La energía solar no es una energía alternativa: es la energía.
Hermann Scheer

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  1. #1
    junavar está desconectado Forero
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    Predeterminado Sistema de monitorización y control de inversor con RaspberryP Pi.

    El inversor Fronius de mi instalación domestica de 4Kw tiene un interfaz RS422 para su monitorización y control. A través de este interfaz y con un protocolo llamado “Fronius Interface” se puede registrar la potencia y resto de parámetros del inversor y, lo que me parece muy interesante, establecer un límite a la potencia que entrega el inversor.

    Hace unas semanas me descargue la descripción técnica de este protocolo de la página de Fronius.
    Mi intención es poder realizar un programa que recoja la información del inversor y opcionalmente poder controlar la potencia del inversor y realizar gestión de prioridades y planificación de cargas. Circutor tiene un sistema (CPD) para Fronius e Ingeteam tiene algo parecido para sus inversores. Pero son sistemas muy caros, incompatibles con la economía de la mayoría de los autoconsumidores.

    A tal fin encargué una raspberry pi y un convertidor USB a RS422 que me llegaron la semana pasada.
    Tras varias pruebas, ayer tuve la satisfacción de comprobar que mi programa en C efectivamente me permite obtener información de los parámetros del inversor, potencia, energía, tensiones, intensidades, frecuencia, etc. También he podido ajustar la potencia entregada a un valor dado (en porcentaje de la potencia nominal del inversor). Hoy voy a tener la instalación registrando la potencia cada segundo y ajustando el límite de producción de producción fijado aleatoriamente entre 1000 y 1500 vatios. Se trata de comprobar que el programa ni se cuelga ni hace cosas raras cuando está funcionando largo tiempo.

    El siguiente paso será instalar un analizador de red con interfaz RS486 o RS422 y realizar un proceso similar de monitorización de la energía consumida por la instalación. A partir de aquí la lógica del programa me podrá permitir modular la generación, controlar con prioridades las cargas, gestionar la exportación de energía a la red, señalizar los momentos idóneos para realizar consumos, etc.

    Ya iré contando en este foro los resultados.

    Ahora os pido ayuda para localizar un analizador de red (o un contador con funciones similares) que tenga interfaz RS 422/486 y protocolo MODBUS. Ah, y que sea barato. Yo he localizado uno de la casa ORBIS pero su precio de lista es 146€.

    Saludos.

  2. #2
    jamin89 está desconectado Forero
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    Predeterminado Re: Sistema de monitorización y control de inversor con RaspberryP Pi.

    Gran aportacion, espero que el proyecto llegue a buen puerto.

    Ahora os pido ayuda para localizar un analizador de red (o un contador con funciones similares) que tenga interfaz RS 422/486 y protocolo MODBUS. Ah, y que sea barato
    La verdad es que me pierdo un poco con la electronica y no te sabria decir si esto te vale, hay muchos con interfaz RS485 pero no 486
    modbus rs 422 - fabricantes de productos de modbus rs 422 en spanish.alibaba.com–Página1
    Podria valerte este? Industrial tengcon modbus rtu stc-1 módulo de mando a distancia industrial-Sistemas Electrónicos de Datos-Identificación del producto:300002659341-spanish.alibaba.com

    Un saludo

  3. #3
    kumanito está desconectado Forero Junior
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    Predeterminado Re: Sistema de monitorización y control de inversor con RaspberryP Pi.

    buenas, soy nuevo en este foro, y no si esta pregunta ya se ha echo, yo no la he encontrao.

    quiero instalar un sistema fotovoltaico de autoconsumo para una vivienda, instalando tambien un aparato de emisiones 0 para no inyectar excesos a la red, mi pregunta es: ¿ existe algun sistema o aparato para aprovechar esos excesos y encender por ejemplo el aire acondicionado para enfriar mi casa o la lavadora? pero claro que no sea de un pico de energia puntual para que no este todo el rato encendiendose y apagandose, un aparato que estabilice esa energia o nose.

    un saludo, gracias

  4. #4
    kumanito está desconectado Forero Junior
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    Predeterminado Re: Sistema de monitorización y control de inversor con RaspberryP Pi.

