PV Inverter Monitor, Antonio Guastella

01 Contesto e obiettivo

Gli inverter fotovoltaici espongono dati operativi (potenza, tensione, corrente, energia cumulata, stato storage) tramite RS485 con protocollo Modbus RTU. I sistemi di monitoraggio forniti dai vendor sono spesso cloud-dipendenti, con accesso ai dati raw limitato o assente, e non sempre integrabili con piattaforme proprietarie.

L'obiettivo è un edge device autonomo che acquisisce i dati localmente in standard SunSpec, li pubblica via MQTT per l'integrazione con qualsiasi backend, e, soprattutto, può essere installato dal cliente finale o dal suo elettricista senza preconfigurazione, grazie a una webview di onboarding guidato.

02 Onboarding self-service

Il device esce "vuoto" dal nostro magazzino. Una volta alimentato espone una webview standalone raggiungibile in rete locale (o tramite hotspot generato dal device stesso) che guida l'installatore attraverso tutte le scelte necessarie

Step di configurazione

1 · ReteWi-Fi/Ethernet, hotspot fallback

2 · Bus serialePorta, baudrate, slave ID discovery

3 · InverterAuto-detect modelli SunSpec presenti

4 · MQTT brokerURL, credenziali, topic prefix, TLS

5 · AnagraficaID impianto, intervallo polling

6 · Test & salvaLettura di prova + publish test sul broker

Perché conta

LogisticaStesso firmware per ogni impianto

TempiInstallazione in minuti, non ore

RuoloL'elettricista basta a sé stesso

RobustezzaWizard validato, errori parlanti

RiconfigStesso wizard anche post-deploy

03 Architettura

hardware

Raspberry Pi (Raspberry Pi OS) Adattatore USB → RS485 Inverter fotovoltaico (SunSpec-compliant) Battery storage system (opzionale)

↓ Modbus RTU seriale

acquisizione dati

Python (pymodbus) SunSpec Models 701 · 702 · 703 · 713 Polling configurabile (default 5 min) Scale factor correction (SUNSSF)

↓

trasporto & servizi locali

MQTT publisher (paho-mqtt, QoS configurabile) Buffer locale per riconnessione (store-and-forward) SQLite, serie storica di backup Webview di configurazione (Flask + hotspot)

↓

consumatori (a valle del broker)

Energine Manager (dashboard, alert) Backend cliente (qualsiasi servizio MQTT-subscriber) Time-series DB (es. InfluxDB / Timescale)

04 SunSpec Models, dettaglio tecnico

Lo standard SunSpec Alliance definisce un insieme di modelli Modbus con registri a offset fisso per ogni tipo di dispositivo. Il sistema implementa quattro modelli:

Model 701, AC meter

WPotenza attiva totale

VAPotenza apparente

PFPower factor

HzFrequenza rete

Model 702, PV string

DCVTensione stringa DC

DCACorrente stringa DC

DCWPotenza stringa DC

TmpTemperatura moduli

Model 703, storage

SoCState of Charge (%)

WPotenza carica/scarica

StStato operativo storage

ChaStStato di carica

Model 713, controllo

ConnConnessione rete

WMaxLimPctLimite potenza (%)

OutPFSetPower factor setpoint

VArPctReactive power (%)

Scale factor bug (SUNSSF). I registri SunSpec usano fattori di scala a 16 bit con segno (int16) accoppiati ai valori grezzi. Interpretarli come uint16 portava a letture sbagliate di ordini di grandezza, potenze negative lette come decine di kW. Il fix ha richiesto il cast esplicito a ctypes.c_int16 prima dell'applicazione del fattore.

05 Deploy & scala

6 → 100kWp

range impianti supportati

0

preconfigurazione richiesta

MQTT

integrazione standard con qualsiasi backend

Il device è in produzione su impianti che vanno dal residenziale (6 kWp + 10 kWh storage) al commerciale fino a ~100 kWp. Lo stesso firmware copre entrambi i casi: cambia solo la configurazione, fatta dall'installatore tramite la webview al momento della messa in servizio. I dati raccolti alimentano analisi di autoconsumo, ottimizzazione fasce orarie di carica e valutazione dell'efficienza del sistema di accumulo nel tempo.

06 Stack completo

***REMOVED*** Modbus RTU SunSpec MQTT pymodbus paho-mqtt RS485 Raspberry Pi SQLite Flask (webview) hostapd / dnsmasq (hotspot) systemd Linux ARM