Системи за мониторинг на инсталации за възобновяема енергия

• За бъде рентабилна инвестицията в една ВЕИ инсталация, е необходимо да се гарантира, че тя функционира изправно и ефективно не само при внедряване, но и в течение на целия си експлоатационен цикъл
  
  
• Собствениците и мениджърите на такива съоръжения залагат на съвременни платформи за непрекъснат мониторинг, които проследяват статуса, работните параметри и производителността им във всеки един момент
  
  
• На пазара се предлагат както специализирани софтуерни продукти, насочени към диагностика и управление на конкретен процес или дейност, така и по-широкообхватни решения с множество функционални модули

Цените на компонентите и оборудването за производство на възобновяема енергия значително се понижават през последните години с впечатляващия напредък на технологиите в сегмента, а това води до невиждан бум на ВЕИ проектите. За бъде рентабилна инвестицията в една ВЕИ инсталация обаче, е необходимо да се гарантира, че тя функционира изправно и ефективно не само при внедряване, но и в течение на целия си експлоатационен цикъл. За целта собствениците и мениджърите на такива съоръжения залагат на съвременни платформи за непрекъснат мониторинг, които проследяват статуса, работните параметри, производителността и ефективността им във всеки един момент.

Типове софтуерни решения

Соларните и вятърните паркове, хидроенергийните съоръжения и другите типове системи за производство на енергия от възобновяеми източници в индустриален мащаб рядко се характеризират с опростена архитектура. Във все по-голям процент от случаите тези решения, включващи огромен брой инвертори, контролери, сензори, монитори, оптимизатори и други специфични устройства, са интегрирани в по-големи технологични комплекси. Те могат да включват батерийно съхранение на излишъците от енергия, инсталации за производство на зелен водород и други устойчиви продукти и т. н.

Същевременно оператори на тези комплекси рядко са проектантите, които са конфигурирали системата и познават всичките й елементи в детайли. Често пъти отклонение от работните параметри, неправилна настройка, технически проблем или дефект при някой наглед незначителен компонент може да доведе до драстичен спад в общата производителност или да причини авария, изискваща продължително прекъсване на работата и множество допълнителни разходи.

Ето защо ефективното управление на един такъв мащабен комплекс изисква единна софтуерна платформа за мониторинг, която да информира оператора какво се случва във всяка точка на системата в реално време и как влияе това на ефективността й. На пазара се предлагат както специализирани софтуерни продукти, насочени към диагностика и управление на конкретен процес или дейност във връзка с ВЕИ производството, така и по-широкообхватни решения с множество функционални модули.

Според функциите си софтуерните инструменти за мониторинг на инсталации за възобновяема енергия се подразделят най-общо на няколко основни типа. Системите за симулиране и моделиране са популярни в етапа на планиране на съоръженията и позволяват прецизно комбиниране на отделните компоненти, предварително идентифициране на потенциални проблеми в течение на експлоатацията и фино конфигуриране на системата за максимална ефективност и производителност. Тези софтуерни продукти позволяват например виртуално тестване на поведението на соларните панели при различни условия или оптимизиране на аеродинамиката на перките на вятърните турбини.

Вторият основен тип софтуер е предназначен за събиране и анализ на данни и разполага с възможности за IoT интеграция на отделните сензори, измервателни устройства и монитори в инсталацията. На база изводите от събраната информация операторите могат в дългосрочен план да подобрят ефективността на централата, да намалят експлоатационните разходи и да оптимизират поддръжката.

Следващият тип софтуерни системи позволяват детайлно управление на мрежовата свързаност на ВЕИ централите. Те се грижат за стабилните и надеждни доставки на електроенергия с високо качество към мрежата, балансират търсенето и предлагането и подпомагат съхранението на излишъците в батерийни системи при хибридни конфигурации.

Друга голяма група софтуерни платформи включва инструментите за докладване и гарантиране на съответствие с действащите разпоредби и екологични стандарти. Те помагат на предприятията да проследяват и съобщават на съответните регулаторни органи енергийното си потребление и въглеродния си отпечатък, като прилагат подробни справки за произведената енергия от ВЕИ и процентното й съотношение в общия микс.

