Anzeige des Anlagenzustands

Ein weiteres Element des Solarparks stellt der DNO-Controller (Distributed Network Operator) dar. Er fungiert als Bindeglied zwischen dem Solarpark und dem Energieversorger. Das Gerät übernimmt die Vorgabewerte des Energieversorgers über definierte Schnittstellen, beispielsweise das Fernwirkprotokoll IEC 60870, und leitet sie an den Array- Controller weiter. Über die gleiche Schnittstelle kann die ermittelte Leistung an den Energieversorger gesendet werden. Ferner erfasst der DNO-Controller am Einspeisepunkt die Spannung und Frequenz und leitet daraus Stellgrößen gemäß den Vorgabekurven der Netzbetreiber für die unterlagerten Array-Controller ab. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass das Energienetz am Einspeisepunkt stabil ist und keine Beschädigung an den angebundenen Verbrauchern auftritt. Die einzelnen Komponenten des Solarparks – also Wetterstationen oder Array-Controller – übertragen die von ihnen aufgenommenen Messwerte, Statusmeldungen und Diagnosedaten an ein Scada-System. Über dieses erkennt der Betreiber zu jedem Zeitpunkt, ob es Abweichungen vom optimalen Energieertrag gibt. Entsprechende Veränderungen werden ihm entweder über einen Monitor angezeigt oder er erhält eine Information per SMS oder E-Mail. So kann der Betreiber umgehend Gegenmaßnahmen einleiten. Das Monitoring-System ist darüber hinaus in der Lage, Wartungsanweisungen zu generieren. Über ein solches Ticket- System lassen sich somit präventive Serviceaktivitäten initiieren, bevor es zu Abweichungen kommt. Aufgrund der großen Anzahl von Datenpunkten sowie der langen Betriebszeit eines Solarparks von 25 Jahren muss das Speichersystem hohen Anforderungen gerecht werden. Bei 500 zu speichernden Datenpunkten, die im Abstand von jeweils 15 s erfasst werden, ergibt sich innerhalb von 24 h eine Summe von über 2,8 Mio. Messwerten. Nur durch eine nachfolgende Komprimierung der Werte in ein größeres Zeitfenster von 15 min ist es möglich, die benötigte Datenkapazität zu reduzieren.

Erstellung des Programmcodes mit Funktionsbausteinen

Von allen in Solarparks eingesetzten Geräten wird eine lange Lebenszeit gefordert. Als Schwachpunkte bei den Generatoranschlusskästen erweisen sich die Temperaturen, die durch die hohen Ströme von mehr als 200 A entstehen, sowie die Umgebungstemperatur. Bei einer fehlerhaften Auslegung der GAK altern unter anderem die Sicherungen schnell, die dann ausgetauscht werden müssen. Aus dem jeweiligen Wartungs- und Materialaufwand resultieren erhebliche Kosten, welche die Rendite der Investoren verringern. Weitere Anforderungen betreffen die hohe Verfügbarkeit, EMV-Verträglichkeit und Qualität der in den Solarparks verbauten Komponenten. Vor dem Hintergrund der geschilderten Rahmenbedingungen bietet sich ein abgestimmtes Lösungskonzept an. Als dessen Kernelement dient eine industrielle Steuerung, die gemäß dem internationalen Standard IEC 61131 programmiert wird und sowohl im Sommer wie Winter zuverlässig arbeitet. Zur einfachen Erstellung des Applikationsprogramms liefert der Steuerungshersteller entsprechende Funktionsbaustein-Bibliotheken. Mit den Bausteinen kann der Anwender nicht nur die Wechselrichter unterschiedlicher Anbieter auslesen, sondern auch weitere Geräte zum DC-String-Monitoring oder zur Erfassung der Energiemesswerte, die für die Analyse des Energienetzes notwendig sind. Im Rahmen der Konzeptumsetzung ist zudem ein spezielles Datenprotokoll entwickelt worden, das die schnelle Übertragung der Messdaten an das Scada-System erlaubt. Das Protokoll lässt sich ferner zur Kommunikation zwischen den einzelnen Parkkomponenten verwenden.