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Für die Fernüberwachung meiner Photovoltaik Anlage habe ich mich für eine Lösung zum Selbermachen entschieden, die ich hier näher beschreiben möchte.

Das Monitoring einer Photovoltaik Anlage besteht häufig aus zwei Komponenten. Zum einen der Datenlogger, der sich vor Ort mit den Wechselrichtern verbindet und zum anderen eine Serverkomponente, an die der Datenlogger die Daten weiterleitet. Der Server stellt die Daten dann im Internet zur Verfügung. Bei einer am Wohnhaus installierten Anlage kann aber auch der Datenlogger selbst schon ausreichend sein. Der Datenlogger kann dann per PC angesprochen werden.

Für das Monitoring gibt es eine Reihe von kommerziellen Lösungen, für die ich mich aber aus verschiedenen Gründen nicht entscheiden konnte:

  • Der Datenlogger ist ein Gerät, dass die ganze Zeit zusätzlich laufen muss und natürlich selbst Energie verbraucht
  • Sensoren für die Bestimmung von Umgebungsdaten (Strahlung, Temperatur) werden entweder nicht unterstützt oder sind sehr teuer
  • der Preis

Eine Lösung für den ersten Punkt besteht darin, einen Internet-Router als Datenlogger zu verwenden. Dabei gehe ich davon aus, dass dieser sowieso zu den Zeiten läuft, an denen Daten ausgelesen werden sollen. Für den zweiten Punkt verspricht das im Jahr 2009 auf dem Markt erschienene Sunmeter Abhilfe.

Do it yourself!

Also dann, ans Werk! Zum Kernstück des DIY-Monitorings wrude eine FRITZ!Box auserkoren, auf der standardmäßig ja schon ein Linux werkelt. Das Freetz Projekt ermöglicht es, auch eigene Software aufzuspielen. Hier stände als Alternative auch Open WRT zur Verfügung. Davon hat mich aber die schlechte Verfügbarkeit von DSL Treibern abgehalten. Das Vorgehen von Freetz scheint mir erfolgversprechender, weil die Basis die ausgeiieferte Firmware bleibt, die dann gepatcht und um eigene Software erweitert werden kann. Da der interne Speicher der FRITZ!Box ausgereizt ist, wird ein USB Stick als externes Filesystem verwendet.

Die Peripherie wird über RS 485 angesprochen. Um der FRITZ!Box RS 485 beizubringen wird ein USB-RS 485 Konverter verwendet. Im Solar Log Forum wurden verschiedene Varianten besprochen, als sicher in der Kommunikation mit den Wechselrichtern wurde dabei der IPC Con empfohlen.

Um die SMA Wechselrichter mit eigener Software auslesen zu können, müssen diese mit einem RS 485 Modul bestückt werden, das auch Piggyback genannt wird. Über den Bus läuft das Protokoll SMAData, das mit der von SMA zur Verfügung gestellten yasdi Bibliothek angesprochen werden kann. Für die Bluetooth Schnittstelle der Wechselrichter und das darauf verwendete Protokoll SMAData 2 gibt es leider keine freie Bibliothek.

Das Sunmeter wird ebenfalls über RS 485 angesprochen. Dazu unten mehr. Hier zunächst die Hardwareliste mit Preisen ohne Umsatzsteuer.

Hardware Anbieter Preis
FRITZ!Box WLAN 3170 Amazon 80
USB Hub Conrad 10
IPC Con I-7561 PCQT 83
2 x Piggyback Bürger Systemtechnik 150
Sunmeter Soluzione Solare 120
Temperatursensor PT 100 W-SZK Völkner 14
ISO Automatengehäuse Conrad 26
Verlegekabel Cat 7+/8, 25m
Netzwerkbedarf24 24
Kleinteile Div 25
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532
Das Gesamtwerk
USB Hub, Stick und geöffneter Konverter
Blinkenlights

Das Sunmeter

Das Sunmeter konnte ich auf der PVSEC direkt von Soluzione Solare zum Einstandspreis erwerben. Es ist noch frisch auf dem Markt, was sich auch in Kinderkrankheiten bemerkbar machte. Das wurde allerdings schnell durch ein kostenloses Firmware Upgrade des Hersteller behoben. Es liefert Sonnenstrahlung und Temperaturdaten entweder analog oder digital per RS 485 Schnittstelle. Das Sunmeter kommt mit einem kurzen Kabel mit fertig konfektioniertem Stecker. Eine passende Kupplung wird mitgeliefert. Als Verlegekabel wird AWG22/0.32sqmm empfohlen. Ich habe dann ca. 20 m CAT 8 Kabel verlegt.

Für das Auslesen der Temperatur ist noch ein PT 100 Sensor nötig. Dessen Zuleitung habe ich zusammen mit dem Endwiderstand für die RS 485 Leitungen in der Kupplung untergebracht. Da durch das zusätzliche Kabel die Dichtigkeit der Kupplung nicht mehr gewährleistet ist, habe ich die Kupplung anschliessend mit Epoxidharz ausgegossen. Mal sehen ob diese Konstruktion das nordhessische Wetter langfristig übersteht.

Das Zusammenspiel des Sunmeters auf dem RS 485 Bus zusammen mit den Piggybacks ist leider etwas knifflig: das Sunmeter möchte mindestens eine Baudrate von 9600 Baud während die Piggybacks fest auf 1200 Baud eingestellt sind. Details dazu finden sich im Solarlogger Forum.

Das Sunmeter mit Stecker
Die Kupplung mit Endwiderstand
Ausgegossene Kupplung mit CAT 8 und PT 100 Zuleitung

Software

Die aktuellen Meßwerten werden momentan durch einen gepatchten solar-logger geliefert und durch den plantwatchdog dargestellt. Mehr dazu in einem Blogeintrag.