Optymalny uzysk energii na farmie fotowoltaicznej Falkenberg System śledzenia ruchu słońca przez trackery fotowoltaiczne zapewnia niezawodne działanie systemu.

Firma Elektro Ecker GmbH & Co. KG z Landshut w 2017 roku na dawnym terenie wojskowym wybudowała i jest operatorem ruchomej farmy fotowoltaicznej opartej na tzw. trackerach. 22 trackerów fotowoltaicznych znajduje się na bunkrach, służących niegdyś jako magazyny amunicji. Moc zainstalowana farmy wynosi łącznie 770 kW.

Każdy tracker obejmuje 143 panele fotowoltaiczne o mocy znamionowej 245W każdy, które poruszają się w dwóch osiach, nadążając za słońcem. Łącznie tracker fotowoltaiczny waży 55ton i osiąga moc na poziomie 35 kW.

Na początku poszczególne trackery były sterowane przy użyciu komputerów miniaturowych Raspberry Pi, które nie są przeznaczone do warunków przemysłowych. Szybko jednak okazało się, że rozwiązanie to było dość zawodne. Po krótkim czasie doszło nawet do totalnej awarii. Należało szybko znaleźć odpowiednią alternatywę, aby utrzymać na jak najniższym poziomie straty uzysku energii wynikające z braku nadążania trackerów za słońcem. Firma Elektro Ecker miała już w przeszłości dobre doświadczenia z techniką sterowania firmy Phoenix Contact do regulacji dostarczania energii do sieci dla farmy fotowoltaicznej. Dlatego Josef Ecker wpadł na pomysł, aby również nadążanie trackerów fotowoltaicznych zrealizować przy użyciu sterowników przemysłowych tej firmy.

Na każdym trackerze są zamontowane dwa falowniki oraz kliencka szafa sterownicza z techniką sterowania niezbędną dla układu nadążania za słońcem. Jako PLC firma Elektro Ecker zastosowała modułowy sterownik miniaturowy ILC 131 ETH, który umożliwia łatwą automatyzację systemów. ILC 131 ETH pełni funkcję urządzenia PROFINET lub klienta Modbus/TCP. Polecenia otrzymuje on od nadrzędnego sterownika serwerowego. Jest to Axioline Controller AXC 1050, którego szafa sterownicza jest umieszczona centralnie na terenie farmy. Sterownik wyróżnia się solidną konstrukcją, posiada wbudowany moduł UPS umożliwiający zamknięcie aplikacji w razie awarii zasilania oraz obudowę odporną na zakłócenia elektromagnetyczne. Oprócz wysokiej szybkości transmisji złącze USB zapewnia szybki dostęp, na przykład do celów diagnostycznych.

Dzięki kompleksowej bibliotece Solarworx z blokami funkcyjnymi do obliczania położenia słońca i nadążania trackerów fotowoltaicznych pracownikom firmy udało się bardzo szybko zaprogramować trackery. Biblioteka, która zawiera również sterowniki rejestratorów danych oraz interfejsów falowników, jest cały czas rozbudowywana. Ze względu na to, że zaprogramowane wstępnie bloki funkcyjne przeszły szczegółowe testy, zapewniają nie tylko szybszą realizację projektu, lecz również niezawodną późniejszą eksploatację systemu. Za pomocą czujnika wiatru sterownik serwerowy mierzy aktualną prędkość wiatru. Jeśli wiatr jest zbyt silny, sterownik AXC 1050 wysyła do podrzędnych sterowników klienckich polecenie zmiany położenia trackerów.

Obok szafy sterowniczej ze sterownikiem serwerowym znajduje się stacja transformatorowa. Tutaj transformowane są napięcia prądu przemiennego z poziomu niskiego napięcia na poziom średniego napięcia. W punkcie przyłączenia do sieci zlokalizowanym poza farmą wytworzona energia fotowoltaiczna jest dostarczana do sieci. Aby nie dochodziło do przeciążenia publicznej sieci elektrycznej, firma Elektro Ecker zainstalowała regulator dostarczania energii do sieci firmy Phoenix Contact. Jeśli trackery fotowoltaiczne wyprodukują za wiele prądu, regulator systemu wytwarzania energii spowoduje wyłączenie poszczególnych falowników. W tym celu wysyła niezbędne sygnały poprzez sterownik serwerowy do sterowników klienckich.