SMA Bluetooth Wireless Technology Technische Beschreibung

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1 SMA Bluetooth Wireless Technology Technische Beschreibung BT-TDE Version 1.1 DE

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3 SMA Solar Technology AG Inhaltsverzeichnis Inhaltsverzeichnis 1 Hinweise zu diesem Dokument Zielgruppe Verwendete Symbole Kurze Einführung Was ist Bluetooth Wireless Technology? Warum Bluetooth Wireless Technology? SMA Bluetooth SMA Bluetooth Geräte Besonderheiten von SMA Bluetooth NetID Anzahl der Teilnehmer im Bluetooth Netzwerk Aufbau des Bluetooth Netzwerks Master und Slaves im Bluetooth Netzwerk Grundlagen zur Planung einer Bluetooth PV-Anlage Reichweite von Funkwellen Dämpfende Hindernisse Durchdringung von Hindernissen Stärke der Dämpfung von Hindernissen Wechselnde Gegebenheiten Reflexionen von Funkwellen Sendeleistung von Geräten Empfängerempfindlichkeit von Geräten Hinweise zum Aufstellungsort Einsatz des SMA Bluetooth Repeater Diagnosemöglichkeit Inbetriebnahme einer Bluetooth PV-Anlage Ablauf Technische Beschreibung BT-TDE

4 Inhaltsverzeichnis SMA Solar Technology AG Neue Bluetooth PV-Anlage in Betrieb nehmen Geräte zur bestehenden Bluetooth PV-Anlage hinzufügen Freie NetID ermitteln Funkverbindung prüfen Wechselrichter mit integriertem SMA Bluetooth SMA Bluetooth Repeater Kommunikationsgerät FAQ Glossar BT-TDE Technische Beschreibung

5 SMA Solar Technology AG Hinweise zu diesem Dokument 1 Hinweise zu diesem Dokument 1.1 Zielgruppe Dieses Dokument richtet sich an jeden, der Informationen über Bluetooth bei Geräten von SMA Solar Technology erhalten möchte. 1.2 Verwendete Symbole Symbol Bedeutung Das Funksymbol zeigt an, dass ein Gerät eine Bluetooth Verbindung zu einem anderen Bluetooth Gerät hat. Wechselrichter mit Bluetooth von SMA Solar Technology Slave (Beispiel: Sunny Boy 3000TL-20 / 4000TL-20 / 5000TL-20) SMA Bluetooth Repeater Slave Kommunikationsgerät mit Bluetooth von SMA Solar Technology (Beispiel: Sunny Beam mit Bluetooth) Computer mit Bluetooth und der Software Sunny Explorer (Bespiel: Laptop) Master Master Hinweis Ein Hinweis kennzeichnet wichtige Informationen. Technische Beschreibung BT-TDE

6 Kurze Einführung SMA Solar Technology AG 2 Kurze Einführung 2.1 Was ist Bluetooth Wireless Technology? Bluetooth ist ein Funkstandard für die Kurzstrecken-Kommunikation, der eine Verbindung zwischen Geräten mit Bluetooth ermöglicht. Anders als bei Infrarot-Verbindungen müssen bei Bluetooth Verbindungen die Geräte nicht direkt aufeinander ausgerichtet sein und benötigen nicht unbedingt einen direkten Sichtkontakt. Bluetooth wird zum Beispiel bei Computertastaturen und mobilen Geräten wie PDAs (Personal Digital Assistent) und Mobiltelefonen eingesetzt, um Daten auf den Computer zu übertragen und zu empfangen. Bluetooth wurde entwickelt, um die vielen Kabelverbindungen zwischen den Geräten zu reduzieren. Die Funkreichweite von Standardgeräten mit Bluetooth Wireless Technology beträgt bis zu 10 m (Bluetooth Class 2). Diese Funkreichweite ist für Geräte mit Verbindungen zwischen Mobiltelefon und Headset vollkommen ausreichend. Für Anwendungen, die größere Funkreichweiten benötigen, gibt es Bluetooth Class 1 mit einer Funkreichweite von bis zu 100 m. 6 BT-TDE Technische Beschreibung

