A portugáliai fotovillamos rendszerekben felügyeleti megoldásokat használnak A napenergetikai park megbízható és gazdaságos üzemeltetése

A németországi Neustadt (Wied) városában székelő Wirtgen Invest Holding GmbH Portugália megújuló energiájának kiépítésébe eszközöl befektetéseket. 2020-ban és 2021-ben a Wirtgen Invest partnereivel együtt hat fotovillamos rendszert épített fel.

A partnerek közé tartozik a hamburgi WiNRG GmbH, amely 2005 óta tevékenykedik a megújuló energiák területén. A vállalat munkatársai világszerte a szélenergetikai és fotovillamos rendszerek nagyprojektjeit és tranzakcióit menedzselik ügyfeleik számára. A projektcsapatot az EPC Conecon GmbH, mint projektmenedzser, a Zebotec GmbH, mint a fotovillamos rendszerek vezérlésének és felügyeletének rendszerintegrátora, a QOS Energy elemzőszoftver-szállító és a Phoenix Contact teszik teljessé.

A Bundesverband der Energie- und Wasserwirtschaft e.V. (BDEW, az Energia- és Vízgazdálkodás Szövetségi Egyesülete) szerint Portugália összes áramának több, mint a fele megújuló energiából származik. A megvalósított kapacitásokat megnézve jól látszik, hogy mindenekelőtt a víz- és szélerőművek játszanak fontos szerepet, a fotovillamosságot ezzel szemben alig használják. Ez éppen mostanában jelentős mértékben változik. 2021 végéig Portugáliában összesen 1,7 GWp kapacitású fotovillamos szabadtéri rendszert telepítettek. Az előrejelzések szerint 2030-ig több, mint 9 GWp további kapacitást építenek ki. A Phoenix Contact felügyeleti megoldásait már hat portugál napenergetikai parkban telepítették.

2021 közepén Moura városában az ötödik napenergetikai parkot csatlakoztatták sikeresen a hálózathoz. Ez Portugália délkeleti részén, a spanyol határhoz közel található, és több, mint 130 000 fotovillamos modult tartalmaz, amelyek összesített leadott névleges teljesítménye 49,4 MWp. A fotovillamos rendszer a telephelyen újonnan létesített alállomáson keresztül közvetlenül a nagyfeszültségű szinten táplál be az elektromos hálózatba. Az áramot villamosenergia-vásárlási megállapodás (Power Purchase Agreement, PPA) keretében értékesítik.

A szomszédos Amareleja és Ferreira do Alentejo fotovillamos rendszerekkel, valamint a Lisszabontól északra fekvő Cartaxo és Santarem parkokkal, illetve az Algarve melletti Lagos létesítményével együtt Moura évente több, mint 325 millió MWh zöld áramot termel. Ezzel 80 000 négyszemélyes háztartást lehet ellátni, és 140 000 tonnával kevesebb CO₂ keletkezik.

Mivel az egyes napenergetikai parkok felépítése hasonló, a koncepciót Moura létesítményének példáján mutatjuk be. 525 helytakarékos generátor-csatlakozódoboz (GAK) gyűjti össze a 7350 fotovillamos ág áramait, és továbbítja az ugyanolyan számú, SMA gyártmányú SHP75 inverterhez. A generátor-csatlakozódobozok DC vezetékei meg vannak védve a túlfeszültségektől, és biztosítva vannak. Ez azért fontos, mert a szabadtéri napelemes rendszereket a felületük és kitettségük miatt rendkívüli módon veszélyeztetik a villámcsapások és a túlfeszültségek. A Phoenix Contact villámáram- és túlfeszültség-levezetői jelentős mértékben növelik a napenergetikai parkok rendelkezésre állását. A készülékek teljesítik a fotovillamos installációk túlfeszültség-védelmére vonatkozó EN 50539-11 és UL 1449 3rd ed szabványt, és jóváhagyta őket a KEMA. Karbantartás esetén a generátor-csatlakozódobozokat le lehet kapcsolni, így a szervizmunkák biztonságosan elvégezhetők.

Az inverterek által átalakított váltakozó feszültségek a terepen elhelyezett 20 transzformátorállomáshoz kerülnek, amelyek feltranszformálják a feszültségeket 0,4 kV-ról 30 kV-ra. A napelemes áram helyi elektromos hálózatba való betáplálása előtt a transzformátorok a hálózati csatlakozási ponton feltranszformálják az összegyűjtött váltakozó feszültségeket 30 kV-ról 60 kV-ra. Itt mérőkészülékek észlelik a hálózati paramétereket, és kommunikálják azokat a központi betáplálásszabályozó felé. A decentralizált energiatermelő rendszereknek is hozzá kell járulniuk a hálózat magas szintű stabilitásához. Ebből a célból az illetékes hálózatüzemeltetők a fotovillamos rendszerek hálózatra csatlakoztatási feltételei között megadják a hálózati frekvencia és feszültség betartandó tűrését, valamint a meddő teljesítményt is. Ennek felügyelete céljából az energiatermelő rendszerek (EZA) szabályzói mérik a hálózati csatlakozási pontok pillanatnyi feszültségét és a meddő teljesítményt. A Phoenix Contact készülékei ennek alapján határozzák meg a mindenkori szabályozási értékeket, és továbbítják azokat az inverterek felé, amelyeket szükség esetén le lehet szabályozni.

