Дистанционен мониторинг на фотоволтаични централи

ВЕИ енергетикaТехнически статииСп. Енерджи ревю - брой 1, 2011

Системите за дистанционен мониторинг осигуряват постоянно наблюдение над работните параметри на фотоволтаичните паркове и предоставят актуална информация за състоянието на всеки компонент. По този начин се постига оптимална ефективност на централата и се намалява времето за откриване на евентуални повреди и тяхното отстраняване.

Възможности на системите

Във функционалните възможности на повечето модерни системи за дистанционен мониторинг на фотоволтаични централи са заложени отчитането и визуализацията на данни за качествените и количествени характеристики на генерираната енергия (от целия парк, от всеки стринг с фотоволтаични панели или от всеки панел), за наличие на повредени стрингове и тяхното локализиране, за наличие на утечки или къси съединения в проводниците на стринговете, за загуби на енергия, предизвикани от засенчване. Системата е в състояние да открие възникнали проблеми в цялата верига - от панелите до инвертора, включително замърсени или повредени панели, предпазители, изключени прекъсвачи и други, и да предостави навременна и нагледна информация за вида и местоположението на възникналите технически проблеми. Сигурността на съоръженията допълнително се обезпечава с камери за видеонаблюдение, аларми за повреда, пожар или наводнение, интегрирани в системата за дистанционен мониторинг.

Хардуерни компоненти на системата

Системите могат да бъдат окомплектовани по различен начин. Някои от производителите предлагат отделни устройства за регистрация на оперативните данни, при други системата за диагностика е интегрирана в постояннотоковата инсталация на фотоволтаичната централа. Възможно е и използването на инвертори, стандартно оборудвани с модул за съхранение на данни, при които дистанционният мониторинг се осъществява на базата на мрежова карта с интегриран уеб сървър.

Устройствата за регистрация на измерените стойности събират необходимата информация от инверторите и измервателните модули на фотоволтаичната система, както и от различните видове сензори, и автоматично я предават към сървъра за съхранение на базата данни през GPRS мрежа, Ethernet, WLAN, USB - RF или GSM - RF модем. Обикновено, измервателните модули се монтират в специално предназначени за целта кутии към всеки фотоволтаичен панел и се захранват от генерираната от него мощност или с батерии. При малки по обем соларни електроцентрали, комуникацията между измервателните модули и устройството за събиране на данни или сървъра може да се осъществи с радиовръзка.

Системите за диагностика и мониторинг, внедрени в постояннотоковата инсталацията на фотоволтаичната централа, предлагат възможност за интегриране не само на измервателни модули, измерващи генерирания ток и напрежение от всеки стринг, но и необходимата схема за обединяване на токовете от отделните стрингове. Предимство в случая се явява използването на по-малко кабели за изграждане на инсталацията, тъй като обединяването на токовете се осъществява в отделните измервателни модули, разположени до положителните и отрицателни изходи на стринговете, а не в стрингови кутии. Отпада и необходимостта от скара за кабелите, защото всички стрингове се свързват към обща двупроводна DC магистрала, която може да се закрепи към носещата конструкция на панелите.

Както вече споменахме, на пазара се предлагат и висококачествени инвертори с интегриран интерфейс за дистанционна комуникация и модул за съхранение на информацията, чрез които работата на фотоволтаичната система може да се наблюдава през персонален компютър или Интернет страница. Този тип инвертори позволяват мониторинг в реално време на моментната, дневната или годишната производителност на системата и своевременно откриване на повреди в някои от компонентите.

Софтуер

Разнообразието от компоненти за осъществяване на дистанционен мониторинг на фотоволтаични паркове се допълва от голямо количество приложими операционни системи. Програмите се характеризират с богати мултимедийни и функционални възможности. Предлагат графична визуализация не само на измерените данни за моментното състояние на мрежата и панелите или добивът за деня, но и показват стойностите на слънчевата радиация, спестените емисии CO2 и загубите от засенчване. Софтуерът автоматично извлича информация от всички модули, включени в системата, на базата на която се правят различни справки. Също така може да извежда диаграми на моментните мощности на входовете, изчислени на базата на измереното входно напрежение на избран модул и тока на съответния вход, диаграми на генерираната енергия в kWh, отчетена от един или няколко избрани модула по дни или по месеци, сигнализация за стрингове, генериращи по-малко енергия от останалите и др.