7 SMA Solar Technology AG Kurze Einführung 2.2 Warum Bluetooth Wireless Technology? Bluetooth ist in vielen Multimedia-Geräten (z. B. Laptops) bereits integriert und dient dem Austausch von Daten zwischen den Geräten. Eigenschaften von Bluetooth: drahtlos und somit einfach zu installieren. Das Verlegen von Kabeln entfällt. weltweit zugelassen (lizenzfreies 2,4 GHz-Frequenzband). Endanwender müssen Bluetooth nicht anmelden. gebührenfrei, unabhängig von der übertragenen Datenmenge. störsicher Beim AFH (Adaptive Frequency Hopping) wird innerhalb der 79 Bluetooth Kanäle in einer zufälligen Reihenfolge ständig gewechselt und z. B. durch WLAN-Router gestörte oder belegte Frequenzen werden ausgelassen. Durch AFH und eine schmalbandige Übertragungstechnik wird Bluetooth nur wenig durch andere Geräte gestört und stört andere Geräte nur wenig. gute Funkreichweite bei Bluetooth Class 1 Bluetooth Class 1 hat eine Funkreichweite im Freifeld von bis zu 100 m bei einer geringen Sendeleistung. Die Sendeleistung beträgt maximal 100 mw und reduziert sich automatisch, sobald eine gute Verbindung vorliegt. Dadurch entstehen keine unnötig hohen Sendeleistungen. leicht nachrüstbar Computer lassen sich durch USB Bluetooth Sticks einfach mit Bluetooth nachrüsten. Technische Beschreibung BT-TDE

8 SMA Bluetooth SMA Solar Technology AG 3 SMA Bluetooth 3.1 SMA Bluetooth Geräte SMA Solar Technology bietet Geräte mit Bluetooth für Ihre PV-Anlage. Dadurch können Sie Ihre PV-Anlage überwachen, ohne dass Kabelverbindungen für die Kommunikation der Geräte nötig sind. SMA Solar Technology bietet Wechselrichter mit Bluetooth, Kommunikationsgeräte mit Bluetooth und die Software Sunny Explorer für Ihren Computer mit Bluetooth. Lücken im Bluetooth Netzwerk kann der SMA Bluetooth Repeater überbrücken. 3.2 Besonderheiten von SMA Bluetooth Automatischer Aufbau eines Bluetooth Netzwerks Die Geräte mit SMA Bluetooth verbinden sich zu einem Bluetooth Netzwerk. Jedes Gerät verbindet sich automatisch mit einem Gerät, das in Funkreichweite ist und zu dem es die beste Verbindungsqualität hat. Wenn man zum Beispiel mit dem Sunny Beam mit Bluetooth eine Verbindung zu einem Wechselrichter in Funkreichweite aufbaut, ist man mit dem ganzen Bluetooth Netzwerk verbunden. Man kann dadurch auch Daten von Wechselrichtern empfangen, die außerhalb der direkten Funkreichweite des Sunny Beam mit Bluetooth liegen. Der Aufbau des Bluetooth Netzwerks erfolgt flexibel, den Geräten wird keine Reihenfolge vorgegeben, in der sie sich vernetzen. Der Aufbau des Bluetooth Netzwerks ist dadurch flexibel und weniger störanfällig. 8 BT-TDE Technische Beschreibung

9 SMA Solar Technology AG SMA Bluetooth Bis zu 50 Geräte in einem Bluetooth Netzwerk: Wechselrichter SMA Bluetooth Repeater Bis zu 4 Master gleichzeitig in einem Bluetooth Netzwerk (bei 3 Slaves, siehe Seite 13): Kommunikationsgeräte Computer mit Bluetooth und der Software Sunny Explorer von SMA Solar Technology Automatische Reorganisation des Bluetooth Netzwerks beim Ausstieg und Einstieg von Geräten, wenn zum Beispiel die Verbindung zu diesen Geräten unterbrochen war. Bis zu 100 m Funkreichweite im Freifeld bei direktem Sichtkontakt (Bluetooth Class 1). Das SMA Bluetooth Piggy-Back, mit dem SMA Bluetooth bei Wechselrichtern nachgerüstet werden kann, erreicht aufgrund des Wechselrichtergehäuses nur eine Funkreichweite von bis zu 50 m im Freifeld bei direktem Sichtkontakt. Erhöhung der Reichweite durch Erweiterung des Bluetooth Netzwerks durch weitere Geräte. Abgrenzung zu fremden PV-Anlagen mit SMA Bluetooth in der Nachbarschaft über 14 verschiedene NetIDs. Sicherung der PV-Anlage durch ein Anlagenpasswort. Technische Beschreibung BT-TDE

