For portugisiske solenergianlegg brukes det overvåkingsløsninger Pålitelig og økonomisk effektiv drift av solcelleparken

Wirtgen Invest Holding GmbH holder til i Neustadt (Wied) i Tyskland og investerer i utbyggingen av fornybar energi i Portugal. I 2020 og 2021 bygget Wirtgen Invest seks solenergianlegg sammen med samarbeidspartnere.

Blant disse samarbeidspartnerne er WiNRG GmbH fra Hamburg, som har vært aktive innen fornybar energi siden 2005. Bedriftens ansatte håndterer store prosjekter og transaksjoner rundt vind- og solenergianlegg for kundene sine, over hele verden. Prosjektmanager EPC Conecon GmbH, Zebotec GmbH som systemintegrator for styring og overvåking av solenergianlegg, QOS Energy, som tilbyr analyseprogramvare, samt Phoenix Contact, kompletterer prosjektgruppen.

I henhold til Bundesverband der Energie- und Wasserwirtschaft e.V. (BDEW) kommer over halvparten av strømmen i Portugal fra fornybar energi. Et blikk på kapasiteten som er installert, viser at spesielt vann- og vindkraft spiller en viktig rolle, og at solenergi, derimot, nesten ikke benyttes. For tiden foregår det her store endringer. I Portugal ble det frem til 2021 satt opp anlegg i felten med en samlet effekt på 1,7 GWp. Ved ytterligere utbygginger ligger prognosene frem til 2030 på over 9 GWp. Overvåkingsløsningene fra Phoenix Contact er allerede montert i seks portugisiske solenergianlegg.

I midten av 2021 kunne den femte parken i Moura kobles til nettet. Den ligger sørøst i Portugal, nær grensen mot Spania, og har flere enn 130 000 solcellemoduler, som genererer en nominell effekt på 49,4 MWp. Solenergianlegget mater strømnettet direkte på høyspentnivå via en nyopprettet trafostasjon på området. Strømmen klargjøres innenfor rammen av en Power-Purchase-Agreement (PPA).

Sammen med nabo-solenergianleggene Amareleja og Ferreira do Alentejo, samt anleggene Cartaxo og Santarem, som ligger nord for Lisboa, og anlegget i Lagos ved Algarve, produserer Moura årlig over 325 millioner MWh grønn strøm. Slik forsyner man over 80 000 husholdninger med fire personer pr. husholdning, og sparer inn 140 000 t CO₂.

Fordi de enkelte solcelleparkene har ganske lik oppbygging, forklares konseptet med anlegget i Moura som eksempel. 525 plassbesparende generatortilkoblingsbokser samler strømmen fra de 7350 solenergistrengene, og viderefører denne til et likt antall SHP75-vekselrettere i SMA. I generatortilkoblingsboksen beskyttes og sikres DC-ledningene mot overspenning. Det er viktig, da anlegg i felten har en utstrekning og plassering som gjør dem spesielt utsatt for lynstrøm og overspenning. Ved hjelp av lyn- og overspenningsavledere fra Phoenix Contact kan solcelleparkens tilgjengelighet økes betraktelig. Utstyret oppfyller kravene i standardene EN50539-11 og UL 1449 3rd ed for overspenningsbeskyttelse i solenergiinstalleringer, og er godkjent av KEMA. Generatortilkoblingsboksene kan aktiveres i forbindelse med vedlikehold, slik at servicearbeidet utføres trygt og sikkert.

AC-spenningen som omformes av vekselretterne, overføres til 20 trafostasjoner som er montert i felten, der de omformes fra 0,4 kV til 30 kV. Før solenergistrømmen kan mates inn i det lokale strømnettet, omformer transformatorer all AC-spenning på nettilkoblingspunktet, fra 30 kV til 60 kV. Her registreres nettparameterene av målere, og disse kommuniserer dem til den sentrale forsyningsregulatoren. Desentrale anlegg for generering av energi må gi sitt bidrag til høy nettstabilitet. For å gjøre dette spesifiserer ansvarlige nettoperatører områdene som må overholdes for nettfrekvens og -spenning samt reaktiv effekt, i sine nettilkoblingsbetingelser for solenergianlegg. For å kontrollere dette registerer reguleringer for kraftverk foreliggende spenning og reaktiv effekt på nettilkoblingspunktene. Med utgangspunkt i dette formidler enhetene fra Phoenix Contact deretter de forskjellige reguleringsverdiene, og viderefører dem til vekselretterne, som nedregulerer dem ved behov.

