Siedler-Sonnenenergie: Zwischenstand

Einige Monate sind ins Land gegangen, seitdem die Siedler ihr Solarkraftwerk in Betrieb genommen hatten, ihre Zählerlandschaft erweitert und die Messdaten in ihre persönlichen Datenkrake integriert.

Wie sehen ‚die Zahlen‘ aus?

Besondere Tage und Effekte

Der Mai begann vielversprechend: Der absolute tägliche High Score seit der Inbetriebnahme wurde bereits am 11. Mai erzielt. Dagegen war die geringste gemessene Ausbeute an einem verregneten Septembertag eher jämmerlich:

PV: Tage mit max. und min. Ausbeute, Mai-Sept 2015

Der beste Tag: 11.Mai mit einer Ausbeute von fast 33 kWh. Der schlechteste Tag: 25.September bis nicht einmal 1 kWh. AC = Wechselspannung, Output-Leistung. DC = Gleichspannungs-Leistung der beiden Strings – 10 Module Richtung SO, 8 Module Richtung SW, 4,77 kWp insgesamt.

Die höchsten Leistungsspitzen wurden an sonnigen, aber nicht zu heißen, Tagen mit durchziehenden Quellwolken beobachtet – im Datenlogging (Intervall 5 Minuten) finden sich an drei Tagen einige wenige Spitzen mit 4,3 kW:

PV: AC-Leistung 2015-06-21

Typische Leistungsspitzen nahe an der Nennleistung des Wechselrichters (4,5 kW), abwechselnd mit Einbrüchen beim Durchzug von Wolken (Datenlogging Fronius Symo).

Noch weitere Details – und das ‚dramatische Ausmaß‘ dieser Spitzen – wird deutlich, wenn das Logging-Intervall auf 1-2 Sekunden erniedrigt wird:

PV: Leistung, Logging-Intervall 1-2 Sekunden

Leistung beim Durchzug von Wolken. Die Daten wurden einige Stunden lang mit einem Script direkt von der Website des Wechselrichters abgegriffen.

Die besonders hohe Leistung nach dem Durchzug von Wolken wird durch zwei Effekte verursacht:

  • Die ‚Fokussierung‘ von Strahlung (Reflexion oder Brechung) am Rand der Wolken – damit gelangt auf das ‚Loch‘ zwischen den Wolken mehr Strahlung (Details dazu siehe z.B. hier)
  • die zwischenzeitliche Abkühlung der Module, die zu einer Erhöhung des Wirkungsgrades führt.

Ohne Temperatursensor in der Nähe der Module lässt sich nicht sagen, welcher Effekt überwiegt. Generell können die Siedler aber den negativen Effekt sehr hoher Temperaturen qualitativ nachweisen:

Als Referenzwert dient die gemessene Tagessumme der Globalstrahlung auf eine senkrechte nach SO ausgerichtete Fläche. Wir suchen zwei fast perfekte Tage mit gleicher gemessener Referenzstrahlung, mit wenigen Tagen dazwischen (daher geringem Unterschied im Sonnenstand) und sehr unterschiedlichen Temperaturen. Am Tag mit der höheren Lufttemperatur ist die Energieausbeute deutlich geringer:

PV: Vergleich von PV-Ausbeute, Globalstrahlung und Lufttemperaturen.

Vergleich der täglichen PV-Energie-Ernte mit der Globalstrahlung pro m2 auf eine senkrechte nach SO ausgerichtete Fläche und der mittleren und maximalen Lufttemperatur. Mit grün gepunkteten Linien markiert: 1.August und 12.August mit gleichen Globalstrahlungswerten, aber sehr unterschiedlichen Temperaturen und PV-Ernten.

Am 1. August war der Ertrag trotz einigen Wölkchen höher als am 12. August, dem Rekordhitzetag dieses pannonischen Sommers:

PV: Vergleich heißer und kühlerer Tag im August.

An diesen beiden Tage wurde am Kollektor die gleiche Globalstrahlungssumme gemessen. Die Unterschiede in der PV-Leistung können in erster Linie durch die sehr unterschiedlichen Lufttemperaturen erklärt werden. (Logging Symo-Wechselrichter, kombiniert mit Daten UVR1611 / CMI).