    Cita Iniciado por andreu22 Ver mensaje
    Hola kumanito:
    Pues si, se ha tratado en otros temas y efectivamente existen soluciones al respecto. Se instala un Zerobox y éste detecta cuando la corriente circula hace fuera (inyecta) y entonces arranca un relé que lo puedes conectar a cualquier carga resistiva y la pondrá en marcha con la energía proporcional que sobre y que se podría inyectar a la red.

    ok, pero que tipo de aparato puedo poner en la carga, algo de poco tiempo como calentador de agua? o algo tipo lavadora?

  5. #5
    carlos6025 está desconectado Forero
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    Predeterminado Re: Sistema de monitorización y control de inversor con RaspberryP Pi.

    Ese tipo de derivador de excedentes funciona modulando la energía excedente, es decir, unas veces tendrás más vatios y otras menos, por lo que no puedes conectar una carga que necesite una potencia constante para funcionar. Está indicado para cargas resistivas, como una estufa, un termo,...

  6. #6
    kumanito está desconectado Forero Junior
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    Predeterminado Re: Sistema de monitorización y control de inversor con RaspberryP Pi.

    muchas gracias por las respuestas, otra alternativa al zerobox podria ser el suntrol datalogger de solar world? es que es este el que me ofertan con un kit de fotovoltaica.
    Última edición por kumanito; 16/07/2014 a las 10:51

  7. #7
    kumanito está desconectado Forero Junior
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    Predeterminado Re: Sistema de monitorización y control de inversor con RaspberryP Pi.

    Cita Iniciado por andreu22 Ver mensaje
    Si lo puede ser, pero creo que es más caro. Nosotros instalamos el Zerobox y nos va perfectamente.
    ya que dices que es mas caro donde lo puedo comprar, porque yo e buscado precios de kits con zerobox y no encuentro lo unico a sido el kits este en sfe-solar.com en el que me ofertan los modulos,inversor,estructura, suntrol datalogger y garantia por 1,38 €/wp algun otro sitio mas barato y con zerobox???

  8. #8
    Alfatango está desconectado Forero Junior
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    Predeterminado Re: Sistema de monitorización y control de inversor con RaspberryP Pi.

    Saludos al foro
    No se si saldra soy primerizo respondiendo.
    En Direc-electro.es tienen contadores digitales con comunicacion Modbus/485
    En especial KWH1C32

  9. #9
    junavar está desconectado Forero
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    Predeterminado Re: Sistema de monitorización y control de inversor con RaspberryP Pi.

    Cita Iniciado por Alfatango Ver mensaje
    Saludos al foro
    No se si saldra soy primerizo respondiendo.
    En Direc-electro.es tienen contadores digitales con comunicacion Modbus/485
    En especial KWH1C32
    Muchas gracias alfatango.
    Estuve a punto de hacer la compra por internet del contador/analizador que apuntas.
    Finalmente opté por un contador Orbit que tiene la opción de poder usar un CT para medida indirecta.

    Ahora estoy depurando el código que me permite extraer información del inversor.
    De forma aleatoria el programita, tras varias horas tomando medidas de la potencia, de repente y aleatoriamente se queda colgado. No es un programa muy complejo pero el manejo del puerto serie en linux está lleno de controles y parámetos que pueden afectar al buen funcionamiento.

    Cuando tenga esta parte de monitorización del inversor más arreglada, me pondré con el codigo para obtener la info del contador por RS485.

    Saludos.

  10. #10
    nostredamus está desconectado Forero
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    Predeterminado Re: Sistema de monitorización y control de inversor con RaspberryP Pi.

    Muy interesante junavar, espero que nos sigas informando de como vas siempre y cuando la gente respete el foro.....que vaya offtopic se marcan aqui los amigos kumanito y andreu22........
    La verdad es un lujazo poder gastarse el dinero para programar y jugar con estos aparatos, yo estuve estudiando el tema con una rasperry pero con tantas opciones que hay en el mercado, no salia rentable hacerle uno a cada cliente, eso si, para uno mismo es una maravilla y jugar con ellos una pasada
    Alguna captura de pantalla?? ya tienes una interface curiosa o trabajas los datos en excel directamente??

