포르투갈의 PV 시스템의 필수 요소인 모니터링 솔루션 태양광 시설의 안정적이고 경제적인 운영

독일 Neustadt(Wied)에 본사를 둔 Wirtgen Invest Holding GmbH는 포르투갈의 재생 에너지 확장에 투자하고 있습니다. Wirtgen Invest는 2020년과 2021년에 파트너와 함께 6개의 PV 시스템을 설치했습니다.

이러한 파트너에는 2005년부터 재생 에너지 분야에서 활동해 온 Hamburg의 WiNRG GmbH가 포함됩니다. 이 회사의 직원은 전 세계 고객을 대상으로 풍력 터빈 발전기 및 PV 시스템과 관련된 대규모 프로젝트와 업무를 관리합니다. 또한 프로젝트 팀에는 피닉스컨택트와 함께 프로젝트 관리업체인 EPCConeconGmbH, PV 시스템 제어 및 모니터링을 위한 시스템 통합업체인 ZebotecGmbH, 분석 소프트웨어 제공업체인 QOSEnergy가 포함됩니다.

독일 에너지 및 물 산업 협회(BDEW)에 따르면 포르투갈 전력의 절반 이상이 재생 가능한 에너지에서 나옵니다. 설치된 용량을 살펴보면 주로 수력 및 풍력 발전이 중요한 역할을 하는 반면 PV는 거의 사용되지 않는다는 것을 알 수 있습니다. 이러한 상황은 현재 크게 바뀌고 있습니다. 2021년 말까지 포르투갈에서는 총 용량 1.7GWP의 지상 설치형 시스템이 구축되었습니다. 2030년까지 9 GWP 이상의 추가 건설이 예상됩니다. 피닉스컨택트의 모니터링 솔루션은 포르투갈 PV 시설 6곳에 설치되어 있습니다.

모우라에서는 2021년 중반에 다섯 번째 시설이 그리드에 성공적으로 연결되었습니다. 이 시설은 포르투갈 남동쪽의 스페인 국경 근처에 위치하고 있으며 49.4 MWp의 정격 전원을 생산하는 130,000개 이상의 PV 패널이 포함되어 있습니다. PV 시스템은 부지에 새로 건설된 변전소를 통해 고전압 레벨의 전원 그리드에 전원을 직접 공급합니다. 그런 다음 전원은 전력 구매 계약(PPA)에 따라 판매됩니다.

모우라는 인근의 Amareleja와 Ferreira do Alentejo PV 시스템, 리스본 북쪽의 Cartaxo와 Santarem 시설, Algarve의 Lagos 시스템과 함께 매년 3억 2,500만 MWh 이상의 친환경 전기를 생산합니다. 이를 통해 4인 가구로 구성된 80,000개의 이상의 주택에 전력을 공급하고 140,000톤의 탄소 배출량을 절감합니다.

개별 PV 시설의 구조가 유사하기 때문에 모우라에 있는 시스템의 예를 사용하여 설명할 수 있습니다. 총 525개의 공간 절약형 스트링 컴바이너 박스(SCB)가 7,350개의 PV 스트링에서 전류를 수집하여 SMA에서 동일한 수의 SHP75 인버터로 전달합니다. SCB에서 DC 케이블은 서지 전압으로부터 보호됩니다. 지상에 설치된 시스템은 크기와 노출된 위치로 인해 낙뢰 전류 및 서지 전압에 특히 취약하기 때문에 이러한 보호가 중요합니다. 피닉스컨택트의 낙뢰 전류 어레스터 및 서지 보호 장치는 태양광 발전 시설의 가용성을 크게 향상시킵니다. 이 장치는 PV 설비의 서지 보호를 위한 EN 50539-11 및 UL 1449 3판 표준을 준수하며 KEMA 인증을 받았습니다. 유지 관리가 필요한 경우 SCB를 분리하여 서비스 작업을 안전하게 수행할 수 있습니다.

인버터에서 변환된 AC 전압은 필드에 설치된 20개의 변전소로 전달되어 0.4 kV에서 30 kV로 변환됩니다. 태양광 전력이 로컬 전원 그리드에 공급되기 전에 변압기는 그리드 연결 지점에서 수집된 AC 전압을 30 kV에서 60 kV로 변환합니다. 여기에서 측정 장치는 그리드 파라미터를 기록하고 이를 중앙 피드-인 컨트롤러에 전달합니다. 분산형 발전소는 높은 그리드 안정성을 보장하는 역할을 해야 합니다. 이를 위해 그리드 운영 담당자는 PV 시스템의 그리드 연결 조건에서 유지되어야 하는 그리드 주파수 및 전압과 무효 전력 범위를 지정합니다. 발전소용 조절기(전원 제어 장치)는 이러한 값을 확인하기 위해 그리드 연결 지점의 전압과 무효 전력을 기록합니다. 그런 다음 피닉스컨택트의 장치가 이를 기준으로 각각의 제어 값을 결정하고 필요한 경우 조정할 수 있는 인버터로 전달합니다.