Statistik

Zur Beurteilung wie gut die Anlage zum Eigenverbrauch ‚passt‘ kann man den direkt in der Siedlerhütte verbrauchten PV-Strom entweder mit dem eigenen Gesamtverbrauch vergleichen oder der gesamten täglichen PV-Ausbeute:

PV: Direktverbrauch, Netzbezug, Netzeinspeisung monatlich.

Monatsübersichten. Der Mai ist nicht vollständig, da die Anlage mit Zähler erst am 5.5. in Betrieb genommen wurde. Eigenverbrauchsdaten wurden bis Mitte Juni täglich manuell vom ’smarten‘ Zähler des Netzbetreibers abgelesen (Siemens AMIS TD-3511 und ab dann aus dem Logging des eigenen, zusätzlichen (wirklich) smarten Zählers ermittelt (B-Control EM210, Intervall 15 Minuten).

In der Sprache der PV-Kennzahlen: Die Siedler konnten Juni-August 60% ihres Bedarfs ‚direkt von der Sonne‘ decken (Autarkiequote) bei einer Eigenverbrauchsquote von ca. 25%; im September sinkt die Autarkiequote und steigt der Eigenverbrauch:

PV: Autarkiequote vs. Eigenverbrauchsquote

Autarkiequote: PV-Direktbezug zu Siedlerhüttenverbrauch. Eigenverbrauchsquote: PV-Direktbezug zu PV-Ernte.

Dieses Bild wird sich in der Heizsaison schlagartig ändern. Am ‚jämmerlichsten‘ Tag, dem 25. Sept., konnte z.B. eine Eigenverbrauchsquote von 100% erreicht werden, da die Solarausbeute gering war und sich der Herzschlag von LEO_2 an diesem Tag mit dem ersten Heiz-Lebenszeichen bemerkbar gemacht hatte:

PV: September 2015, tägliche Energiebilanz

Wie man aus dieser Darstellung erahnen kann, bieten die Energieverbrauchsdaten auch einen Fingerabdruck des nicht allzu aufsehenerregenden Lebens der Siedler. ‚Aus Sicherheitsgründen‘ werden diese Messdaten daher immer erst nachträglich veröffentlicht. (Na ja, im Voraus wäre es ohne Zeitmaschine ohnehin nicht möglich…)

Im Juli beispielsweise konnten die Siedler während einer dreitägigen Forschungsreise ihrem minimalen täglichen Stromverbrauch ermitteln:

PV: Juli 2015, tägliche Energiebilanz

Die Siedlerhütte hatte tatsächlich täglich 4 kWh benötigt, um sich mit sich selbst zu beschäftigen. Die genaue Analyse und Reduktion dieser Grundlast ist Thema eines neuen Forschungsprojektes und zukünftiger Geschichten.

Herbstliche Gewohnheiten

Ein außergewöhnlicher Sommer ging zu Ende und der Herbst begann, seine Finger nach z-village auszustrecken.

z-village-herbst

Und jeder begann sich auf seine Weise auf den Winter vorzubereiten. Während die einen ausreichend Holz oder andere Brennstoffe einlagerten …

holzhaufen

… musste Irgendwer LEO_2 fit für den Winter machen.

LEO_2 war ja den ganzen Sommer über für die Warmwasserbereitung und den passiven Kühlbetrieb gelaufen und damit praktisch einsatzbereit. Die ‚jährliche Wartung‘ war daher schnell erledigt. Er prüfte nur

  • den Soledruck
  • den Wasserstand im Eisspeicher
LEO_2-Online-Schema

Ein Blick auf das Online-Schema reichte, um den Soledruck zu prüfen. Auch ein Niveau-Sensor, den Irgendwer inzwischen in den Eisspeicher eingebaut hatte, zeigte ihm an, ob der minimale bzw. maximale Wasserstand im Eisspeicher erreicht waren.

Obwohl irgendwer viele Messwerte inzwischen am Bildschirm ablesen konnte, genehmigte er sich trotzdem einen kleinen Rundgang und warf einen Blick auf den Kollektor, einen weiteren in den Eisspeicher und schaute, ob sonst mit LEO_2 alles in Ordnung war…

Den Sole-Frostschutz hatte er erst voriges Jahr mit dem Refraktometer gemessen, das konnte er sich heuer getrost sparen.