  11. #11
    junavar está desconectado Forero
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    Predeterminado Re: Sistema de monitorización y control de inversor con RaspberryP Pi.

    Gracias por el ánimo Nostredamus.
    Ahora estoy de vacaciones con acceso limitado a Internet.
    Cuando vuelva espero poder avanzar en el sistema y mostrar algún resultado.
    Efectivamente, como comentas, la dedicación a estos temas no puede ser realizada con un enfoque profesional (salvo que dediques específicamente a ello). Yo saco una hora por la noche, antes de irme a dormir, que permite evadirme de las preocupaciones de mi trabajo (nada que ver con la energía). Natural que el código quede plagadito de "bugs" .... que toca arreglar al día siguiente.

    S2.

  12. #12
    junavar está desconectado Forero
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    Predeterminado Re: Sistema de monitorización y control de inversor con RaspberryP Pi.

    Ya empiezo a ver resultados.
    Tras localizar la causa del "cuelgue" aleatorio del programita, lo deje funcionando durante mis vacaciones para que fuese anotando en un fichero la potencia en función del tiempo con resolución de 1 minuto.

    Metí los 24000 registros en una hoja excel y esta es la gráfica de potencia generada entre los días 19 de julio y 4 de agosto.

    Sistema de monitorización y control de inversor con RaspberryP Pi.-nueva-imagen-mapa-bits.gif

    Sigo teniendo algunos errores (por ejemplo de vez en cuando el programa registra erróneamente potencia 0) pero creo que ya tengo detectada la causa.

    Como se puede apreciar el sistema entrega 4Kw (mi sistema es de 4K2w) únicamente en momentos en que las placas estas menos calientes por efecto de las nubes. Los días plenamente soleados se obtienen unos 3K2w.
    Pongo un foto de la raspberry y el conversor USB-RS422 por donde se conecta al inversor.

    Sistema de monitorización y control de inversor con RaspberryP Pi.-monitor-inversor-rbpi-escalada.jpg

    Saludos.

  13. #13
    junavar está desconectado Forero
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    Predeterminado Re: Sistema de monitorización y control de inversor con RaspberryP Pi.

    Estos días he sacado tiempo para montar el analizador de red que finalmetne compré (ORBIS modelo ANRET- M22-Bus) y el transformador de corriente de relación 55/5 que permite realizar una medición indirecta y, de paso, poder ubicar el analizador en una ubicación distinta del propio analizador. Este transformador me lo ha “prestado” el responsable de innovación de la casa Orbis para que pudiera ir haciendo pruebas. La verdad es que se ha portado muy profesionalmente facilitándome información de los comandos y registros MODBUS-RTU de su analizador.

    Una vez instalado, configurado y verificado su funcionamiento ya puedo ver en el display del analizador los principales parámetros eléctricos: Potencia activa, Tensión intensidad, frecuencia, coseno de phi, y energía acumulada. Desde el punto de vista a de la monitorización el parámetro más interesante es la potencia consumida por mi instalación.

    Tras comprobar el buen funcionamiento del sistema y la coherencia de datos proporcionados por el inversor, el contador de la distribuidora y el propio analizador, realice la conexión a la raspberry a través del interfaz RS-485 mediante el correspondiente conversor USB-RS485.

    Ahora estoy escribiendo las primeras líneas de código para leer con periodicidad 1s los datos de potencia (entre otros) y registrarlos en un fichero. Por tanto una vez realizado este programa dispondré de los datos de potencia entregada por el inversor y de la potencia consumida. Una simple resta me indicará la potencia que se importa o exporta de la red.

    Más adelante utilizaré esta información para limitar la potencia generada por el inversor y/o comandar cargas no prioritarias (calentador agua, secadora, etc) siempre con el objetivo de controlar y, en su caso limitar, la exportación de energía a la red de distribución.

