Information in English in GitHub

Arska on energian kulutuksen ja varastoinnin ohjausjärjestelmä on tarkoitettu optimoimaan kiinteistön sähkön hankintaa sekä oman sähköntuotannon (aurinkovoimalan) käyttöä sekä edullisimmille ja vähäpäästöisimmille tunneille. Automaattisen ohjauksen mahdollistamiseksi kiinteistössä on oltava yksi tai useampi joustavasti ohjattava laite tai energiavarasto, johon energiaa voidaan varastoida myöhempää käyttöä varten. Tyypillisesti energiaa voidaa varastoida lämpönä esim. vesivaraajiin tai rakenteisiin lattialämmityksen avulla tai sähköauton akkuun tai kiinteään kotiakkuun.

Ohjelmiston ensimmäinen versio on ollut käytössä vuoden 2020 kesästä alkaen ohjaamassa eteläsuomalaisen maatilan 30 kWp aurinkovoimalan tuotannon käyttöä. Tästä kehitetty uusi versio on otettu testikäyttöön kevättalvella 2022. Ohjelmiston GPL v.3 lisenssioitu lähdekoodi ja perusohjeistus on vapaasti saatavilla Githubissa. Arska Node sovellus toimii ESP32-mikrokontrollerille, johon kytketään tarvittavat lisälaitteet tietojen lukemiseksi ja laitteiden ohjaamiseksi.

Tweets by ArskaEnergy

Käyttötapoja

• Lämminvesivarajaan tai lattialämmityksen vastuksien tominnan ohjaaminen edullisimpaan ajankohtaan hintatiedon perusteella.
• Oman aurinkovoimalan tuotannon käyttö kiinteistössä tai myynti hintatiedon ja energiasääennusteen mukaan. Käytä itse jos hinta alhainen, myy jos sähkö niin kallista, että kannattaa ostaa myöhemmin esim. seuraavana yönä.
• Vesikiertoisen lattialämmityksen kiertovesipumpun (päällä/pois) tai lämpötilasäätimen (kotona/poissa) ohjaaminen
• Kalleimpien tuntien välttäminen katkaisemalla lämmitys huipputuntien ajaksi esimerkiksi ohjaamalla lämpöpumppua potentiovapaalla kärkitiedolla.
• Sähköauton latauksen ohjaus edullisille tunneille.

Toiminnallisuus

• Järjestelmä laskee automaattisesti arvot muuttujille esim. tuntihinnan muuttuessa. Muuttujien arvoja käytetään ohjausreleitä ohjaavien kanavien säännöissä.
• Ohjaussäännöt voidaan muodostaa helppokäyttöisten parametroitavien sääntöpohjien avulla tai ne voi tuottaa yksityiskohtaisilla säännöillä.
• Ohjaussäännöt voidaan ohittaa käsikäyttöisillä ajastuksilla, joissa järjestelmä automaattisesti ehdottaa edullisinta ajankohtaa.
• Arska ohjaa tarvittaessa kiinteistön aurinkovoimalan tuotannon omaan käyttöön, niin että sähkön netto-osto tasejakson (tunti tai 15 minuuttia) aikana on minimoitu, jolloin sähkön siirrosta tai ostosta tulee mahdollisimman vähän kustannuksia.

Tietolähteet

Arska hyödyntää kulutuksen optimoinnissa seuraavia tietolähteitä:

• Sähkön tuntihinta NordPool-markkinapaikalla, lähteenä: eurooppalaisten kantaverkko-operaattorien ylläpitämä Entso-E Transparency Platform tai Viron kantaverkkoyhtiö Elering. Hintatietojen perusteella lasketaan ohjausta varten esim. voimassaolevan hinnan suhde ja ranking-arvot lähiajan hintoihin.
• Oman kiinteistön reaaliaikaiset kulutus- ja tuotantotiedot, tällä hetkellä tuetaan uusien älymittareiden HAN P1 -portin lukua HomeWizard P1 Meter -sovittimen kautta sekä Shelly 3 EM ja Shelly Peo 3 EM energiamittareita.
• Aurinkovoimalan tuotantotiedot voidaan lukea SMA tai Fronius-inverttereiltä.
• Aurinkovoimatuotannon paikallinen energiasääennuste sekä valtakunnallinen tuulivoimatuotannon ennuste Ilmatieteen laitoksen energiasääennustusteesta (käytössä vain Suomessa)
• Mahdollisuus lukea lämpötilatietoa esim. lämminvaraajaan liitetyltä DS18B20-lämpötila-anturilta.
• Nykyinen päivämäärä ja aika sekä näiden avulla lasketut tiedot voimassaolevasta siirtotariffista (yö/päivä, kausisähkö).