Dann machte er sich, wie es ihm Anfang September inzwischen zur Gewohnheit geworden war, an die Umstellung auf ‚Winterbetrieb‘. Dazu musste er ganze zwei Regelparameter umstellen:

  • Maximale Eisspeichertemperatur: diese hatte er für den Kühlbetrieb im Sommer auf einen niedrigen Wert belassen, damit bei niedrigen Außentemperaturen der Tank über den Kollektor gekühlt wurde. Nun stellte er diesen Wert wieder auf den maximalen (durch die Einsatzgrenze der Wärmepumpe limitierten) Wert von 20°C. Damit sollte der Eisspeicher und das umgebende Erdreich durch die Herbstsonne noch einmal richtig auf Temperatur gebracht – also ‚aufgeladen‘ – werden.
  • Grenztemperatur für die passive Kühlung: Diese hatte er im Sommer so eingestellt, dass ab 24°C Raumtemperatur die passive Raumkühlung einsetzte. Da er nicht wollte, dass auch im Winter gekühlt wurde, wenn er hin- und wieder einmal den Bullerjan anfeuerte, stellte er diesen Parameter auf einen hohen Wert.

Damit waren seine Heizungs-Vorbereitungen für den Winter erledigt und es blieb ihm genügend Zeit um einer weiteren liebgewordenen Gewohnheit nachzugehen, bevor die neue Heizsaison richtig begann: nämlich der Jahresauswertung der Anlagendaten…

2015-09-20-Leistungsdaten_LEO_2

Weitere Informationen: Messdaten LEO_2: Jahres- und Monatsübersichten für die Periode 2014/2015.

Efficiency follows comfort

Obwohl sich der Mai mit ein paar kalten Tagen in sprichwörtlich erfrischender Weise vom durchwegs zu warmen Winter distanzierte, hatte sich LEO_2 inzwischen wieder in den Sommerschlaf begeben. Die Heizkreise standen (fast) still. Nur wenn Warmwasser benötigt wurde, gab LEO_2 mit einem kurzen Pulsschlag noch ein Lebenszeichen von sich.

Herzschlag-LEO_2-Warmwasser

LEO_2 im Sommerbetrieb (Warmwasserbereitung): Der Anstieg der Vorlauftemperatur (rot) zeigt an, wann die Wärmepumpe läuft. Die grün gepunktete Line ist die Temperatur im unteren Bereich des Hygienespeichers.

Genau genommen waren es eigentlich genau zwei Pulsschläge pro Tag, wobei der eine am Nachmittag noch ein wenig kräftiger ausfiel als jener am Vormittag. Und das war nicht zufällig so, sondern das Ergebnis langjähriger Warmwasser-Effizienz-Forschung in Abstimmung mit den Lebensgewohnheiten und Komfortbedürfnissen der Siedler. Immer unter strenger Berücksichtigung des Grundprinzips:

‚Efficiency follows comfort‘

das sich Irgendwer in Anlehnung an das Designprinzip ‚Form follows function‘ zu eigen gemacht hatte.

Denn Effizienz und Komfort mussten sich nicht unbedingt ausschließen. Wenn die Anforderungen an den Komfort einmal festgelegt waren, bot LEO_2 diverse Möglichkeiten, die notwendige Warmwassermenge und Temperatur in möglichst effizienter Weise bereitzustellen:

Warmwassertemperatur. Die Warmwassertemperatur hat bei jedem Wärmepumpensystem einen empfindlichen Einfluss auf die Leistungszahl der Wärmepumpe. Jedes Grad, das das Wasser über die nötige Temperatur hinaus erwärmt wird, senkt die Effizienz ohne zusätzlichen Komfortgewinn.

Temperaturen und Tagesarbeitszahl

Im reinen Warmwasserbetrieb (hellblauer Bereich) steigt die mittlere Vorlauftemperatur der Wärmepumpe auf ca. 47°C, die Soleeintrittstemperatur von ca. 8°C hängt mit der absichtlich begrenzten Eisspeichertemperatur zusammen. Zusammen ergibt das immer noch eine Arbeitszahl für die Warmwasserbereitung von ca. 4.

Eisspeichertemperatur. Neben der Warmwassertemperatur ist die Temperatur der Wärmequelle der zweite Parameter, der die Leistungszahl der Wärmepumpe direkt beeinflusst. Wenn der Kollektor permanent zugeschaltet gewesen wäre, hätte die Eisspeichertemperatur wahrscheinlich schon im April die maximale – nur durch die Einsatzgrenze der Wärmepumpe begrenzte – Marke von 20°C erreicht. Die Siedler setzten aber auf passive Kühlung im Sommer und hatten daher als Kompromiss zwischen Wärmepumpeneffizienz und Kühlvorrat die Temperatur des Eisspeichers mit 8°C begrenzt.