    Ya comentaré en este foro los progresos (y los posibles problemas, claro).

    Saludos.

  14. #14
    Alfatango está desconectado Forero Junior
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    Predeterminado Re: Sistema de monitorización y control de inversor con RaspberryP Pi.

    Felicidades Junavar por los avances, yo voy buscando algo parecido pero yo experimentaba con micro pic en ansambler y llevo unos 10 años sin practicar (me da mucha pereza comenzar de nuevo). Actualmente tengo un Enecsys S240-W-60 con una placa de 240Wp y un Zerobox, En un Año lleva 3Kwh vertidos.
    Estoy interesado en instalar 1600Wp (limitado por la carga y el zerobox si no instalaria mas) y un inversor Siliken SE 2.8i que tiene creo salida de datos en RS485 Y RS 232C pero creo que no admite comandos.
    En fin Animo ya nos vas informando de los avances.

    Saludos.

  15. #15
    junavar está desconectado Forero
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    Predeterminado Re: Sistema de monitorización y control de inversor con RaspberryP Pi.

    Gracias Alfatango.

    Programar en ensamblador para un PIC tiene muuuucho mérito. Es cosa difícil.
    Por eso yo he preferido utilizar una Raspberry con Linux, multitarea, compilador C/C++, versatilidad del hardware y software, existencia de librerías, poco consumo, etc. Hacía años, décadas de hecho, que no programaba en C y, efectivamente la cabeza no es la misma con el paso del tiempo, pero todo es ponerse ...

    En el caso del inversor Siliken (creo que la empresa ya no opera) si tiene RS-485 seguro que tiene un protocolo (probablemente MODBUS-RTU) para dirigirle comandos para monitorizar su funcionamiento. Incluso puede que tenga comandos de control de potencia o configuración. Si localizas el documento donde describa el protocolo, sus comandos y registros; podrías intentar sacarle información de generación al inversor.

    Saludos.

  16. #16
    Alfatango está desconectado Forero Junior
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    Predeterminado Re: Sistema de monitorización y control de inversor con RaspberryP Pi.

    Hola Junavar

    Creo que solo intentare que el Zerobox no vierta nada, si consume algo da igual. Pero el Arduino esta c++ y yo nunca escribi una sola linea en este lenguage, ya se que todos se parecen pero cambia la estructura y las formas. El inversor todavia no lo tengo, buscare informacion.

    Saludos

  17. #17
    junavar está desconectado Forero
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    Predeterminado Re: Sistema de monitorización y control de inversor con RaspberryP Pi.

    Tras la configuración del analizador (declaración de la relación de transformación 5/50, y confirmación de la identificación de dispositivo en la red RS485) empecé a hacer las pruebas con la raspberry pi. Al principio pensé en utilizar unas librerías en C existentes de MODBUS para Linux pero finalmente desistí ya que no existía versión para el procesador ARM de la Raspberry. Dado que el protocolo MODBUS es sencillo decidí programar directamente en C las funciones de acceso al puerto serie de la raspberry (dispositivo /dev/ttyUSB1).

    Finamente tengo una versión beta del proceso de monitorización del analizador que interroga a éste con periodo un segundo obteniéndose lecturas puntuales de potencia consumida, tensión, intensidad, etc. Esta información se escribe en una área de memoria compartida entre varios otros procesos que simultáneamente están ejecutándose en el microordenador (proceso de monitorización y control del inversor, proceso de presentación WEB, proceso de consolidación de datos estadísticos, etc). Además cada minuto se guarda en un fichero persistente la potencia media registrada en ese minuto junto con la máxima y la mínima.

    Otro proceso, que llamo “Monitorización y Control del Inversor”, obtiene información cada segundo de la potencia generada por el inversor (en mi caso Fronius) a través de un protocolo específico por un interfaz RS-422. Igualmente se guarda en un fichero una línea de registro por cada minuto con datos de potencia del inversor.