10 SMA Bluetooth SMA Solar Technology AG 3.3 NetID Die NetID dient dazu PV-Anlagen mit SMA Bluetooth, die sich in direkter Nachbarschaft befinden, gegeneinander abzugrenzen. Die Bluetooth Geräte von SMA Solar Technology erkennen Ihre Zugehörigkeit zum Bluetooth Netzwerk Ihrer PV-Anlage über eine NetID. Die NetID kann eine der Zahlen von 1 bis 9 oder einer der Buchstaben von A bis F sein. 16 NetIDs Bei NetID 0 ist Bluetooth ausgeschaltet. Nur Geräte mit gleicher NetID (außer NetID 1 und 0) können sich zu einem Bluetooth Netzwerk verbinden. Die Geräte eines gemeinsamen Bluetooth Netzwerks haben also immer die gleiche NetID. Dadurch können Sie verhindern, dass sich Ihre Geräte mit einer PV-Anlage in der Nachbarschaft verbinden, die auch Bluetooth von SMA Solar Technology verwendet. Einstellen der NetID beim Wechselrichter und SMA Bluetooth Repeater Bei den Wechselrichtern und dem SMA Bluetooth Repeater wird die NetID über Drehschalter am Gerät eingestellt. Die neu eingestellte NetID ist bei einem eingeschalteten Gerät sofort wirksam. Kommunikationsprodukte übernehmen NetID der Bluetooth PV-Anlage Die Kommunikationsprodukte suchen bei der Inbetriebnahme zuerst nach Bluetooth PV-Anlagen von SMA Solar Technology, die sich in ihrer Reichweite befinden. Die NetIDs der gefundenen Bluetooth PV-Anlagen werden aufgelistet. Nachdem Sie die NetID Ihrer PV-Anlage angewählt haben, übernimmt das Kommunikationsprodukt die gewählte NetID und baut eine Verbindung zu Ihrer Bluetooth PV-Anlage auf. 10 BT-TDE Technische Beschreibung

11 SMA Solar Technology AG SMA Bluetooth Funktionen der NetIDs Die folgende Tabelle zeigt die Funktionen der NetIDs. NetID 0 und NetID 1 haben Sonderfunktionen. NetID 1 ist bei den Wechselrichtern mit SMA Bluetooth und dem SMA Bluetooth Repeater bei Auslieferung voreingestellt. NetID Funktion 0 Bluetooth ist ausgeschaltet. 1 Bluetooth ist eingeschaltet. (Auslieferungszustand) Das Gerät kann keine Verbindung zu anderen Wechselrichtern oder SMA Bluetooth Repeatern aufbauen. Das Gerät (Wechselrichter, SMA Bluetooth Repeater) kann nur maximal 2 Verbindungen von Computern mit Bluetooth und der Software Sunny Explorer von SMA Solar Technology annehmen. Eine Verbindung zum Sunny Beam mit Bluetooth ist nicht möglich. 2 - F Bluetooth ist eingeschaltet. Das Gerät (Wechselrichter, SMA Bluetooth Repeater) kann sich mit allen SMA Bluetooth Produkten der gleichen NetID vernetzen. 3.4 Anzahl der Teilnehmer im Bluetooth Netzwerk Es können bis zu 50 Geräte mit der gleichen NetID am SMA Bluetooth Netzwerk teilnehmen. Zu diesen Geräten zählen Wechselrichter und SMA Bluetooth Repeater. Wenn Sie mehr als 50 Geräte vernetzen wollen, müssen Sie Ihre PV-Anlage in mehrere Bluetooth Netzwerke aufteilen, indem Sie unterschiedliche NetIDs vergeben. Wenn Ihre Bluetooth PV-Anlage aus 90 Geräten besteht, können Sie für 45 Geräte z. B. die NetID 3 vergeben und für die restlichen 45 Geräte die NetID 4. Es ist besser eine PV-Anlage mit 90 Geräten in zwei gleich große Bluetooth Netzwerke aufzuteilen (nicht 60 und 30 Geräte, sondern 45 und 45 Geräte), weil der Netzaufbau und die Kommunikation schneller ist, wenn innerhalb einer NetID weniger Geräte sind. Technische Beschreibung BT-TDE

