Rendimento ideal no parque solar de Falkenberg através de rastreamento dos rastreadores

A Elektro Ecker GmbH & Co. KG com sede em Landshut construiu em 2017 um parque de rastreamento em um antigo complexo do exército alemão. Em cima dos paióis, que serviam antigamente como depósitos de munição, se situam 22 rastreadores fotovoltaicos. A potência total instalada é de 770 kW.

Cada rastreador abrange 143 módulos solares com uma potência nominal de 245 W cada, podendo ser orientado com dois eixos conforme a posição do sol. No total, cada rastreador fotovoltaico tem um peso de 55 t e uma potência de 35 kW.

No início o rastreamento de cada rastreador foi controlado com mini-computadores Raspberry Pi não aptos para a indústria. Mas rapidamente ficou demonstrado que esta solução não funcionava de forma confiável. Depois de um breve período de funcionamento até falhou por completo. Para reduzir no máximo as perdas de rendimento resultantes da falta de orientação dos rastreadores conforme a posição do sol, foi necessário encontrar rapidamente uma alternativa adequada. No passado, a Elektro Ecker já tinha feito boas experiências com a tecnologia de comando da Phoenix Contact para a regulagem da alimentação para parques fotovoltaicos. Por isso, Josef Ecker teve a ideia de também implementar o rastreamento dos rastreadores fotovoltaicos com os controladores industriais da empresa.

Em cada rastreador estão instalados dois inversores e um quadro de comando cliente com a tecnologia de comando necessária para o rastreamento. Como PLC, a Elektro Ecker utiliza o controlador de pequeno porte ILC 131 ETH, permitindo a automação fácil de instalações. O ILC 131 ETH funciona como dispositivo PROFINET com cliente Modbus/TCP. Ele recebe os comandos de um controlador servidor hierarquicamente superior. Trata-se de um controlador Axioline AXC 1050 com o quadro de comando disposto de forma central no complexo. O controlador se caracteriza por um design robusto com uma fonte de alimentação ininterrupta montada para desligar a aplicação de forma seletiva e com uma caixa resistente a EMC. Além da alta velocidade de transmissão, uma conexão USB garante um acesso rápido, p. ex., para fins de diagnóstico.

Graças à abrangente biblioteca Solarworx com blocos de função para calcular a posição do sol e rastrear os rastreadores fotovoltaicos, Josef Ecker e sua equipa conseguiram programar a aplicação fotovoltaica com rapidez. A biblioteca, incluindo também drivers para loggers de dados e interfaces para inversores, é ampliada continuamente. Como os blocos de função pré-programados são testados rigorosamente, eles garantem não somente uma implementação mais rápida do projeto como também uma operação confiável da instalação. Através de um sensor de vento o controlador servidor registra a velocidade atual do vento. Em caso de uma pressão demasiado alta do vento, o AXC 1050 emite para os controladores cliente o comando para deslocar os rastreadores do vento.

Ao lado do quadro de comando com o controlador servidor encontra-se uma estação transformadora. Aqui, as tensões alternadas são transformadas do nível da baixa para a média tensão. No ponto de conexão à rede, instalado fora do parque de rastreamento, a energia solar gerada é alimentada na rede. Para não ocorrer uma sobrecarga da rede elétrica local, a Elektro Ecker instalou um regulador de alimentação da Phoenix Contact. Se os rastreadores fotovoltaicos produzirem corrente a mais, o regulador IPE garante o desligamento de inversores individuais. Para isso, ele transmite os sinais necessários através do controlador servidor para os controladores cliente.