Във възможностите на някои от програмите е сравняването на усвоената от колекторите енергия с общата излъчена слънчева радиация за определен период, калкулацията и изработването на графики и отчети за периода на изплащане и възвърнатата до момента сума от инвестицията. При аварийна ситуация операционната система автоматично генерира съобщение и го изпраща под формата на SMS, електронна поща или друг тип аларма.

Обикновено програмите предлагат различни йерархични нива на достъп до данните за отделните потребители на системата - инвеститори, дистрибутори на системите, технически лица, обслужващ персонал и др. Достъпът до данните се осъществява през Интернет портал, разработен от фирмата-производител на компонентите или от външен доставчик на системите за дистанционен мониторинг. Напоследък добиват популярност и демонстрационните LCD дисплеи, монтирани на обществени места, които се използват с цел популяризация на този тип системи и възобновяемите енергоизточници като цяло.

Възможности за комуникация

Комуникацията между компонентите в системите за дистанционен мониторинг може да се осъществи по различни начини - през радиомодем, GPRS мрежа, Ethernet, GSM модем, EIA232 (RS 232) комуникационен интерфейс, Интернет, сателит и др.

GPRS мрежата е предпочитан избор за връзка с фотоволтаични системи, инсталирани в по-отдалечени места, тъй като в повечето случаи покритието на GPRS мрежата е по-силно от това на Интернет. Мобилната комуникация се осъществява по времево разделени канали за многократен достъп в GSM системата. Те се използват при поискване и са статистически наслагани за използване от няколко мобилни потребителя едновременно. Принципът на работа е аналогичен с този на Интернет - събраните от централата данни се разбиват на пакети и се изпращат на получателя, където става тяхното сглобяване. При установяване на сесия на всяко устройство се присвоява уникален адрес, което на практика го превръща в сървър. Възможен е и достъп до данните през мобилен телефон, като в този случай той действа като клиент на външната мрежа и присвоява постоянен или динамичен IP-адрес.

Друг вариант за наблюдение на работните параметри и производителността на отдалечени соларни електроцентрали е използването на сателитна система за предаване на данните. Системата събира данни за слънчевата радиация, генерираните мощности, състоянието на стринговете и панелите, и през трансмитер ги изпраща към сателит. Оттам данните се прехвърлят през наземни станции към Интернет и са достъпни от определените за целта портали.

Визуална инспекция на фотоволтаичния парк

Надеждно решение за дистанционно наблюдение на съоръженията във фотоволтаичния парк са IP (Internet Protocol) камерите, които предоставят възможност за достъп и управление през Интернет мрежата. IP камерите имат собствен IP адрес и вграден софтуер за мрежова комуникация - уеб сървър, FTP сървър, FTP клиент и електронен адрес. Разполагат с няколко възможности за свързване с Интернет. Сред тях е използването на стандартни и ISDN модеми, DSL модеми, модеми за кабелна телевизия, както и 10, 100 и 1000 Mbit Ethernet връзки. В допълнение, могат да се използват модеми за клетъчни телефони и различни опции за безжична мрежа.

Изображението, получено от тях, е изцяло цифрово и се предава през мрежата (LAN/ WAN/ Internet/ GPRS/ 3G) с гарантирано отсъствие на загуби по трасето и висококачествено изображение. Комуникацията е с високо ниво на сигурност, благодарение на използваните методи за криптиране и идентификация. Друго предимство е интегрирането на интелект в камерите, което предполага огромни възможности за анализ на видеосъдържанието с цел откриване на повреди в съоръженията. Обикновено мрежовите камери са снабдени със специализиран софтуерен пакет, който осигурява поддръжката на основни функции като конфигурация, наблюдение, контрол и запис на изображението. Освен видеоизображение, мрежовите камери поддържат функционалност за пренос на различни видове данни, например звук, данни за управление на камерата и т. н.





Top