I tillegg til å generere strøm, oppstår det i store solcelleparker som Moura store datamengder som må samles inn, viderebehandles og analyseres, slik at man deretter kan fastslå i hvilken grad solenergianlegget kjører med god driftsøkonomi. Derfor er det montert en datalogger på hver av de 20 trafostasjonene. Enhetene kjører med en automatisk gjenkjenningsmodus, som gjør at alle systemene som er installert i solcelleparken, kan tilkobles via Plug-and-Play. Det reduserer idriftsettingstiden betraktelig, all den tid ingen konfigurering er nødvendig. Omformer-manageren som er integrert i dataloggeren, mottar dataene fra vekselretteren via Ethernet, og videresender dem til småkontrolleren AXC 1050 fra produktserien Axiocontrol, som også er installert. Videre fanger AXC 1050 opp dataene fra de tilkoblede værsensorene.

I solcelleparken Moura er det montert totalt seks værstasjoner med 14 modultemperatursensorer, åtte pyranometere, tolv referanseceller, to vindretningssensorer, to hastighetssensorer samt to kombisensorer for temperatur, luftfuktighet og lufttrykk. Miljøsensorene fra Phoenix Contact kobles direkte til styresystemet via Modbus-protokoll. Fordi enhetene allerede er parametrisert, er de umiddelbart klare for formidling av værdataene. I stedet for enkeltkabling av hver sensor kan disse, på grunn av M12-tilkoblingene, helt enkelt seriekobles med Y-fordelere. Det reduserer kablingsarbeidet på stedet betraktelig, og forenkler integreringen av sensorene i det komplette systemet. Sammenlignet med kompakte værstasjoner er sensorene som Phoenix Contact tilbyr, enkeltmoduler. Hvis en enhet svikter, trenger dermed kun denne sensoren å skiftes ut.

Ved hjelp av værsensorene kan operatøren trekke konklusjoner rundt solcelleanleggets ytelse – den såkalte Performance Ratio (PR). Verdien fremgår av forholdet mellom faktisk og nominelt utbytte, der faktisk utbytte fastsettes med utgangspunkt i de installerte energimålerne. Pyranometerene og referansecellene, som er montert både horisontalt og med 25° helling på modulnivået, gir informasjon om solcelleutbyttet. Hvis beregnet Performance Ratio er for lav, kan operatørenn gripe inn tilsvarende. Også dataloggerne mottar digitale signaler som inneholder informasjon om transformatortemperatur og koblingsanleggets status.

Samtlige data fra vekselrettere, værsensorer, transformatorer og koblingsanlegget sendes til en sentral parkkontroller via en redundant ringstruktur og fiberoptisk kabel, som er installert i kontrollrommet. Videreføringen til Asset-Performance-Management-portalen til QOSEnergy er enkel, takket være den åpne og fleksible styreplattformen fra Phoenix Contact. De spesifikke analysene, advarslene og rapportene som fremgår av dataene, rasjonaliserer deretter arbeidsprosessene hos O&M-tjenesteyteren.

Den intelligente automatiseringsteknikken fra Phoenix Contact samler kontinuerlig inn all data fra de seks solcelleparkene, som deretter analyseres gjennom Asset-Performance-Management-løsningen fra QOS Energy. Fra feltnivå og helt til forsyningsregulering og visualisering, Phoenix Contact leverer komplette, gjennomgående overvåkingsløsninger for solcelleparkstyring til WiNRG GmbH. Det legger til rette for en pålitelig og økonomisk effektiv drift av solcelleparken.

Du er velkommen til å ta kontakt med oss. Vi veileder deg, og sammen finner vi den beste løsningen.