12 SMA Bluetooth SMA Solar Technology AG 3.5 Aufbau des Bluetooth Netzwerks 1 Das Kommunikationsgerät baut zuerst eine Verbindung zu einem Teilnehmer im Bluetooth Netzwerk auf, der sich in Funkreichweite befindet. Dieser Teilnehmer ist der Wurzelknoten. 2 Von diesem Teilnehmer aus löst das Kommunikationsgerät den Aufbau des Bluetooth Netzwerks aller Geräte mit der gleichen NetID aus. 3 Die Geräte verbinden sich selbstorganisiert untereinander, jedes Gerät verbindet sich mit dem Gerät, zu dem es die beste Verbindungsqualität hat. Dieser Vorgang kann je nach Größe des Bluetooth Netzwerks von wenigen Sekunden bis zu einigen Minuten dauern. Nur die Kommunikationsgeräte können den Vorgang anstoßen, dass sich alle Geräte mit der gleichen NetID miteinander vernetzen. Die Wechselrichter bauen ohne ein Kommunikationsgerät kein Bluetooth Netzwerk auf. Selbstorganisierter Neuaufbau des Bluetooth Netzwerks Werden einzelne Teilnehmer vom Bluetooth Netzwerk getrennt (z. B. durch eine Störung der Funkverbindung), baut sich das Bluetooth Netzwerk mit den verbliebenen Teilnehmern neu auf. Kommt ein neuer Teilnehmer mit der gleichen NetID zum Bluetooth Netzwerk hinzu, wird er automatisch in das Bluetooth Netzwerk integriert. Wenn Teilnehmer zum Bluetooth Netzwerk hinzukommen oder wegfallen, werden die Kommunikationsgeräte informiert. 12 BT-TDE Technische Beschreibung

13 SMA Solar Technology AG SMA Bluetooth Wurzelknoten im Bluetooth Netzwerk Das Gerät, mit dem sich ein Master direkt verbindet und den Aufbau des gesamten Bluetooth Netzwerks auslöst, ist der Wurzelknoten. Der Wurzelknoten kann bei jedem Neuaufbau des Bluetooth Netzwerks ein anderes Gerät sein. Es wird immer das Gerät zum Wurzelknoten, über das ein Master den Aufbau des gesamten Bluetooth Netzwerks auslöst, also das Gerät, mit dem sich der Master direkt verbindet. Ist der Master ein mobiles Gerät, wie der Sunny Beam mit Bluetooth oder ein Laptop mit Bluetooth zusammen mit der Software Sunny Explorer, kann jeder Slave im Bluetooth Netzwerk der Wurzelknoten werden, je nachdem welcher Slave sich in Bluetooth Reichweite befindet. Ein Master Gerät mit SMA Bluetooth verbindet sich immer mit dem Gerät, zu dem es die beste Verbindungsqualität hat. Ist der Master ein Computer mit Bluetooth und der Software Sunny Explorer von SMA Solar Technology, verbindet sich der Computer über seine integrierte Bluetooth Schnittstelle oder über den USB Bluetooth Stick zufällig mit einem Gerät. Meist ist es das erste gefundene Gerät, unabhängig von der Verbindungsqualität. Bei der Anlagenerfassung bietet Sunny Explorer die Möglichkeit den Wurzelknoten selbst zu wählen. Es sollte das Gerät für den Verbindungsaufbau gewählt werden, das sich am nächsten zum Computer befindet. 3.6 Master und Slaves im Bluetooth Netzwerk Master und Slave sind Begriffe aus der Netzwerktechnik. In einem Netzwerk ist ein Master ein Gerät, das andere Geräte (Slaves) zum Beispiel dazu auffordert Daten zu empfangen oder zu senden. In einem Bluetooth Netzwerk von SMA Solar Technology sind folgende Produkte Master und Slaves. Rolle Produkte Eigenschaften Master Kommunikationsprodukte: Sunny Beam mit Bluetooth Leitet den Aufbau des Bluetooth Netzwerks ein. Sunny Explorer (Software für Fragt Daten ab. den Computer) Sendet Daten an Slaves. Slave Wechselrichter Setzt die Anfragen und Vorgaben SMA Bluetooth Repeater des Masters um. Die Master Geräte sind in diesem Dokument in den Abbildungen grau gefärbt. Technische Beschreibung BT-TDE

14 SMA Bluetooth SMA Solar Technology AG Anzahl von Mastern im Bluetooth Netzwerk An einem Bluetooth Netzwerk von SMA Solar Technology können mehrere Master gleichzeitig am Bluetooth Netzwerk teilnehmen. Dadurch kann sich zum Beispiel ein Installateur mit einem Laptop mit Bluetooth mit dem Bluetooth Netzwerk verbinden, ohne dass der Anlagenbesitzer sein Kommunikationsgerät vom Bluetooth Netzwerk trennen muss. Bis zu 4 Master können gleichzeitig am Bluetooth Netzwerk teilnehmen, die Anzahl der Master ist allerdings abhängig von der Anzahl der Slaves. Mit dem Slave, der den Wurzelknoten (A) bildet, können sich 2 Mastern verbinden. Jeder weitere Slave kann nur die Verbindung von 1 Master annehmen. Um mit der maximalen Anzahl von 4 Mastern gleichzeitig am Bluetooth Netzwerk teilnehmen zu können, benötigt man also mindestens 3 Slaves. 14 BT-TDE Technische Beschreibung