Asennus ja lähdekoodi

• Avoin lähdekoodi ja englanninkielinen dokumentaatiowiki GitHubissa
• Ohjelmiston asennus suoraan Arska asennussivulta

Oman käytön maksimointi ja myynnin ajoitus

Itse (aurinkopaneeleilla) tuotetun sähkön oma käyttö maksimoidaan esimerkiksi varaamalla lämpönä vesivaarajiin tai rakenteisiin (lattialämmitys) ja vähennetään näin ostoenergian tarvetta. Myös sähköauton latauspistorasian ohjaaminen on mahdollista. Ostoenergiasta joutuu maksamaan aina verkkoyhtiölle verkkopalvelumaksun (siirtomaksu), joten oman käytön maksimointi on yleensä hyvin kannattavaa. Mikäli sähkön hintapiikki osuus aurinkoiselle tunnille on Arskan avulla mahdollista omaa kulutusta (esim. varaajaan) tällöin rajoittaa ja myydä mahdollisimman paljon verkkoon. Tämä voi olla kannattavaa mikäli ”korvaava” sähkö on myöhemmin saatavissa omista aurinkopaneeleista tai ostettavissa selkeästi halvemmalla (verkkopalvelumaksu ja vero huomioiden).

Ostettavan energian kulutuksen ohjaus

Kun omaa tuotantoa ei ole saatavissa (kun aurinko ei paista) voidaan energian ostoa kohdistaa edullisimmille tunneille. Tämä riippuu valitusta sähköenergian ostosopimuksesta (pörssisähkö, kiinteä, yö/päivä jne) sekä verkkopalvelusopimuksen tyypistä. Sähkön ollessa edullisinta se on yleisesti myös puhtaimmin tuotettua, joten edullisiin tunteihin ostojen painottaminen on myös ekoteko.

Pörssisähköä käytettäessä järjestelmänn sääntöjen avulla voidaan ohjata kulutusta edullisimmille tunneilla. Kellonaikaan tai kalenteriin sidotulla sopimuksella sähköä ostavien on mahdollista määritellä ohjeusehdot vastaavasti. Ehdoissa voidaan määritellä esim. tavoitetason varaajan lämpötilalle tai varaaja voidaan pitää päällä vain edullisimman sähkön aikana, jolloin se on toimii optimoidummin kuin pelkästään ajastimella käynnistettävä varaaja.

Tuntinetotuksen hyödyntäminen

Arska tukee sähköverkon tuntinetotusta ja myöhemmin käyttöönotettavaa 15-minuutin netotusta. Käytännössä tämä tarkoittaa sitä, että kun on omaa tuotantoa (aurinko paistaa) niin osto ja myynti pyritään tasapainottomaan kyseisen ajan (60 tai 15 minuuttia) sisällä esim. varaajia ohjaamalla. Esimerkiksi jos aurinkovoimala tuottaa tunnin aikana tasaisen 2kW:n ”ylimääräisen” tehon (joka menisi muuten myyntiin), niin Arska kytkee 6 kW-tehoisen varaajan päälle tunnin aikana yhteensä 20 minuutiksi. Tällöin kyseisen tunnin ajalla laskennallisesti sähkön osto ja myynti ovat tasapainossa, eikä ostosta (eikä siirrosta) laskuteta eikä myynnistä makseta, vaikka tunnin aikana sähköä onkin kulkenut verkosta/verkkoon. Lisätietoa tuntinetotuksesta https://yle.fi/uutiset/3-11767604

Energiasääennuste

Arska osaa hyödyntää paikkakunnalle laadittua energiasääennustetta. Esimerkiksi jos ennusteessa on luvattu tulevalle päivällä korkeaa aurinkovoimalan tuottoa voidaan varaajien tai lattialämmityksen lämmitystä siirtää päivään lämmittämällä yöllä minimitasolle ja mahdollistamalla näin itsetuotetulle sähkölle käyttökohde päivällä. Mikäli tulossa onkin pimeä päivä (vähän omaa tuotantoa), niin lämmitys kannattaa tehdä halvemmalla yösähköllä tai tyypillisesti halvemmilla spot-hinnoilla. Hintatiedon ja energiasäänennusteen perusteella lasketaan tulevan vuorokauden aikana tuotetun aurinkoenergian keskihintaennuste. Mikäli tämä ennustehinta on korkeampi kuin ostohinta (sisältäen verkkopalvelumaksun ja verot) edeltävä yönä, kannattaa esim. vesivaraaja lämmittää jo yöllä ja myydä seuraavana päivä mahdollisimman paljon omaa tuotantoa verkkoon.