Мониторинг на фотоволтаични паркове

Системите за мониторинг предлагат възможност за дистанционно управление и диагностика на всички устройства в PV парковете. По този начин се оптимизират процесите на електропроизводство и се подобрява надеждността на фотоволтаичните централи. Критичен аспект от работата на системите е анализът на получените данни, диагностиката и аварийното отстраняване на повреди в оборудването.

Предлаганите в момента на нашия пазар системи за мониторинг имплементират най-новите технологии в областта и могат да бъдат адаптирани към специфичните нужди на всяка централа. Във функционалните им възможности 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.

Мултимедийни и функционални възможности

Системите за мониторинг се характеризират с богати мултимедийни и функционални възможности. Графично се визуализират не само измерените данни за моментното състояние на мрежата и панелите или добивът за деня, но и стойностите на слънчевата радиация, спестените емисии CO2 и загубите от засенчване. Системата автоматично извлича информация от всички модули в централата, на базата на която се изготвят 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.

Някои от системите притежават възможност за сравняване 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.

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 фотоволтаични 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.

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 портал. 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.

Част от системата за мониторинг са и камерите за видеонаблюдение. Обикновено се разполагат по продължение на оградата и заедно с периметрова охрана и контролът на достъп се интегрират в общата платформа за наблюдение, алармиране и управление.

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. Използваните протоколи за комуникация са TCP/IP, Modbus, Profibus, DNP3 и други.

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.

Възможни алармени ситуации

Сред най-често срещаните технически проблеми във фотоволтаичните централи е внезапното отпадане на мрежата средно напрежение, което води след себе си изключване на всички инвертори и спомагателни системи, твърдят специалистите. При възникване на подобно събитие или друго отклонение от нормалното състояние на системата, в оперативния център следва да се получи алармено съобщение.

Сигнал за друга възможна неизправност е регистрацията на по-ниска от очакваната производителност на централата. Това може да се дължи на повреда в инвертора, в DC окабеляването, дефект в модулите, проблеми, причинени от разпределителната мрежа, и др. Сред често срещаните неизправности в мрежата, водещи до проблеми, са: колебаещо се напрежение на мрежата, отклонения от номиналната честота или изменения в импенданса на мрежата. Колебанията в напрежението могат да се дължат на високо напрежение на мрежата; ниско напрежение или деформирано напрежение на мрежата (дефектна или деформирана синусоида). Някои от проблемите с мрежата е невъзможно да бъдат установени и разрешени без помощта на електроразпределителното предприятие.