15 SMA Solar Technology AG SMA Bluetooth Uplinks und Downlinks im Bluetooth Netzwerk Uplink und Downlink sind Begriffe, die in einem Netzwerk die Übertragungsrichtung vom Master zum Slave angeben. Uplinks sind die Verbindungen in Richtung eines Slaves. Die Verbindungen in Richtung eines Masters werden als Downlinks bezeichnet. In einem Standard Bluetooth Netzwerk kann ein Gerät bis zu 7 Verbindungen gleichzeitig herstellen. In einem Bluetooth Netzwerk von SMA Solar Technology sind die 7 Verbindungen in 5 Uplinks und 2 Downlinks aufgeteilt, wie in dieser Abbildung beispielhaft dargestellt: Mastergeräte haben im SMA Bluetooth Netzwerk nur 1 Uplink, sie können sich nur mit 1 Gerät direkt verbinden. Technische Beschreibung BT-TDE

16 Grundlagen zur Planung einer Bluetooth PV-Anlage SMA Solar Technology AG 4 Grundlagen zur Planung einer Bluetooth PV-Anlage Bei der Planung einer PV-Anlage mit Bluetooth Wireless Technology ist es nützlich die Grundlagen der Datenübertragung über Funkwellen zu kennen. 4.1 Reichweite von Funkwellen Die maximale Strecke, die Funkwellen von einem bis zu einem anderen Gerät zurücklegen können, wird als Reichweite der Funkwellen bezeichnet. Funkwellen sind am Anfang der Strecke stark und schwächen auf der Strecke durch die Ausbreitung stetig ab. Kommen keine Funkwellen beim anderen Gerät an oder sind die Funkwellen zu stark abgeschwächt, um noch empfangen werden zu können, kommt keine Funkverbindung zwischen den Geräten zustande. Die Reichweite der Funkwellen unterliegt vielen Einflussfaktoren, die teilweise beeinflussbar sind. Einflussfaktoren sind zum Beispiel die Sendeleistung und Empfängerempfindlichkeit der Geräte sowie dämpfende Gegenstände, die Funkwellen auf der Strecke durchdringen müssen Dämpfende Hindernisse Da die Geräte oft nicht in direkter Sichtweite zueinander stehen, müssen die Funkwellen zum Beispiel Decken, Wände und Türen durchdringen. Durch diese Hindernisse werden die Funkwellen unterschiedlich stark abgeschwächt (gedämpft). Wie stark ein Hinderniss die Funkwellen dämpft, hängt von der Dicke und vom Material des Hindernisses ab. Die Anzahl der Hindernisse, die durchdrungen werden müssen, ist ebenfalls entscheidend. Wenn die Funkwellen zum Beispiel 2 Wände durchdringen müssen, dämpft jede Wand die Funkwellen ab. 16 BT-TDE Technische Beschreibung

17 SMA Solar Technology AG Grundlagen zur Planung einer Bluetooth PV-Anlage Durchdringung von Hindernissen Je länger die Strecke ist, die Funkwellen beim Durchdringen eines Hindernisses zurücklegen müssen, desto stärker werden die Funkwellen durch das Hindernis abgeschwächt. Die Länge der Strecke ist abhängig von der Dicke des Hindernisses und ob das Hindernis gerade oder schräg durchdrungen wird. Je dicker ein Hinderniss ist, desto länger ist die Strecke, die die Funkwellen beim Durchdringen des Hindernisses zurücklegen müssen. Durchdringung gerade Wenn die Funkwellen zum Beispiel eine Wand gerade durchdringen können, ist die Strecke durch die Wand kleiner und damit die Dämpfung der Funkwellen geringer. Durchdringung schräg Wenn die Funkwellen zum Beispiel eine Wand schräg durchdringen müssen, um von einem zum anderen Gerät zu gelangen, ist die Strecke durch die Wand länger und damit die Dämpfung stärker, als bei Funkwellen, die die Wand gerade durchdringen. Technische Beschreibung BT-TDE