Die Wärmepumpe arbeitete so gesehen also gleichzeitig als Warmwasserbereiter und Eisspeicherkühlung.

Speicherverluste. Je höher die Temperatur des Warmwasserspeichers, umso höher der Verlust der erzeugten Wärme an die unmittelbare Umgebung. Warmes Wasser sollte also möglichst unmittelbar nach der Erzeugung verbraucht werden. Bei längeren Standzeiten ohne Warmwasserentnahme (z.B. über Nacht) sollte die Speichertemperatur nicht unnötig hoch gehalten werden. Daher ist auch das ‚Dahinwärmen‘ des Warmwassers bei einer hohen Speichertemperatur zweifach ineffizient: (1) höhere Speicherverluste und (2) geringere Leistungszahl der Wärmepumpe.

Hygienespeicher

Selbst bei guter Isolierung verliert der Hygienespeicher laufend Energie an die Umgebung: umso mehr, je höher die Warmwassertemperatur.

Photovoltaikstrom. Neuerdings galt es ja noch einen weiteren Aspekt zu berücksichtigen: die Photovoltaikanlage am Dach der Siedlerhütte. Von einem schnöden Gesichtspunkt der Wirtschaftlichkeit betrachtet, war es nämlich besonders wichtig, möglichst viel von dem selbst erzeugten Strom auch selbst zu verbrauchen. Die Wärmepumpe sollte daher zu Tageszeiten laufen, zu denen genügend PV-Strom zur Verfügung stand.

PV-Anlage-Leistung-Tageszeit

PV-Leistung an einem sonnigen Tag im Mai. Für die Warmwasserbereitung benötigt die Wärmepumpe der Siedler etwas mehr als 2 kW. Daraus ergibt sich das eingezeichnete Zeitfenster für den Betrieb der Wärmepumpe.

Zeitprogramm. Aus diesen Überlegungen hatte sich das folgende recht einfache Zeitprogramm für die Warmwasserbereitung ergeben, das den sommerlichen Pulsschlag von LEO_2 erklärte:

  • 09:00 – 10:00: Zeitfenster für Aufheizen auf 47°C (reduzierter Warmwasserbedarf über den Tag)
  • 16:00 – 17:00: Zeitfenster für Aufheizen auf 50°C (Vorbereitung für eine genussvolle Siedlerdusche nach vollbrachtem Tagwerk)

Und für Abweichungen vom geregelten Siedler-Alltag gab es – Danke, UVR1611! – ja immer noch einen Knopf in der Regelung ‚Einmaliges Laden starten‚, mit dem der Hygienespeicher jederzeit kurzfristig auf die gewünschte Temperatur erwärmt werden konnte …

UVR1611-Einmaliges Laden

Wenn alle Stricke reißen: Einmaliges Laden starten.

UVR1611, BL-NET und die Gefahren des Fernsehkonsums (X-Akten, Teil 3)

Wieder erreichte uns ein Hilferuf eines tapferen UVR1611-Nutzers – die Siedler möchten die Lösung der Weltöffentlichkeit nicht vorenthalten.

Der im letzten X-Akten-Posting angesprochene UVR1611 Data Logger Pro erfreut sich offenbar großer Beliebtheit: Anstelle von Winsol (aber unter Nutzung des gleichen Protokolles) liest diese Anwendung die von BL-NET geloggten Daten in Echtzeit aus – und macht damit die Logging-Funktion und den Webserver des BL-NET überflüssig. Ressourcen-bewusste Siedler möchten ihren lieb gewonnenen BL-NET daher noch lange weiter verwenden, aber was tun in folgendem Fall?

Im schwarz-rot-goldenen Nachbarland bietet ein namhafter rosaroter Fernmeldedienst IP-TV an. Beim Einschalten des TV fühlt sich der BL-NET offenbar bedroht, und fällt in eine Schockstarre, gekennzeichnet durch ein dauerhaft blinkendes Lämpchen.

