Innovatie en technologie
Leven van het land en de zon gaat uitstekend samen met innovatie en technologie. Meet- en regeltechniek, dashboards en gezond verstand dragen bij aan het zelfvoorzienend maken van onze homestead. De integratie van energie opwekking, energie verbruik, warmte opwekking, warmte afgifte, weer en weersverwachting dragen bij aan onze Smart Homestead. In deze blog volgt een summier overzicht van de ontwikkelde integraties en visualisaties. En omdat de Smart Homestead continu in ontwikkeling is, is het altijd een momentopname.
Kloppende hart van de Smart Homestead
Onze geklimatiseerde technische ruimte is de perfecte plaats voor deze 18U patchkast. De kast bevat de servers die zorgen dragen voor de integratie van alle data, waarbij het doel ook hier 'zelfvoorzienend' is. Dus geen (of uiterst beperkt) gebruik maken van externe diensten, saas oplossingen of API's buiten ons eigen netwerk. Draaiend op onze eigen 'energiecentrale', en UPS systemen. En als die twee falen, kunnen we eventueel nog terugvallen op de externe energieleverancier.
Voor de nerds: we draaien vrijwel alles in een dockerized omgeving over meerdere servers voor load distribution. Een Pi-Hole DNS server gekoppeld aan unbound levert de interne ips voor in-house services, deels in-house ontwikkelde applicaties voor de koppeling van Modbus, BACnet en een ettelijke Home Assistant vreemde API endpoints met REST, JSON en andere protocollen.
De 'data sources'
Op onze netwerk zijn tientallen elektronische apparaten aangesloten. De gegevens van de meeste apparatuur is uit te lezen via API's of webhooks. Deze data gebruiken we voor de visualisaties en regeltechniek. Om het leven gewoon wat makkelijker te maken, of om energie optimaal te benutten, de percelen te beveiligen enzovoort.
Hieronder onze belangrijkste interne data bronnen:
- Victron Cerbo GX en Venus GX
- SolarEdge omvormers
- Fronius omvormer
- SMA omvormer
- P1 meters op de slimme meter van nutsbedrijf
- Multical warmte meters
- Schneider EcoStruxure Platform (plc)
- Regin EXOscada (plc)
- Foscam / Hikvision camera's
- Honeywell & Cleverbridge (verwarming)
- Ring deurbellen
- HP printers
- Netatmo (eigen weerstation met remote sensors)
- Pi-Hole (dns services)
- Synology
- Unifi routers, access points, switches
- Klikaanklikuit
En een aantal externe databronnen:
- Buienradar
- Solaredge monitoring
- Life360
Home Assistant. De tool die echt helpt.
Een centrale rol is weggelegd voor de (open source) software Home Assistant, dat in een docker container op ons netwerk draait. Integraties voor veel standaard diensten zoals SolarEdge, SMA, Fronius, Ring, Synology, Netatmo, Buienradar zijn met een paar klikken te configureren en te visualiseren. De services van Victron, Regin, Schneider, Cleverbrigde zijn geen plug & play en vereisen IT-ervaring.
Niet geïntegreerde dashboards
Niet alles van onze infrastructuur leent zich ervoor om geïntegreerd te worden in Home Assistant (HA). Soms is het technisch vrijwel onmogelijk, of de systemen zijn te complex om functioneel gebruikt te kunnen worden in HA. Dit geldt bijvoorbeeld voor het interne netwerk van switches en access point; deze worden beheerd in de software van Unifi.
Nut, noodzaak of allebei?
De hele infrastructuur zo is opgezet, dat geen enkel apparaat afhankelijk is van de dashboards en overige visualisaties. Als de server faalt, draait alles door. Wel gebruiken we de tooling voor praktische visualisatie. In deze afbeelding wordt bijvoorbeeld de spanning op het lichtnet (fase 3) van de afgelopen 24 uur getoond. Duidelijk te zien is dat de spanning fluctueert tussen de 220V en 253V. Op koele, zonnige dagen zelfs tussen de 209V en 256V - een goede indicator van de overbelasting van het (regionale) elektriciteitsnetwerk.
Visualisatie helpt ook om gedrag aan te passen. Volle accu's en een aantal zonuren voor de boeg zijn hét moment om te wassen en drogen. Het laden van de auto's kan worden gedaan met het verschil tussen opgewekt vermogen en afgenomen vermogen, zodat er voorkomen wordt dat er terug geleverd wordt aan het grid. Telegram notificaties worden verstuurd als de temperatuur in het buffervat in de namiddag nog onder de 38 graden is. Tientallen triggers zijn ingeregeld om te voorkomen dat accu's leeggetrokken worden, energie wordt verspild of temperaturen buiten de comfortzone dreigen te komen.
Warmtetechniek
Off-grid warmtevoorzieningen vragen om veel inzage in temperaturen, buffers, opwekking, pompen/kleppen. Om dat te illustreren is de naastgelegen schermafbeelding opgenomen van de warmtehuishouding in een van de gebouwen. Te zien is dat er zowel van de oost- als westzijde van het dak warmteopwekking plaatsvindt van resp. 50 en 60 graden. Via pompen en platenwisselaars wordt deze warmte overgebracht naar het buffervat.
De lucht/water-warmtepomp (midden boven) draait. Deze zuigt vuile en warme lucht af uit de woning, onttrekt hieraan de warmte met een COP waarde van 4-6 en geeft deze af aan het buffervat. De installatie staat op zomerstand, wat betekent dat transportpompen voor de radiatoren en vloerverwarming uit staan.
Rechtsonderin is de data van de Multical opgenomen. Op dit moment wordt er 3.2kW aan warmte 'teruggeleverd', wat in ons geval betekent dat de andere gebouwen mee-profiteren van de opgewekte warmte. Alle setpoint, driewegkleppen en pompen zijn volledig geautomatiseerd, maar kunnen via het dashboard ook handmatig worden bediend.
Is dit alles?
Nee. Alleen een tipje van de sluier. Wil je meer weten over energiehuishouding, monitoring en regelingen, meld je dan aan voor een van onze workshops of vraag een persoonlijk advies aan.
Drie etmalen zonder 'gas, licht en water'
Waterfilters: zonder (schoon) water geen leven.