Az áramtermelés közben az olyan nagy napenergiai parkokban, mint a Moura sok adat keletkezik, amelyeket észlelni kell, tovább kell feldolgozni és ki kell értékelni ahhoz, hogy meg lehessen ítélni a fotovillamos rendszer üzemelésének gazdaságosságát. Ezért a 20 transzformátorállomás mindegyikénél adatgyűjtő van felszerelve. A készülékek automatikus felismerő üzemmódban működnek, amelynek révén a fotovillamos parkban telepített összes rendszert egyszerűen, plug and play módon lehet csatlakoztatni. Ez lényegesen csökkenti az üzembe helyezés idejét, mivel nincs szükség konfigurálásra. Az adatgyűjtőbe integrált inverterkezelő Etherneten keresztül fogadja az inverterek adatait, és továbbítja azokat az Axiocontrol termékcsaládba tartozó, szintén beépített AXC1050 kisvezérlőhöz. Az AXC 1050 ezenkívül fogadja a csatlakoztatott időjárás-érzékelők adatait is.

A Moura napenergetikai parkban összesen hat időjárásjelző állomás van telepítve; ezek 14 modulhőmérséklet-érzékelővel, nyolc piranométerrel, tizenkét referenciacellával, két szélirány-érzékelővel, két szélsebesség-érzékelővel, valamint két, a hőmérsékletet, a levegő nedvességtartalmát és nyomását mérő kombinált érzékelővel vannak felszerelve. A Phoenix Contact környezeti érzékelői közvetlenül, Modbus protokollon keresztül kapcsolódnak az irányítórendszerhez. Mivel a készülékek már paraméterezve vannak, azonnal készen állnak az időjárási adatok továbbítására. Az egyes érzékelők egyenkénti kábelezésével szemben M12-es csatlakozóink és Y elosztóink segítségével ezeket egészen egyszerűen sorba lehet kapcsolni. Ez jelentős mértékben csökkenti a helyszíni vezetékezési ráfordításokat, továbbá az érzékelők teljes rendszerbe való integrálása is egyszerűen megvalósítható. A kompakt időjárásjelző állomásokkal szemben a Phoenix Contact által kínált érzékelők esetében különálló modulokról van szó. Ha tehát kiesik egy készülék, akkor csak ezt az egy érzékelőt kell kicserélni.

Az időjárás-érzékelők alkalmazása révén az üzemeltető visszakövetkeztethet a napenergiás rendszere teljesítményére – ez az úgynevezett performance ratio (PR, teljesítményarány). Ennek értékét a tényleges és előírt hozam viszonyaként lehet kiszámítani, ahol a tényleges hozamot a telepített energiamérő készülékek alapján határozzák meg. A piranométer, valamint a mind vízszintesen, mind 25°-os dőlésszögben a modul szintjére beszerelt referenciacellák felvilágosítást adnak az előírt hozamról. Ha a kiszámított performance ratio túl kicsi, akkor az üzemeltetőnek lehetősége van a megfelelő beavatkozásra. Az adatgyűjtőbe is bekerülnek digitális jelek, amelyek a transzformátor-hőmérséklet információit, valamint a kapcsolóberendezés állapotát mutatják.

Az inverterek, időjárás-érzékelők, transzformátorok és a kapcsolóberendezés valamennyi adata redundáns gyűrű topológián keresztül, optikai kábelen jut el az irányítóteremben található központi parkvezérlőbe. A Phoenix Contact nyílt és rugalmas vezérlőplatformjának köszönhetően egyszerűen megvalósítható az adatok továbbítása a QOS Energy Asset Performance Management portáljához. Az adatokból előállított specifikus elemzések, figyelmeztetések és jelentések segítségével racionalizálni lehet az O&M szolgáltató munkafolyamatait.

A Phoenix Contact intelligens automatizálástechnikája folyamatosan méri a hat napenergetikai park valamennyi adatát, amelyek kiértékelését azután a QOS Energy cég Asset Performance Management megoldása végzi el. A Phoenix Contact a terepi szintű adatgyűjtéstől a betáplálás-szabályozásig és megjelenítésig teljes körű és átfogó felügyeleti megoldást bocsát a WiNRG GmbH rendelkezésére a napenergetikai park menedzseléséhez. Ez lehetővé teszi a napenergetikai parkok megbízható és gazdaságos üzemeltetését.

Forduljon hozzánk bizalommal. Tanácsot adunk Önnek, és együtt találjuk meg az optimális megoldást.