18 Grundlagen zur Planung einer Bluetooth PV-Anlage SMA Solar Technology AG Stärke der Dämpfung von Hindernissen Die folgende Tabelle soll Ihnen grobe Anhaltspunkte für die Stärke der Dämpfung einiger Hindernisse geben. Mit Hilfe der angegeben Punkte können Sie z. B. bei der Anlagenplanung grob abschätzen, wie sich die Hindernisse in der Funkstrecke auf die Qualität des Bluetooth Netzwerks auswirken. Auch die beste Abschätzung kann nicht alle unterschiedlichen Umgebungsbedinungen berücksichtigen. Bepflanzung, Fußbodenbeläge oder Einrichtungsgegenstände können die Funkverhältnisse unvorhersehbar positiv oder negativ beeinflussen. Hindernis Stärke der Dämpfung in Punkten trockene Holztür 1 Thermofenster 10 Stahlbeton 16 cm 3 Hohllochziegel 24 cm / 36,5 cm 3 / 4 Porenbeton 17, 5 cm / 36,5 cm 3 / 5 Leichtbetonwand 30 cm 5 Blechwand 20 Erdreich 50 cm 20 Müssen mehrere Hindernisse von den Funkwellen durchdrungen werden, müssen Sie die Punkte für die Hindernisse addieren. Durch das Ergebnis erhalten Sie eine Anzahl Punkte, die Ihnen mit Hilfe der folgenden Tabelle eine grobe Abschätzung ermöglicht, wie sich die Hindernisse auf das Bluetooth Netzwerk auswirken. Punkte Auswirkungen auf das Bluetooth Netzwerk bis zu 10 Geringe negative Beeinflussung. Stabiler Betrieb mit hohem Datendurchsatz. 11 bis 20 Negative Beeinflussung. Unstabiler Betrieb mit geringem Datendurchsatz. mehr als 20 Starke negative Beeinflussung. Unstabiler Betrieb mit sehr geringem bis keinem Datendurchsatz. 18 BT-TDE Technische Beschreibung

19 SMA Solar Technology AG Grundlagen zur Planung einer Bluetooth PV-Anlage Es kann hilfreich sein bei der Anlagenplanung eine Skizze des Aufstellungsorts anzufertigen, um grob abschätzen zu können, welche Funkverhältnisse durch die Hindernisse zu erwarten sind. Dadurch können Sie einen geeigneten Aufstellungsort der Geräte festlegen und eventuell notwendige SMA Bluetooth Repeater einplanen. Beispiel von Hindernissen am Aufstellungort In diesem Beispiel müssten die Funkwellen von den Wechselrichtern zum Kommunikationsgerät 2 Böden und 1 Tür durchdringen. Die Dämpfung ist abhängig vom Material und der Dicke des Bodens. Beispielrechnung für eine grobe Einschätzung der Funkverhältnisse: Die Böden bestehen aus 16 cm dicken Stahlbeton, die Tür ist eine Holztür. Daraus ergibt sich anhand der Tabellen auf Seite 18 folgende Rechnung: 2 x Stahlbeton (16 cm) mit jeweils 3 Punkten= 6 Punkte 1 x Holztür mit 1 Punkt = 1 Punkt Ergebnis: 7 Punkte Durch die 2 Böden und die Tür ist mit einer geringen negativen Beeinflussung zu rechnen. Technische Beschreibung BT-TDE