Folgender Tüftlervorschlag hatte geholfen: Der BL-NET muss in einem eigenen kleinen Subnetz vor dem TV in Schutz gebracht werden – indem man an die LAN-Seite des Internet-Routers einen weiteren Router hängt, und erst an dessen vom Haupt-LAN abgewandte Seite den BL-NET. Damit kann man zwei Fliegen mit einer Klappe schlagen:

  • Als ‚böse‘ eingestuften Netzwerkpakete werden vom BL-NET ferngehalten. Wir vermuten, dass irgendein Multicast / Broadcast-‚Angriff‘ für den BL-NET zu sehr Science Fiction war.
  • Bei unstillbarem Forscherdrang könnte man als Router auch einen PC mit Sniffer-Software installieren und ggf. das böse Paket identifizieren.

Was uns noch nicht ganz gefällt, ist der zusätzliche Energiebedarf für einen weiteren Router. Mögliche Lösungen sind:

  • Einen Internet-Router verwenden, der mehrere virtuelle LANs unterstützt, oder ein ‚Gästenetz‘. (Geschwätzige und vielleicht auch schnüffelnde Dinge im Internet der Dinge auf diese Art abzuschotten wäre generell keine so schlechte Strategie.)
  • Den Server, auf dem die Datenbank für den Logger Pro läuft, mit einer zusätzlichen Netzwerkkarte als Router zu verwenden.

Die Verwendung eines Windows-PCs als Router und Sniffer-Station wurde in diesem Posting beschrieben.

SW Testbild

Damals waren Fernseher noch ungefährlich für die restlichen Geräte im Dumb Home (Bild: Benutzer Dreinagel, Wikimedia)

UVR1611, CMI und Logging (X-Akten, Teil 2)

Aus der Reihe Leser fragen; das war Teil 1: ‘Error!’ oder: Die Wahrheit ist irgendwo da draußen.

Dieses Mal erreichten uns folgende – zusammen hängende – Fragen ambitionierter Regelungs-Hacker aus dem IT-Bereich:

  1. Das Web-Interface zum CMI sieht etwas altbacken aus – gibt es da einen Webservice, den man anprogrammieren könnte?
  2. Ich habe mir den UVR1611 Data Logger Pro angesehen – was macht jetzt dieser BL-NET und wozu brauche ich den?
  3. Ihr Siedler sagt, ihr greift über das lokale Netzwerk auf das CMI zu – wie wertet ihr die Messdaten aus?

Das Elkement erinnert sich an seine ersten Versuche, mit BL-NET, UVR1611 und später CMI Kontakt aufzunehmen. Für klassische IT-Freaks doch etwas gewöhnungsbedürftig!

Alvim-correa12

Zu 1) Es gibt keinen Webservice. Auf die Logging-Daten beider Logger – BL-NET und CMI kann mittels der TA-Software Winsol zugegriffen werden, d.h. es ist ein Windows-PC oder eine virtuelle Maschine erforderlich. Winsol lädt die Logfiles auf diesen PC. Diese Dateien sind nicht direkt lesbar und werden in Winsol angezeigt bzw. wahlweise auch aus Winsol in Textdateien (CSV) exportiert. Da das CMI eine SD-Karte als Speicher verwendet, braucht dieser – im Vergleich zu BL-NET – auch nur sehr selten ausgeleert werden.

Zu 2) Nach der Beschreibung des UVR1611 Logger Pro (mit dem wir selbst keine Erfahrung haben) wird der BL-NET hier nur als CAN-Ethernet-Gateway verwendet, aber nicht mehr als Logger. Durch das Loggen in eine andere Datenbank wird ebenfalls das Problem des schnell ausgenutzten BL-NET-Datenspeichers umgangen, außerdem lässt sich der Zugriff von extern sicherer konfigurieren.

Man findet bei der Suche nach UVR1611 Logger Pro Heizungs-Websites im Internet, die im Gegensatz zu unseren Stichproben zur CMI- oder BL-NET-Website wahrscheinlich auch absichtlich so konfiguriert wurden – wir aber trotzdem hier nicht verlinken wollen.

Aus dem verwendeten Port (40000 laut Config-Datei) lässt sich schließen, dass der Logger-PC, z.B. Raspberry Pi, das gleiche Protokoll verwendet wie WinSol in der Kommunikation mit BL-NET. Kurzes Sniffen des HTTP-Traffics zwischen einem Winsol-PC und CMI (Port 80) zeigt im Vergleich zum Winsol-BL-NET-Traffic, dass ein anderes Protokoll verwendet wird. Nach den Infos in dieser Diskussion (Stand Dezember 2014) wird das CMI-Protokoll derzeit vom Logger Pro noch nicht unterstützt.