모우라와 같은 대규모 태양광 시설은 전원을 생산하는 것 외에도 PV 시스템이 얼마나 경제적으로 운영되고 있는지 평가하기 위해 수집, 처리 및 분석해야 하는 대량의 데이터를 생성합니다. 이 때문에 20개의 변전소 각각에 데이터 로거가 있습니다. 이 장치는 자동 탐지 모드를 사용하여 작동하기 때문에 PV 시설에 설치된 모든 시스템을 플러그 앤 플레이 방식으로 손쉽게 연결할 수 있습니다. 이렇게 하면 구성이 필요 없기 때문에 시운전 시간이 상당히 단축됩니다. 데이터 로거에 통합된 인버터 관리자는 Ethernet을 통해 인버터로부터 데이터를 수신하고 여기에 함께 설치된 Axiocontrol 제품군의 AXC1050 소규모 컨트롤러로 전송합니다. 또한 AXC 1050은 연결된 기상 센서로부터 데이터를 수집합니다.

모우라 태양광 시설에는 14개의 온도 센서, 8개의 복사계, 12개의 기준 셀, 2개의 풍향 센서, 2개의 풍속 센서, 온도, 습도 및 기압 측정을 위한 2개의 조합 센서 등이 포함된 총 6개의 기상 관측소가 마운트되어 있습니다. 피닉스컨택트의 환경 센서는 Modbus 프로토콜을 통해 제어 시스템에 직접 연결됩니다. 이러한 장치는 이미 파라미터화되어 있기 때문에 즉시 기상 데이터를 전송할 수 있습니다. 각 센서를 개별적으로 배선하는 대신 Y 분배기가 있는 M12 연결을 사용하면 매우 간단하게 센서를 직렬로 연결할 수 있습니다. 이렇게 하면 현장에서 배선 작업이 크게 줄어들고 센서를 전체 시스템에 더 쉽게 통합할 수 있습니다. 컴팩트 기상 관측소와는 달리 피닉스컨택트가 제공하는 센서는 개별 모듈입니다. 따라서 장치에 오류가 있을 경우 해당 센서만 교체하면 됩니다.

날씨 센서를 사용하면 운영자가 태양광 시스템의 전력에 대한 성능비(PR)를 도출할 수 있습니다. 실제 생산량이 설치된 에너지 측정 장치에서 결정되는 반면에 이 값은 실제 생산량과 목표 생산량의 비율을 사용하여 계산됩니다. 패널 레벨에 수평으로 25° 기울어져 설치된 복사계와 기준 셀은 목표 수율에 대한 정보를 제공합니다. 계산된 성능비가 너무 낮으면 운영자가 그에 따라 규정을 조정할 수 있습니다. 데이터 로거는 또한 변압기 온도 및 스위칭 장치의 상태에 대한 정보가 포함된 디지털 신호를 수신합니다.

인버터, 기상 센서, 변압기 및 스위칭 장치의 모든 데이터는 광섬유 케이블을 통해 이중화 링 구조를 거쳐 제어실에 있는 중앙 시설 제어 시스템으로 전송됩니다. 피닉스컨택트의 유연한 개방형 제어 플랫폼을 사용하면 QOS Energy의 자산 성과 관리 포털로 간단하게 전달할 수 있습니다. 데이터에 기초하여 얻어진 특정 분석, 경고 및 보고서는 O&M 서비스 제공업체의 작업 프로세스를 합리화하는 기반이 됩니다.

피닉스컨택트의 스마트 자동화 기술은 6개 태양광 발전소의 모든 데이터를 지속적으로 기록하며, 이렇게 기록된 데이터는 QOS Energy의 자산 성과 관리 솔루션에서 분석됩니다. 피닉스컨택트는 필드 레벨의 데이터 기록에서 피드-인 제어 및 시각화에 이르기까지 태양광 시설 관리를 위한 완벽하고 원활한 모니터링 솔루션을 WiNRG GmbH에 제공합니다. 이는 태양광 시설의 안정적이고 경제적인 운영을 가능하게 합니다.

궁금하신 점은 언제든지 문의하십시오. 피닉스컨택트는 고객과 함께 이상적인 솔루션을 찾을 수 있도록 컨설팅을 제공할 것입니다.