L’aria di Pechino è purtroppo famosa per essere molto inquinata e per migliorarla il governo cinese ha avviato il Golden Sun Project incrementando i sussidi per la produzione di energia da impianti fotovoltaici.
L’elevato numero e la varietà di installazioni fotovoltaiche, la gestione centralizzata e l’integrazione delle informazioni di ciascuna stazione sono sempre più difficili da gestire.
L’azienda produttrice di pannelli BOE Technology Group si è specializzata nel settore fotovoltaico diversi anni fa con la fornitura di componenti e soluzioni per applicazioni solari e ha completato 20 progetti fotovoltaici nell’area di Pechino.
Questi impianti si trovano in aree diverse a molti chilometri di distanza dalla sede centrale. Sebbene l’azienda inviasse regolarmente personale per trascrivere i dati dei contatori, il quartier generale non era in grado di tenere monitorato lo stato operativo di ciascuna centrale elettrica solare in tempo reale. Con sempre più impianti fotovoltaici in funzione, si sono rese necessarie maggiore manodopera e risorse. Con un carico sempre più pesante della manutenzione e della gestione operativa, l’azienda aveva urgente bisogno di un monitoraggio in tempo reale e di una piattaforma di gestione unificata.
Requisiti di sistema
Per implementare il monitoraggio in tempo reale 24 ore su 24, 7 giorni su 7, la nuova soluzione di gestione dell’impianto fotovoltaico doveva fornire un controllo da remoto intelligente e completo: raccolta dei dati di strumenti e dispositivi front-end, configurazione corretta dei sistemi di rete in base alle condizioni del sito e alla distanza di trasmissione, utilizzo del gateway di dati per registrarli e proteggerli. Tutto questo richiedeva una piattaforma di gestione intuitiva e ricca di funzionalità.
Oltre a una vasta gamma di funzionalità, il software doveva essere in grado di consentire agli utenti di progettare le proprie applicazioni HMI (Human Machine Interface). Inoltre, a causa del clima freddo e dell’ambiente particolare dell’impianto, i relativi prodotti hardware dovevano avere caratteristiche robuste e durature per resistere a condizioni difficili.
Descrizione del sistema
Per le applicazioni fotovoltaiche, Advantech ha proposto un software intelligente basato su browser web dotato di hardware di livello industriale. Il Solar Power Management System (SPMS) è un’architettura multistrato per l’acquisizione dati, la rete di trasmissione e la gestione dei sistemi, che ha consentito agli utenti di utilizzare informazioni e metodi scientifici per gestire i propri impianti fotovoltaici.
Per gli utenti generici e gli integratori di sistemi, preoccupati per i numerosi dispositivi front-end di diverse marche, il supporto di un’ampia gamma di protocolli di comunicazione può risolvere facilmente questo problema.
Attraverso questa funzione, indipendentemente dalla marca di stringa fotovoltaica, scatola di convergenza, inverter, strumento meteorologico, videocamera, apparecchiature di sicurezza e contatore utilizzati, sono facilmente incorporati nel sistema che offre anche un meccanismo speciale per archiviare temporaneamente i dati raccolti nei dispositivi di Advantech. Se la rete si disconnettesse non ci sarebbe alcuna perdita di dati e continuerà quando il problema viene risolto. Inoltre, il sistema può anche conservare tutti i dati e fornire rapporti sui dati storici. Entrambe le funzionalità sono di grande aiuto per i gestori di impianti fotovoltaici che devono presentare tutti i record e le relazioni anche per richiedere sussidi governativi.
Grazie all’architettura Browser/Server di SPMS, inoltre, gli utenti non hanno più bisogno di installare software speciali e possono accedere al software da qualsiasi dispositivo predisposto per internet, ampliando così rapidamente il numero di nodi client senza il problema della manutenzione e risparmiando sui costi di acquisto di un software aggiuntivo.
Al fine di facilitare la gestione delle informazioni sull’impianto, l’interfaccia consente agli utenti di aggiungere, eliminare o modificare dati. Integrando un Sistema Informativo Geografico (GIS), un sistema di videosorveglianza e un sistema di sicurezza, i gestori dei centri di controllo possono monitorare a distanza ogni stazione fotovoltaica dalla stessa piattaforma.
Il sistema è in grado di tracciare le informazioni sulla capacità di generazione di tutte le centrali elettriche e i dati di ciascun inverter in grafici in tempo reale e visualizzare le informazioni sullo schermo del computer, aiutando gli utenti a valutare le prestazioni di generazione di energia.
Per i dati storici, è possibile generare rapporti di frequenza giornalieri, mensili, trimestrali, annuali o di altro tipo. Inoltre, il sistema fornisce anche il software di configurazione WebAccess, per consentire agli utenti di creare le proprie funzioni o applicazioni.
In termini di hardware, il progetto ha impiegato diversi dispositivi Advantech, tra cui un computer industriale, un modulo di ingresso analogico, un media converter monomodale, uno switch non gestito. Sono tutti prodotti robusti di livello industriale.
Con caratteristiche compatte, durevoli e affidabili, WA-UNO2178-C50HE ha fornito un’eccellente potenza di calcolo bilanciata con un basso consumo energetico certificato Energy Star. Ha anche un design fanless, intervallo di temperatura esteso e protezione IP40, offrendo al contempo ricche interfacce I/O per collegare facilmente una varietà di dispositivi periferici.
L’ADAM-4117, un modulo di ingresso analogico a 8 canali con resistenza alle alte e basse temperature, caratteristiche antirumore e anti-sovratensione, è responsabile della raccolta di informazioni ambientali e meteorologiche attraverso il protocollo Modbus RTU per trasferire i dati al computer.
Per la configurazione della rete, poiché gli impianti fotovoltaici sono classificati come applicazioni esterne e remote e questo progetto richiedeva l’integrazione di diversi livelli di centrali elettriche, Advantech ha utilizzato due prodotti di rete adatti a costruire una trasmissione stabile nell’ambiente di comunicazione. Attraverso l’implementazione dei convertitori in fibra ottica EKI-2541S nella sezione di acquisizione dati front-end, il sistema può aumentare la distanza di comunicazione oltre il limite di 100 metri dei collegamenti Ethernet. È stato poi installato uno switch non gestito EKI-2528 per trasferire i dati tra le stazioni e il centro di controllo.
Com’è realizzato il progetto
Tutte le informazioni e i link sul sistema di gestione intelligente dell’energia solare (SPMS):
- WA-UNO2178: Fanless Industrial Computer with Advantech WebAccess (5000 tags)
- ADAM-4117: Robust 8-ch Analog Input Module with Modbus
- EKI-2541S: 10/100T (X) toSingle-Mode SC Type Fiber Optic Industrial Media Converter
- EKI-2528: 8-port Unmanaged Industrial Ethernet Switch
Schema di rete della stazione di controllo centrale
Schema di rete della sottostazione
Conclusioni
Implementando la soluzione di monitoraggio intelligente degli impianti fotovoltaici di Advantech, i clienti non devono preoccuparsi della compatibilità tra prodotti e dispositivi periferici durante la fase di costruzione del progetto e possono disporre di un sistema stabile e affidabile grazie alla perfetta integrazione delle soluzioni Advantech con quelle di altre case.
Dopo il completamento, questa piattaforma di gestione centralizzata in remoto con funzionalità visibili, gestibili e controllabili non solo ha consentito di risparmiare manodopera e risorse, ma ha anche migliorato significativamente l’efficacia operativa e di manutenzione grazie al monitoraggio in tempo reale e alla gestione unificata.
Per informazioni sulle soluzioni per la gestione degli impianti di energia rinnovabile: Advantech
