(Quelle: Phoenix Contact)
Eine auf einem Einfamilienhaus installierte Solaranlage besteht typischerweise aus Komponenten wie Solargeneratoren, Wechselrichter, Steckverbinder sowie einem vor dem Einspeisepunkt verbauten Energiezähler. Einige Wechselrichter ermöglichen das Loggen der Energiedaten, während andere Varianten dazu einen separaten Datenlogger benötigen. Beiden Ansätzen ist gemein, dass die gesammelten Daten grafisch aufbereitet und dem Anwender dann zur Verfügung gestellt werden. Auf diese Weise kann er Abweichungen bei der Energieerzeugung feststellen und durch deren Beseitigung seine Investitionen in die Anlage schützen. Das gleiche Szenario lässt sich auf größere Solarparks übertragen, wobei der Aufwand hier höher ist. Denn die oben genannten Komponenten werden durch weitere Elemente wie Generatoranschlusskästen (GAK), Wetterstationen sowie ein lokales Scada-System ergänzt. Darüber hinaus fordert der Energieversorger, dass der Betreiber des Solarparks den möglichen Ertrag ermittelt sowie die abgegebene Leistung seiner Anlage bei Bedarf regelt. Dieses Vorgehen dient der Stabilität des Energienetzes und dem Schutz der angeschlossenen Verbraucher.
Erfassung und Verarbeitung erheblicher Datenmengen
Eine Solaranlage in der Größenordnung von 10 MW setzt sich aus etwa 2.500 Strings zu je 20 Solarmodulen zusammen. Da die anfallende Datenmenge sehr groß ist, wird der Park in einzelne Arrays aufgeteilt. Jedes Array umfasst dabei eine Vielzahl von Generatoranschlusskästen, Wechselrichtern und zusätzliche Überwachungskomponenten wie Referenzsensoren oder vor- respektive nachgeschalteten Energiemessgeräten. Die Solarmodule bilden einen String, wobei mehrere Strings in einem GAK zusammengeführt sind. Innerhalb des Generatoranschlusskastens werden die Ströme, Spannung und Temperatur erfasst. Anschließend wird die gebündelte Energie einem Wechselrichter zugeführt und hinter dem Gerät über einen Mittelspannungs- Transformator in das Energienetz eingespeist. Die Aufnahme der rund 500 Messdaten eines Arrays erfolgt über einen Datenlogger, der im Solarpark auch andere Aufgaben übernehmen muss. Die weiteren Aktivitäten betreffen die Steuerung des Wechselrichters, um die Leistung zu reduzieren oder den cos-phi-Faktor zu ändern. Außerdem werden Diagnosefunktionen, wie der Leistungsabfall eines Strings, über den Array-Controller abgebildet. Zahlreiche Statusmeldungen – beispielsweise zum Diebstahlschutz oder zu Geräteausfällen – ergänzen diese Daten, die über einen langen Zeitraum archiviert werden müssen. Die Wetterstation sammelt meteorologische Informationen wie Temperaturen oder Sonneneinstrahlung sowie die Windgeschwindigkeit, Luftfeuchtigkeit und Regenmenge. Auf Basis all dieser Daten lässt sich unter Berücksichtigung des Wirkungsgrads der Solarmodule und Wechselrichter die mögliche Leistung des Solarparks errechnen.