Сред най-популярните софтуерни решения в сектора са комбинираните платформи за отдалечен мониторинг, които включват IoT свързаност, модули за събиране, обработка и анализ на данни и възможности за детайлна отчетност. Освен широка и комплексна функционалност в обща системна среда, те предлагат и множество логистични ползи за компаниите, като им позволяват централизирано да наблюдават и дистанционно да управляват повече на брой ВЕИ инсталации в различни локации, без да е необходимо регулярно да ги посещават и инспектират физически.

В зависимост от потребностите си, предприятията могат да инвестират в една или повече на брой софтуерни, включително отделни системи с разнообразна функционалност от различни производители. В общия случай много по-рентабилно и надеждно е да се заложи на единна интегрирана система от един доставчик. Най-търсени са решенията, съчетаващи възможности за мениджмънт, диагностика и прогнозна поддръжка на материалните активи, измерване и управление на производството, безопасността и риска, анализ на данни и отчетност – в един мащабируем продукт.

Функции и предимства на интелигентните системи за мониторинг

Освен времеемка, инспекцията на място на един соларен масив или ветроенергиен парк би могла да се окаже и доста скъпа. Колкото по-мащабно е ВЕИ съоръжението и в колкото по-отдалечена локация се намира, толкова повече разходи за технически персонал, труд и транспорт би изисквало. Чрез удобния си графичен интерфейс, позволяващ ясна за възприемане и лесна за интерпретиране визуализация на данните, платформите за непрекъснат отдалечен мониторинг извеждат цялата необходима на оператора информация на екрана на смартфона или таблета му. Специализираните решения за соларния сектор например правят възможно наблюдението на ключови за производителността на централата фактори, като засенчване, прегряване, моментен ъгъл на слънцегреене, натрупване на прах и замърсявания и др.

Основно предимство на съвременните комплексни платформи за мониторинг на ВЕИ съоръжения е, че позволяват изцяло виртуално конфигуриране и интелигентно управление на физическите активи с помощта на детайлни техни дигитални двойници. Така операторът може по всяко време да следи тенденциите по отношение на производителността, състоянието и безопасността на системата и да приложи мерки с проактивен характер, които да оптимизират работата й. Нещо повече – отдалечените соларни, вятърни, хидроенергийни централи и други ВЕИ мощности могат да функционират в частично или изцяло автономен режим. Специалистите обобщават петте основни функции на технологията на дигиталните двойници в соларната и вятърна енергетика по следния начин: моделиране/симулация, оценка, управление, мониторинг и прогнозна поддръжка.

Важен фактор за приложимостта и популяризирането на даден софтуерен продукт в сегмента е да “говори на един и същи език” с отделните компоненти и устройства, както и със софтуерни платформи на други производители. Универсалната оперативна съвместимост по отношение на комуникационните интерфейси и протоколи и при форматите на извличане и съхраняване на данните би позволила безпроблемна директна интеграция на решението във всякакви физически конфигурации, както и гъвкаво разширяване на ВЕИ системата по капацитет и функции в бъдеще. С помощта на софтуер за цифрови двойници биха могли да бъдат тествани различни варианти и сценарии по отношение на подобно мащабиране.

Други фундаментални за Industry 4.0 и Energy 4.0 иновации, като изкуственият интелект и машинното самообучение, също намират все по-широко приложение във ВЕИ сектора, особено в обработката и анализа на огромните масиви от данни, генерирани от стотиците, а по някога и хиляди сензори, монитори и измервателни устройства в комплексите за производство на възобновяема енергия. Те помагат на системата да се адаптира оптимално към моментните условия, да се “научи” как да реагира правилно и автономно на определени сценарии и събития, както и да идентифицира целия наличен потенциал за оптимизация на производителността.

Чрез мобилно приложение или уеб базиран клиент една такава платформа може да осигурява на оператора необходимата информация не само “по заявка” – при логване в системата, но и в реално време чрез нотификации в избрания формат – смс известия, имейли, аларми и т. н. Освен това всеки възникнал проблем би могъл да бъде прецизно проследен и локализиран – до най-малкия и/или отдалечен компонент. Предстоящи повреди в ключови системни елементи, като инверторите например, пък биха могли да бъдат предотвратявани чрез анализ на диагностичните данни от съответните сензори и монитори.