    Ahora mismo los resultados de los dos ficheros de generación y de consumo los estoy visualizando en gráficas de Excel. En un futuro pretendo emplear otro proceso de acceso web (basado en apache) y que permita visualizar estos datos y gráficas en un navegador web. Pongo una imagen de lo generado y lo consumido (en negativo) durante estos dos últimos días.
    Sistema de monitorización y control de inversor con RaspberryP Pi.-grafico.jpg

    En los próximos días tengo previsto evolucionar estos programas para realizar una simple resta entre la potencia generada y la potencia consumida que permita obtener el dato de potencia exportada (o importada, si tiene signo contrario) a la red de distribución. Una vez obtenido este dato se dará la orden a través del protocolo específico del inversor para limitar la potencia de generación y evitar (o limitar) la exportación a la red.


    Como ya he explicado el objetivo principal es lograr que Iberdrola no me ponga pegas cuando comunique la existencia de una instalación conectada a la red. De forma singular, y sin respaldo normativo, Iberdrola no autoriza la conexión de generadores que exporten energía no retribuida a su red. Obliga a poner un dispositivo “antivertido” ¿toxico? que solo se aplica en España. Ingeteam y Circutor tienen estos dispositivos.



    Por otro lado se observa una tendencia en redes con muchos generadores distribuidos (Alemania) a obligar a instalar dispositivos que permita limitar de forma remota la potencia exportada por parte de la distribuidora en caso de sobrecarga en áreas de su red. Alternativamente a esta medida de control remoto de la potencia, se puede optar a tener una limitación de la potencia máxima a un 70% de la potencia nominal declarada de la instalación. Creo que no hay producto en el mercado. En España, está pendiente de salir un real decreto sobre el autoconsumo eléctrico que probablemente prevea la inclusión en los sistemas de generación de dispositivos de monitorización y control de la energía exportada.


    Pongo unas fotos de la instalación (inversor, analizador, raspberry). El conjunto inversor - analizador está en la planta sótano (garaje) y el transformador de corriente está en el cuadro (planta baja) unido por unos tres metros de cable.

    Sistema de monitorización y control de inversor con RaspberryP Pi.-20140820_003650-1-.jpg
    Sistema de monitorización y control de inversor con RaspberryP Pi.-20140820_003702-1-.jpg

  18. #18
    junavar está desconectado Forero
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    Predeterminado Re: Sistema de monitorización y control de inversor con RaspberryP Pi.

    Tras unas semanas con el sistema abandonado por otros asuntos más importantes, he retomado el proyecto y esta tarde he conseguido un versión que va dando órdenes al inversor (una orden por segundo) para que genere exactamente la misma potencia que se está consumiendo en la red interior. El resultado es que he logrado evitar exportar a la red energía que es lo que los impresentables de Iberdrola quieren imponer para dar su visto bueno a las instalaciones.

    Cuando tenga unas gráficas, las colgaré en el hilo.

    El sistema me ha costado unos 120€ (sin tener en cuenta la diversión), notablemente más barato que los 1000€ del sistema de Circutor.

    Cuando se apruebe la formula de compensación de los excendentes exportados cambiaré los programas para que únicamente se monitorice y registre datos del sistema pero sin limitar la exportación.

    Saludos.

  19. #19
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    Predeterminado Re: Sistema de monitorización y control de inversor con RaspberryP Pi.

    Enhorabuena!

    Es gratificante ver como hay gente que es capaz de ir saltando las piedras que UNESA pone por el camino.

    Un saludo

  20. #20
    junavar está desconectado Forero
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    Predeterminado Re: Sistema de monitorización y control de inversor con RaspberryP Pi.

    Tras unas horas recopilando datos, los he llevado a una Excel para sacar la gráfica que podéis ver en la imagen que adjunto con algunos comentarios.
    Saludos.Sistema de monitorización y control de inversor con RaspberryP Pi.-grafica-potencias-limitacion-exportacion.jpg

  21. #21
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    Photon está desconectado Moderador
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    Predeterminado Re: Sistema de monitorización y control de inversor con RaspberryP Pi.

    Interesante curva. EL de Circutor aunque de rápida reacción sale carillo, conoces el Solar Log?

