius webserver shows 50% power limit active

Vérification du signe

Confirmez que GA 9/0/1 est négatif (exportation) un midi ensoleillé. S'il indique positif alors que le serveur web Fronius affiche une exportation, le sens du TC du compteur intelligent est inversé — inversez les fils secondaires du TC (S1/S2) ou inversez le signe du registre Modbus dans la configuration IN701KNX MAPS.

Vérification de l'intervalle d'interrogation

Observez GA 9/0/0 dans Group Monitor — il doit se mettre à jour toutes les 10 secondes. Si les mises à jour sont moins fréquentes, vérifiez le paramètre d'intervalle d'interrogation IN701KNX dans MAPS et assurez-vous qu'il n'y a pas de timeout Modbus TCP. Réduisez la valeur du timeout si l'onduleur est lent à répondre.

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