Update im Herbst 2015: CMI wird jetzt vom Logger Pro unterstützt, ebenso UVR16x2.

Zu 3) Was machen wir Siedler? Wir importieren diese CSV-Dateien in unseren SQL-Server, konsolidieren die Daten dort, führen sie mit manuell gemessenen Daten zusammen und berechnen wichtige Kenndaten wie Arbeitszahlen. Alle in diesem Blog gezeigten Plots werden mit Excel als ‚Frontend‘ zu dieser SQL-Datenbank erstellt, aktuelle Daten sehen wir uns einfach in Winsol an. Außerdem arbeiten wir an einer Excel-Auswertung, die die wichtigsten Kennzahlen direkt aus den CSV-Dateien ermittelt.

Auf der Basis der exportierten Logfiles anderer Siedler können wir mittels Winsol Detektivarbeit zu betreiben – unabhängig von deren Logger (CMI oder BL-NET) oder deren Firewall-Einstellungen. Praktisch ist es aber, dass CMI mit der letzten Firmware nun auch das Logging ‚direkt vom Portal‘ unterstützt.

Winsol: Warmwasser-Durchfluss und Speichertemperaturen

Winsol: Durchfluss Warmwasser und Temperaturen (von Warmwasser und Hygienespeicher). Hier ist nicht einmal besondere Detektivarbeit nötig, um zu sehen, dass manche Lebensformen in dieser Siedlerhütte einen wahrhaft elementaren Warmwasser-Verbrauch haben. Beliebige Ausschnitte lassen sich durch ‚Zeichnen eines Rechtecks‘ heranzoomen.

Zusätzlich sind die aktuellen Messdaten auch in unserem Online-Schema über das Webportal cmi.ta.co.at verfügbar – allerdings nicht für anonyme Benutzer. Wir geben unser Schema gerne frei, bitte ggf. um den TA-Benutzernamen an das elektronische Postfach der Siedler unter punkt [ät] punktwissen.at.

Online-Schema CMI

Online-Schema, Anzeige durch das CMI

Von der Kneipp-Kur zur Genussdusche

Es war einmal ein Siedler, der hatte ein schönes Plätzchen gefunden und dort seine Siedlerhütte gebaut. Und damit es im Winter auch schön warm in seiner Hütte wurde, hatte er weder Kosten noch Mühen gescheut, um ein angemessenes Heiz- und Warmwassersystem einzubauen.

Hydraulikschema: Heizungs- und Solaranlage

Hydraulikschema dieser Siedlerhütte: Die zentrale Schaltstelle der Heizungsanlage ist der ‚Puffer Warm‘ (1), der von einer Solaranlage (2) und einer Gastherme (3) mit Wärme versorgt wird. Wärmeverbraucher sind die Raumheizung (4) und die Warmwasserbereitung über eine Frischwasserstation (grüner Kreis, (5)).

Das absolute Highlight der Installation war für diesen Siedler seine Regendusche, auf deren Inbetriebnahme er sich schon unbändig freute. Auch wenn so mancher Neider diese Regendusche als unnötigen Luxus abtat, für ihn sollte eine lange heiße Genussdusche der verdiente Abschluss eines jeden anstrengenden Arbeitstages werden!

Doch es kam anders…

Mission Accomplished - ALS Ice Bucket Challenge (14848289439)

Irgendwie wollte sich der Genuss beim Duschen nicht so richtig einstellen.

Handwerker wurden gerufen, die – nachdem sie sich ob der zu niedrigen Warmwassertemperatur ratlos am Kopf gekratzt hatten – den großen Wärmetauscher der Frischwasserstation durch einen noch größeren Wärmetauscher ersetzten.

Auch wenn es der selige Pfarrer Kneipp mit seinen Wechselbädern gut gemeint hatte, sie waren auf jeden Fall das Falsche für des Siedlers Regendusche. Diese lieferte nun – nachdem die Handwerker abgezogen waren – zwar eine halbwegs vernünftige Temperatur, dafür jedoch ‚erträgliche, aber deutlich spürbare‘ Temperaturschwankungen.

So wurde es zur traurigen Gewissheit, dass wohl die Regelung der Frischwasserstation der Grund des Übels war. Von der Vorstellung einer echten und uneingeschränkten Genussdusche beseelt, begab sich der Siedler wieder auf die Suche nach Hilfe und fand schließlich Irgendwen, der seine Universalregelung (eine UVR1611) genauer unter die Lupe nehmen und ihm bei der Lösung seines Problems helfen konnte.