  22. #22
    junavar está desconectado Forero
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    Predeterminado Re: Sistema de monitorización y control de inversor con RaspberryP Pi.

    Cita Iniciado por Photon Ver mensaje
    EL de Circutor aunque de rápida reacción sale carillo
    Efectivamente sale carillo, especialmente si crees en las bondades de la generación distribuida y la red inteligente y, por tanto, en un futuro poder tener una compensación por la energía exportada. Yo tengo 4KWp instalados y, como sabemos, los impresentables de Iberdrola me van a decir, cuando les presente el proyecto, que si no cobro la energía no puedo "verterla". Por tanto me tocaría a poner un chisme mas (Circutor CDP, Ingeteam, etc). La broma son unos 1000€ que tendría que tirar a la basura cuando el gobierno de turno cambie la legislación.

    Lo de la "rápida reacción" necesitaría un hilo específico ...

    Cita Iniciado por Photon Ver mensaje
    conoces el Solar Log?
    Es un producto alemán, orientado a su mercado.
    Allí, como no existe por parte de nadie una imposición caprichosa, estúpida y prepotente de evitar a toda costa la exportación a la red de energía, sus productos no están orientados a este fin.
    Es decir su concepto "Smart Energy" esta orientado a "to help maximize the amount of self-produced power consumed". Es decir ni persigue ni garantiza la exportación "0.0". No hay mercado para ello, ... excepto en "Spain". Fijaros en la foto de su pagina WEB: overview . Se puede ver: Production: 16,45Kw Consumption: 13,47Kw Excess: 2,98Kw

    Y ¿donde va ese "Excess"?. Pues, como tiene que ser, a aportar energía al sistema, es decir ¡¡¡ a la red !!!.

    Y nosotros hablando de fantasmales "peajes de respaldo" ....

  23. #23
    junavar está desconectado Forero
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    Predeterminado Re: Sistema de monitorización y control de inversor con RaspberryP Pi.

    Estas noches he estado trabajando en añadir un interfaz web para la monitorización.
    He instalado en la Raspberry un servidor Apache y un pequeño programa embrión de lo que en un futuro quiero hacer con gráficos, historial, etc.
    Para poder acceder a este servidor desde Internet (por ejemplo desde un smartphone) he creado una máquina en el DNS de un dominio de mi propiedad y he redirigido las llamadas HTTP a la IP interior de la raspberry.
    Podéis ver el resultado en: http://r.vigilanet.com/cgi-bin/solarinst
    Si dais al botón de refresco del navegador podréis ver la variación en los parámetros.

    Saludos

  24. #24
    junavar está desconectado Forero
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    Predeterminado Re: Sistema de monitorización y control de inversor con RaspberryP Pi.

    Tras unos días sin progreso, finalmente he puesto a punto un interfaz de monitorización basado en HTML con JavaScript.
    Podéis ver su funcionamiento real en r.vigilanet.com
    Pongo una imagen del aspecto actual.
    Nombre:  InterfazMonitorizacion.png
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Tamaño: 29,2 KB

  25. #25
    buvilla está desconectado Forero Junior
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    Predeterminado Re: Sistema de monitorización y control de inversor con RaspberryP Pi.

    Buenas Junavar,


    Como veo tu sistema sigue funcionando OK. Resulta que estoy muy interesado en darle vida a mi RasPI (que compré hace ya algunos años y tenía olvidada) y replicar tu solución (con tu permiso claro). En mi caso también es una FV de 4Kw y tb con un inversor Fronius, pero (y aquí esta el problema) un IG-Plus 50 V1 no un TL. La pregunta es si tiene el mismo protocolo que el tuyo.


    Bueno, espero tus comentarios y que esto no se quede aquí.


    Gracias.

    - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

    Por lo visto tengo que ponerle una tarjeta datamanager 2.0

    Una vez tenga esto, creo que servirá tu desarrollo. Otra cosa ¿has pensado en utilizar una pinza amperimetrica (Sensor de Consumo Eléctrico 100A) en vez del sistema que usas? creo que sería mas barato y facil.

    Gracias

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