20 Grundlagen zur Planung einer Bluetooth PV-Anlage SMA Solar Technology AG Wechselnde Gegebenheiten Bei der Planung einer PV-Anlage mit Bluetooth sollten Veränderungen, wie zum Beispiel offene oder geschlossene Türen oder Fenster, parkende Autos usw., die während des Betriebs des Bluetooth Netzwerks auftreten können, berücksichtigt werden. Bei einem Test der Verbindungsqualität sollten alle Türen und Fenster geschlossen sein, um die schlechtesten Bedingungen herzustellen. Bereits kleine Veränderungen an den örtlichen Gegebenheiten können starke Auswirkungen auf die Qualität der Funkverbindung haben, besonders bei schwachen Funkverbindungen Reflexionen von Funkwellen Reflexionen sind Ausbreitungen von Funkwellen über andere Wege. Zum Beispiel wirken Metallflächen auf Funkwellen wie ein Spiegel. Wenn Funkwellen auf eine Metallfläche treffen, werden sie von der Metallfläche im gleichen Winkel zurückgeworfen, in dem die Funkwellen auf die Metallfläche getroffen sind (Einstrahlungswinkel gleich Ausstrahlungswinkel). Je nach den örtlichen Gegebenheiten können Reflexionen auch dazu führen, dass sich die Empfangsverhältnisse besser darstellen, als bei einer reinen Dämpfungsbetrachtung angenommen. Das lässt sich nur durch einen Test vor Ort herausfinden Sendeleistung von Geräten Je höher die Sendeleistung eines Geräts, desto stärker sind die Funkwellen, die das Gerät aussendet. Je stärker die Funkwellen, desto größer ist die Reichweite der Funkwellen. Bluetooth von SMA Solar Technology verwendet Bluetooth Class 1 und hat eine gute Funkreichweite bei einer geringen Sendeleistung, die maximal 100 mw beträgt. Die Sendeleistung reduziert sich automatisch, sobald eine gute Bluetooth Verbindung vorliegt. Dadurch entstehen keine unnötig hohen Sendeleistungen. Class Sendeleistung Funkreichweite im Freifeld mw, 20 dbm 100 m 2 2,5 mw, 4 dbm 10 m 3 1 mw, 0dBm 1m Die Sendeleistung von Geräten addiert sich nicht. Die Funkreichweite zwischen 2 Bluetooth Teilnehmern ist immer nur so groß, wie die Funkreichweite des Teilnehmers mit der geringeren Sendeleistung. Deshalb ist die Funkreichweite von einem Wechselrichter mit Class 1 (bis zu 100 m Funkreichweite im Freifeld bei direktem Sichtkontakt) zum anderen Wechselrichter größer, als von einem Wechselrichter zu einem Laptop mit Class 2 (bis zu 10 m Funkreichweite im Freifeld bei direktem Sichtkontakt). Tipp Laptops mit Bluetooth Class 2 lassen sich kostengünstig mit einem Class 1 USB Bluetooth Stick nachrüsten. 20 BT-TDE Technische Beschreibung

21 SMA Solar Technology AG Grundlagen zur Planung einer Bluetooth PV-Anlage Empfängerempfindlichkeit von Geräten Die Empfängerempfindlichkeit ist ein Maß dafür, wie stark die Funkwellen am Empfänger mindestens noch sein müssen, um fehlerfrei empfangen werden zu können. Je empfindlicher ein Gerät eingestellt ist, desto schwächer können die Funkwellen sein, die das Gerät noch von anderen Geräten fehlerfrei empfangen kann. Die Empfängerempfindlichkeit ist von der Hard- und Software eines Geräts abhängig. Bei Geräten mit Bluetooth von SMA Solar Technology ist die Empfängerempfindlichkeit maximiert. 4.2 Hinweise zum Aufstellungsort Ein idealer Aufstellungsort im Freifeld, ohne Hindernisse zwischen den Geräten, ist nicht immer möglich. Bestimmte Umgebungsbedingungen können die Verbindungsqualität und die Geschwindigkeit der Datenübertragung zwischen Bluetooth Geräten verringern. Beachten Sie bei der Wahl des Aufstellungsorts folgende Punkte: Die Funkreichweite der Geräte mit SMA Bluetooth beträgt im Freifeld bei direktem Sichtkontakt bis zu 100 m, außer bei Wechselrichtern mit nachgerüstetem SMA Bluetooth. Das SMA Bluetooth Piggy-Back, mit dem SMA Bluetooth bei Wechselrichtern nachgerüstet werden kann, erreicht aufgrund des Wechselrichtergehäuses nur eine Funkreichweite von bis zu 50 m im Freifeld bei direktem Sichtkontakt. Bei der Installation Reserven für die Funkreichweite vorsehen. Die Funkreichweite in Gebäuden ist abhängig von dämpfenden Materialen (Wände, Decken usw.) zwischen den Geräten. Siehe Kapitel Stärke der Dämpfung von Hindernissen (Seite 18). Eine Reichweitenerhöhung ist durch den Einsatz des SMA Bluetooth Repeater möglich. Wenn möglich das Bluetooth Gerät mit mindestens 1 m Abstand zu folgenden Geräten montieren oder aufstellen: WLAN-Geräte Mikrowellenherde andere Geräte, die das 2,4 GHz Frequenzband nutzen (z. B. ZigBee Geräte, einige drahtlose Überwachungskameras, bestimmte Arten von Fernsteuerungen für Flugmodelle etc.) Technische Beschreibung BT-TDE

