Fotowoltaika i KNX: Integracja Fronius Symo Modbus dla optymalizacji autokonsumpcji
Podłączenie falownika Fronius do KNX przez SunSpec Modbus TCP dostarcza systemowi automatyki budynkowej rzeczywistych danych o wydajności PV i mocy sieciowej – umożliwiając logikę autokonsumpcji, która przesuwa sterowalne obciążenia na okresy nadwyżki generacji, redukując pobór z sieci i maksymalizując wartość lokalnej instalacji solarnej.
Fronius SunSpec Modbus TCP: włączanie interfejsu
Falowniki Fronius — Symo, Primo, Gen24 i Gen24 Plus — implementują interfejs Modbus TCP SunSpec Alliance, który zapewnia znormalizowaną mapę rejestrów dla danych z falownika słonecznego. Interfejs jest domyślnie wyłączony i musi być włączony w serwerze WWW falownika, zanim jakiekolwiek bramy będą mogły się połączyć.
Włączanie Modbus TCP na falowniku 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 correctlyWymagania sieciowe: Falownik Fronius i bramka KNX Modbus muszą znajdować się w tym samym segmencie LAN lub mieć dostęp IP przez routing. Przypisz statyczne IP do falownika w ustawieniach sieciowych serwera WWW — dzierżawy DHCP mogą się zmieniać i przerwać odpytywanie bramki po restarcie routera.
Bramka KNX Modbus: tabela sygnałów Intesis IN701KNX
Intesis IN701KNX działa jako master Modbus TCP, odczytuje rejestry falownika Fronius w konfigurowalnym odstępie czasu i publikuje wartości na adresy grupowe KNX za pomocą narzędzia konfiguracyjnego MAPS. Poniższa tabela sygnałów przedstawia pełne mapowanie dla monitorowania PV.
| Rejestr Modbus | Opis | KNX DPT | Adres grupowy |
|---|---|---|---|
| 40070 | Moc wyjściowa AC PV (W) | DPT 13.010 (4-bajtowa ze znakiem) | 9/0/0 — Moc PV W |
| 40225 | Moc sieci (W, +pobór/−oddawanie) | DPT 13.010 (4-bajtowa ze znakiem) | 9/0/1 — Moc sieci W |
| 40080 | Energia AC dzisiaj (Wh) | DPT 12.001 (4-bajtowa liczba bez znaku) | 9/0/2 — Energia dzisiaj Wh |
| 40493 | SOC akumulatora (%, Gen24 Plus) | DPT 5.001 (1-bajtowy %) | 9/1/0 — SOC akumulatora |
| 40495 | Moc akumulatora (W, Gen24 Plus) | DPT 13.010 (4-bajtowa ze znakiem) | 9/1/1 — Moc akumulatora W |
MAPS konfiguracja kluczowych ustawień
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
Logika autokonsumpcji: MDT Logic Module lub Loxone
Dzięki dostępnej w czasie rzeczywistym mocy sieciowej na GA 9/0/1, kontroler logiczny KNX może załączać sterowane odbiory, gdy nadwyżka przekroczy próg. Kolejność priorytetów zapewnia, że najcenniejsze odbiory są aktywowane jako pierwsze i wyłączane jako ostatnie.
Logika priorytetów autokonsumpcji
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 cyclingMDT Logic Module (SCN-LOGM.01)
- Compare block: GA 9/0/1 < -1000 → output 1
- Blok czasowy: 60s opóźnienie załączenia zapobiega cyklowaniu
- Sekwencer priorytetów: AND/OR z indywidualnymi progami
- 16 kanałów logicznych obsługuje wszystkie scenariusze PV w jednym urządzeniu
Loxone Miniserver
- Wirtualne wejście KNX: GA 9/0/1 → zmienna Loxone
- Inteligentny blok sterownika pomieszczenia dla SG Ready
- Monitor energii Loxone wizualizuje autokonsumpcję
- Wyjście analogowe do EVCC przez HTTP do sterowania EV
Integracja pompy ciepła SG Ready
SG Ready (Smart Grid Ready) to standard niemieckiego stowarzyszenia pomp ciepła, zapewniający interfejs 2-bitowy, który umożliwia sygnałom zewnętrznym – w tym automatyce budynkowej i nadwyżce PV – wpływanie na tryb pracy pompy ciepła. Dwa bezpotencjałowe wejścia przekaźnikowe (S1 i S2) na płycie sterującej pompy ciepła są sterowane przez wyjścia binarne KNX.
| Stan | S1 | S2 | Tryb | Wyzwalacz nadwyżki PV |
|---|---|---|---|---|
| Stan 1 | 1 | 0 | Zablokowany (blokada EVU) | Sygnał taryfy szczytowej sieci — blokada sprężarki |
| Stan 2 | 0 | 0 | Normalna praca | Domyślnie / brak sygnału PV |
| Stan 3 | 0 | 1 | Zachęcany (wysoka moc) | Surplus > 3 kW → run at increased set-point |
| Stan 4 | 1 | 1 | Maksimum (pełna moc) | Surplus > 6 kW → maximum heating power |
Uwaga dotycząca okablowania: S1 i S2 to styki bezpotencjałowe – podłącz bezpotencjałowe styki przekaźnika binarnego KNX (bez napięcia) bezpośrednio do zacisków SG Ready pompy ciepła. Nie podawaj 230V ani 24V na te zaciski. Potwierdź obciążalność styków z producentem pompy ciepła: większość wejść SG Ready akceptuje sygnał prądowy 24V DC; suchy styk przekaźnika binarnego KNX musi być przystosowany do napięcia sygnałowego pompy ciepła (typowe 12–30V DC przy 10–20 mA).
