WHIP: Energetický management správně

Část 4 série Energetický management chytré domácnosti. <- Zpět: Co energetický management skutečně vyžaduje

Proč WHIP?

Po letech budování FVE/bateriových systémů a zápasení s existujícími platformami chytrých domácností jsme se rozhodli postavit to, co skutečně potřebujeme: systém energetického managementu navržený od základu pro tento úkol.

WHIP je naše odpověď na požadavky nastíněné v předchozím článku. Je to full-stack framework pro chytrou domácnost – a energetický management je jednou z jeho hlavních silných stránek. Co WHIP odlišuje, je jeho hardwarový základ: robustní, kabelová infrastruktura navržená pro spolehlivost a dlouhou životnost.

WHIP znamená Witty House Infrastructure Processor. Ano, název je myšlen s humorem.

Filozofie návrhu

Energie na prvním místě, ne zařízení

Tradiční platformy chytrých domácností modelují svět jako kolekci zařízení. WHIP modeluje svět jako energetické toky mezi zdroji, úložišti, spotřebiči a sítí. Zařízení jsou pouze mechanismy, kterými energie protéká.

Optimalizovat, ne jen automatizovat

Automatizace založená na pravidlech ("když solár > 2kW, spusť myčku") je křehká a suboptimální. WHIP používá optimalizační algoritmy k nalezení nejlepších rozhodnutí – s ohledem na prognózy, omezení a priority uživatele.

Lokálně nejdřív, cloud volitelně

Klíčová funkcionalita běží na místě. Cloudové služby rozšiřují schopnosti (data o počasí, vzdálený přístup), ale nejsou potřebné pro fungování systému.

Přehled architektury

WHIP se skládá ze tří abstraktních úrovní, z nichž každá může fungovat nezávisle:

Hardwarový základ

• Uzly (Nodes): Mikrokontroléry založené na STM32 s FreeRTOS, propojené přes 1MBit CAN bus. Každý uzel ovládá senzory, akční členy a lokální logiku. Uzly mohou fungovat nezávisle – pro základní funkcionalitu není potřeba žádný nadřazený systém.
• Rozbočovače (Hubs): Agregátory založené na Raspberry Pi, které monitorují CAN sítě, poskytují Ethernet gateway služby, spravují aktualizace firmware a propojují s vyššími úrovněmi.
• Server: Řídicí úroveň založená na Linuxu s vizualizací, připojením k internetu, integracemi třetích stran (ZoneMinder, Kodi, služby počasí) a koordinací mezi systémy.
• Softwarová vrstva: Na tomto hardware běží logika energetického managementu popsaná v následujících funkcích.

Proč CAN bus?

CAN bus páteř poskytuje robustní, vůči rušení odolnou komunikaci při 1MBit. Žádné výpadky Wi-Fi, žádná závislost na cloudu, žádný jediný bod selhání. Každý uzel je samostatná jednotka, která pokračuje v provozu i při porušení sítě.

Klíčové funkce

Inteligentní správa baterií

• Nabíjení založené na prognózách: Nenaplnit baterii, když bude zítra slunečno
• Optimalizace síťových tarifů: Nabíjet během levných hodin, vybíjet během drahých
• Ochrana životnosti: Vyhnout se zbytečným cyklům, respektovat teplotní limity

Orchestrace zátěže

• Automatické přesunutí zátěže do období solárního přebytku
• Odpojování na základě priorit při nedostatku dodávek
• Optimalizace nabíjení EV s vědomím času odjezdu

Interakce se sítí

• Dynamické omezení dodávek
• Peak-shaving pro snížení poplatků za špičkové zatížení
• Optimalizace výkupních cen

Funkce odolnosti

• Automatické spuštění generátoru při výpadku sítě + nízké baterii
• Koordinace ostrovního režimu
• Správa nouzové rezervy

Co přijde dál

Tento článek představuje WHIP konceptuálně. V nadcházejících článcích se ponoříme hlouběji:

• Instalace a nastavení: Zprovoznění WHIP na vašem systému
• Konfigurace: Definování vaší instalace, omezení a cílů
• Integrace: Připojení konkrétního hardware (Victron, Fronius, atd.)
• Pokročilá témata: Vlastní optimalizační cíle, koordinace více lokalit, použití API

WHIP je výsledkem toho, co jsme se naučili z let praktických zkušeností s energetickými systémy. Je to softwarový názor – postavený kompetentními praktiky, pro odvážné praktiky.

Je WHIP pro vás? Pokud stavíte nebo rekonstruujete dům, preferujete kabelovou spolehlivost před bezdrátovým pohodlím a jste technicky zdatní – ano. Pokud chcete plug-and-play nebo rychlou bezdrátovou dovybavenost – pravděpodobně ne. WHIP vyžaduje plánování a angažovanost předem, ale poté dodává systém, který prostě funguje.