BL-NET im Kabelgewirr

Unscheinbar im Kabelgewirr verborgen, jedoch von größter Hilfe für die Fernanalyse des Reglerproblems: der ‚Bootlader‘, kurz auch ‚BL-NET‘ genannt.

Glücklicherweise besaß der Siedler auch einen ‚Bootlader‘ (BL-NET), über den er Irgendwem Fernzugriff auf die UVR1611 gewähren konnte. Zusammen mit einem Hydraulikschema, das der Siedler Irgendwem per elektronischer Post zukommen ließ, konnte das Problem rasch lokalisiert werden:

UVR1611-Drehzahlregelung

Funktionsbaustein ‚PID Regelung‘ der UVR1611 zur Drehzahlregelung der Warmwasserpumpe (P1).

Da gab es einen Funktionsbaustein, einen sogenannten PID-Regler, der für die Regelung der Warmwasserpumpe P1 zuständig war.

Hydraulikschema: Detail Frischwasserstation

Hydraulikschema: Detail Frischwasserstation

Je höher die Pumpendrehzahl von P1, umso mehr Energie wurde aus dem ‚Puffer Warm‘ zur Erwärmung des Leitungswassers herangezogen und umso höher wurde die Warmwassertemperatur. Die Aufgabe des PID Reglers war es, die Pumpendrehzahl dynamisch so anzupassen, dass der eingestellte Sollwert für die Warmwassertemperatur möglichst gut gehalten wurde. Auch wenn sich die Temperatur des Puffers oder der Durchfluss des Leitungswassers änderte.

UVR1611-Drehzahlregelung-Detail-PID

Unscheinbar, aber extrem wichtig: Regelparameter P, I und D.

Die Regelparameter P (Proportionalanteil), I (Integralanteil) und D (Differentialanteil) waren für die Funktionsweise der Frischwasserstation von allerhöchster Wichtigkeit, was von den ursprünglichen Schöpfern der Anlagenregelung sträflich missachtet wurde. Das hatte dazu geführt, dass

  • die Warmwassertemperatur pausenlos zwischen einem minimalen und einem maximalen Wert hin- und herschwang (was zu diesem ‚Kneipp-Feeling‘ beim Duschen führte)
  • die mittlere Warmwasser-Isttemperatur um ca. 8°C unter dem Sollwert lag (was unnötig hohe Temperaturen im ‚Puffer Warm‘ verlangte).

Und so machte sich Irgendwer gemeinsam mit dem Siedler daran, diese Regelparameter zu optimieren, was über die Ferne wohlkoordiniert werden musste, um die noch erträgliche ‚Kneippkur‘ nicht zur grenzwertigen ‚Ice Bucket Challenge‚ werden zu lassen…

Schließlich kam der langersehnte Tag, da die Parameter richtig eingestellt waren und der Siedler für seine Ausdauer belohnt wurde und er zum ersten Mal die uneingeschränkte Wohltat seiner Regendusche genießen konnte.

Shower close up

Die optimierten Regel-Parameter hatten nicht nur des Siedlers größten Wunsch erfüllt, sie hatten zusätzlich auch noch die folgenden positiven Nebenwirkungen:

  • die Temperatur des ‚Puffer Warm‘ konnte bei einem besseren Komfort um ca. 8°C abgesenkt werden, was eine höhere Effizienz der Solaranlage und niedrigere Bereitstellungsverluste bedeutete.
  • der Siedler war noch nie so sauber wie jetzt gewesen, denn jede Parameteränderung hatte natürlich sofort durch eine Probedusche verifiziert werden müssen …

‚Error!‘ oder: Die Wahrheit ist irgendwo da draußen.

Unser Posting Logging 2.0 – Wer bastelt mit? motiviert andere Siedler zum Basteln – wirft aber auch neue Fragen auf.

In diesem Fall:

„Beim Zugriff auf den BL-NET kommt ein Error…“

Zur Geschichte: Zu Forschungszwecken betreiben die Siedler zwei Datenlogger für einen UVR1611-Regler an einem CAN-Bus – C.M.I. und BL-NET. Die glückliche Gerätefamilie – powered by Technische Alternative – sieht momentan so aus:

CAN-Bus: UVR1611, CMI, BL-NET, CAN-IO, CAN-EZ

Wie können potentielle Fehler systematisch ausgeschlossen werden?