Integracja baterii Fronius Gen24
Fronius Gen24 Plus z baterią BYD HVS lub LG RESU udostępnia stan naładowania i moc baterii poprzez rejestry Modbus TCP. Dodanie świadomości SOC baterii do logiki autokonsumpcji zapobiega aktywacji sterowanych odbiorników, gdy bateria jest rozładowana i wymaga priorytetowego ładowania.
Warunki autokonsumpcji z uwzględnieniem baterii
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 powerAlternatywa dla SMA Sunny Boy
Falowniki SMA również implementują SunSpec Modbus TCP na porcie 502, używając tego samego łańcucha integracji przez bramę Intesis IN701KNX. Procedura włączania i kluczowe rejestry różnią się nieco od Fronius.
Konfiguracja 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).
Obliczanie wskaźnika autokonsumpcji
Wskaźnik autokonsumpcji i stopień samowystarczalności to kluczowe KPI dla systemu PV-plus-KNX. Oba wskaźniki mogą być obliczane i wyświetlane w czasie rzeczywistym przez system wizualizacji KNX przy użyciu wartości z adresów grupowych bramy Modbus.
Formuły KPI dla Gira X1 lub 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 yieldRealistyczne cele: Bez sterowalnych odbiorów typowe gospodarstwo domowe osiąga 25–35% autokonsumpcji (większość energii PV jest wytwarzana w południe, gdy mieszkańców nie ma). Dzięki ładowaniu EV i pompie ciepła SG Ready przesuniętym na godziny słoneczne autokonsumpcja wzrasta do 60–80%. Z dodatkowym magazynem bateryjnym możliwe jest osiągnięcie 80–95%.
Fronius Solar.web chmura do raportów energetycznych
W przypadku raportów energetycznych BREEAM wymagających historycznych danych o wydajności PV, interfejs REST API Fronius Solar.web (api.solarweb.com) dostarcza sumy energii godzinowe, dzienne i miesięczne. Ten interfejs chmurowy uzupełnia – ale nie zastępuje – lokalnego Modbus TCP do sterowania w czasie rzeczywistym.
Solar.web API a lokalny Modbus TCP
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 ineffectiveOgraniczanie eksportu PV przez Modbus
Niektórzy operatorzy sieci dystrybucyjnych (DNO) wymagają ograniczenia eksportu PV do sieci, szczególnie w większych instalacjach mieszkaniowych i komercyjnych. Fronius obsługuje dynamiczne ograniczanie mocy poprzez dedykowany rejestr holdingowy Modbus, umożliwiając KNX ograniczenie mocy falownika w razie potrzeby.
Logika ograniczania eksportu
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 uruchomieniowy z ETS6 Group Monitor
Zweryfikuj pełną integrację Fronius–Intesis–KNX w słoneczny dzień za pomocą ETS6 Group Monitor. Sekwencja testowa potwierdza odpytywanie Modbus, wiarygodność danych, wyzwalanie autokonsumpcji i funkcję przekaźnika SG Ready bez potrzeby specjalistycznych narzędzi do uruchamiania PV.
Sekwencja testów uruchomieniowych
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
Sprawdzenie znaku
Potwierdź, że GA 9/0/1 jest ujemne (eksport) w słoneczne południe. Jeśli wskazuje dodatnio, gdy serwer WWW Fronius pokazuje eksport, kierunek przekładnika prądowego (CT) inteligentnego licznika jest odwrócony – zamień przewody wtórne CT (S1/S2) lub odwróć znak rejestru Modbus w konfiguracji IN701KNX MAPS.
Weryfikacja interwału odpytywania
Obserwuj GA 9/0/0 w Group Monitor – powinno aktualizować się co 10 sekund. Jeśli aktualizacje występują rzadziej, sprawdź ustawienie interwału odpytywania IN701KNX w MAPS i upewnij się, że nie ma timeoutu Modbus TCP. Zmniejsz wartość timeoutu, jeśli falownik reaguje wolno.
Potrzebujesz panelu integracyjnego Fronius KNX zbudowanego i uruchomionego zgodnie ze specyfikacją?
Projektujemy niskonapięciowe szafy z bramką Intesis Modbus–KNX, okablowaniem SG Ready, ogranicznikiem eksportu i pełną dokumentacją uruchomieniową ETS6 — dostarczane przetestowane i zweryfikowane na miejscu.
Poproś o wycenę →