22 Grundlagen zur Planung einer Bluetooth PV-Anlage SMA Solar Technology AG Einsatz des SMA Bluetooth Repeater Der SMA Bluetooth Repeater ist ein Gerät, das im Bluetooth Netzwerk zum Einsatz kommt, wenn Funklücken zu schließen sind. Funklücken können auftreten, wenn es am Aufstellungsort nicht möglich ist die Geräte so zu platzieren, dass sie sich vernetzen können, weil sie zu weit entfernt voneinander aufgestellt werden mussten. Auch durch ungünstige Umgebungsbedingungen, die Funkwellen zu stark abschwächen, können Funklücken entstehen. Der SMA Bluetooth Repeater ist kein Verstärker, er hat die gleiche Sendeleistung wie andere Teilnehmer im Bluetooth Netzwerk. Der SMA Bluetooth Repeater sollte auf halber Strecke zwischen den Geräten mit schlechter Funkverbindung platziert werden. Anstelle des SMA Bluetooth Repeater kann also auch ein Wechselrichter zur Überbrückung von Funklücken genutzt werden, wenn es bei der PV-Anlage praktikabel ist. Im Beispiel dieser Abbildung kann der SMA Bluetooth Repeater auf einer Etage zwischen dem Kommunikationsgerät und den Wechselrichtern platziert werden, am besten auf halber Strecke. 22 BT-TDE Technische Beschreibung

23 SMA Solar Technology AG Grundlagen zur Planung einer Bluetooth PV-Anlage Alternativ kann der SMA Bluetooth Repeater auch direkt über den Wechselrichtern auf der Etage des Sunny Beam mit Bluetooth platziert werden, wie in dieser Abbildung: Dadurch müssen weniger Decken und Wände schräg durchdrungen werden (siehe Kapitel Durchdringung von Hindernissen (Seite 17)). 4.3 Diagnosemöglichkeit Außer der reinen Distanz zwischen den Kommunikationspartnern spielen Hindernisse eine große Rolle und können unter Umständen eine Funkverbindung ganz verhindern. Zu diesem Zweck hat SMA Solar Technology in seine Bluetooth Geräte eine einfache Diagnosemöglichkeit für die Verbindungsqualität eingebaut (siehe Kapitel 5.3 Funkverbindung prüfen (Seite 29)). Wechselrichter mit integriertem SMA Bluetooth (z. B. SB5000TL-20) blaue LED Funksymbol mit bis zu 3 Ringen im Display SMA Bluetooth Repeater blaue LED 3 gelbe LEDs Technische Beschreibung BT-TDE

24 Inbetriebnahme einer Bluetooth PV-Anlage SMA Solar Technology AG 5 Inbetriebnahme einer Bluetooth PV-Anlage In diesem Kapitel sind die Hauptschritte bei der Inbetriebnahme einer PV-Anlage mit Bluetooth von SMA Solar Technology beschrieben. Im Kapitel Ablauf sind die Hauptschritte für die Inbetriebnahme aufgelistet, in den darauf folgenden Kapiteln erhalten Sie weitere Informationen zu einigen Hauptschritten. 5.1 Ablauf Der Ablauf bei der Inbetriebnahme einer Bluetooth PV-Anlage ist abhängig davon, ob Sie eine neue Bluetooth PV-Anlage in Betrieb nehmen oder Geräte zu einer bestehenden Bluetooth PV-Anlage hinzufügen wollen Neue Bluetooth PV-Anlage in Betrieb nehmen In diesem Kapitel sind die Hauptschritte bei der Inbetriebnahme einer neuen Bluetooth PV-Anlage aufgelistet. Beachten Sie zum Ausführen der Schritte die Anleitung des Geräts oder die Hilfe von Sunny Explorer. 1. Geräte montieren oder aufstellen: Wechselrichter, SMA Bluetooth Repeater, Kommunikationsgerät 2. Freie NetID mit einem mobilen Kommunikationsgerät ermitteln. Zum Beispiel mit dem Sunny Beam mit Bluetooth oder mit einem Laptop mit Bluetooth und der Software Sunny Explorer. Wie Sie eine freie NetID ermitteln, ist in Kapitel 5.2 Freie NetID ermitteln (Seite 26) beschrieben. 3. Freie NetID bei den Geräten einstellen: Wechselrichter, SMA Bluetooth Repeater 4. Geräte in Betrieb nehmen: Wechselrichter, SMA Bluetooth Repeater, Kommunikationsgerät 5. Funkverbindung prüfen. Wie Sie die Funkverbindung prüfen, ist in Kapitel 5.3 Funkverbindung prüfen (Seite 29) beschrieben. 24 BT-TDE Technische Beschreibung