CAN-Bus:

  • Alle Geräte müssen unterschiedliche Knotennummern haben…
  • … und an einem linearen, beidseitig terminierten CAN-Bus hängen. Für wenige Knoten und kurzen Leitungen kann das u.U. etwas liberaler gehandhabt werden – siehe diese Informationen der Technischen Alternative zur werksseitigen Versuchen. Die Siedler können aufgrund ihrer eigenen tüftlerseitigen Versuche bestätigen, dass sich ein mitten im linearen Bus terminierter UVR1611 nicht negativ auswirkt. Der UVR ist per Default mit einer Steckbrücke auf der Rückseite des Reglers terminiert.
  • Test: CAN-LED am CMI grün?

Ethernet:

  • CMI und BL-NET müssen unterschiedliche IP-Adressen und unterschiedliche MAC-Adressen haben. Mit der neuesten Firmware des CMI wird automatisch eine MAC-Adresse generiert,  die unterschiedlich zur Standard-MAC-Adresse des BL-NET ist. Mit den ersten Versionen war die MAC-Adresse per Default gleich, aber man konnte (musste) sie über die Ethernet-Einstellungen es CMI ändern.
  • Test: Ping zum BL-NET OK, telnet auf Port 80 und 40000 OK?

Im Siedlernetz loggen CMI und BL-NET parallel und erfolgreich nun seit Monaten alle Daten mit. Im Sinne der bekannten Seriosität dieses Blogs ist aber ein Disclaimer angebracht – eine Garantie, dass das überhaupt funktioniert, gibt es nicht. Hier ein Zitat aus den Herstellerinformationen (vor einiger Zeit auch im Logging-2.0-Artikel ergänzt):

„Ein gleichzeitiges Datenlogging mit C.M.I. und BL-Net bzw. D-LOGG ist nicht möglich und führt zu Störungen beim Loggen…“

Und jetzt endlich zum beobachteten Fehler:

Beim Anklicken des BL-NET-Symbols in der CAN-Netz-Übersicht in der CMI-Verwaltung erscheint in der Tat ein Fehler:

BL-NET: Error bei Klick in der CMI-Verwaltung

Mit diesem Fehler hätten die Siedler gerechnet – wobei es schöner wäre, wenn der BL-NET gar nicht klickbar wäre, so wie das CMI-Symbol. Für alle anderen Geräte erscheint beim Klick auf das Symbol das gerätetypische Menü, z.B. für den UVR eine dem Reglermenü nachgebildete Oberfläche:

CMI: Zugriff auf Menü UVR1611

Die etwas weniger coole Weboberfläche des BL-NET bietet prinzipiell die gleichen Möglichkeiten: Auch hier kann jedes andere CAN-Gerät angeklickt werden …

BL-NET: Zugriff auf UVR

… über den Punkt Menüseite laden:

BL-NET: Menüseite UVR geladen

Der BL-NET selbst hat aber kein eigenes Menü in der Art bzw. keine Schnittstelle, über die seine Verwaltung an das CMI ‚weitergeleitet‘ werden könnte. Aber ein Punkt reizt die risikofreudigen Siedler noch … aus Prinzip und weil ein Artikel mit dem Titel „I bricked my BL-NET!“ auch spannend wäre: Ist es eventuell möglich, die Firmware des BL-NET durch Drag&Drop von der SD-Karte des CMI upzudaten (als Alternative zum Memory Manager)? Gesagt, getan: Schritt 1: Ziehen der FRM-Datei Version 2.19 auf die Karte:

BL-NET: Firmware auf SD-Karte des CMI

Schritt 2 … wäre dann, diese Datei auf den BL-NET zu ziehen. Aber wie realistisch war die Annahme, dass die ‚Speicherstellen‘ dann automatisch erkannt würden? Die FRM-Datei wird in der Liste von Funktionsdaten und Firmware-Dateien auf der Karte nicht erkannt.

Aber dafür gibt es extra Geek-Punkte für die Technische Alternative. In der Übersicht über alle Dateien unter ‚Status‘ sind die soeben erzeugten X-Files sichtbar:

BL-NET-Firmware = X-Files für das CMI

 Die Wahrheit ist irgendwo da draußen!

Alien Xing 4889601316