Monitoraggio Impianti Fotovoltaici
Descrizione del sistema Sistema innovativo per diagnostica e monitoraggio degli impianti fotovoltaici a livello stringa. Due o più schede di misura per stringa: una sul pannello connesso al negativo di stringa; una o più schede su altri pannelli della stringa. Comunicazione wireless fra schede di misura e String Unit. Comunicazione Modbus fra String Unit e stazione remota. Interfaccia web e sistema di allarmi configurabili via mail e sms consentono a proprietari e manutentori del campo di: controllare lo stato delle stringhe; individuare interruzioni della produzione; rilevare anomalie a carico delle stringhe o dei sistemi di protezione lato CC. 2
Informazioni raccolte dal sistema Informazioni disponibili Corrente, tensione e potenza di stringa. Energia prodotta. V OC, I SC e tensione operativa dei pannelli sui quali sono installate le schede. Potenza producibile dalla stringa (valutazione basata sui dati dei pannelli sui quali sono installate le schede). Temperatura delle celle dei pannelli monitorati (valori stimati dalle misure dei dati elettrici grazie ad un algoritmo sviluppato in esclusiva per I.E.R. dal dipartimento di Ingegneria Elettronica dell Università di Napoli Federico II ). Anomalie rilevabili Interruzione della produzione da parte di una o più stringhe. Interventi del diodo di blocco, avarie di fusibili e/o interruttori di protezione lato CC. Mismatch di corrente fra stringhe uguali connesse in parallelo. Riduzione della produzione causata dai pannelli sui quali sono installate le schede. Riduzione della produzione causata da altri pannelli. 3
Struttura del sistema Componenti del sistema Le schede di misura installate sui pannelli di una stringa inviano i dati alle String Unit (comunicazione wireless). Le String Unit raccolgono i dati di gruppi di stringhe e li inviano alla stazione remota (comunicazione Modbus). La stazione remota (micropc, PC standard o industriale) inoltra i dati del campo ad un server (comunicazione via internet). Il server memorizza i dati dei campi in un database, li elabora e li mette a disposizione degli utenti tramite interfaccia web, mail e sms. 4
Vantaggi del sistema Gestione delle informazioni Possibilità di gestire più campi tramite un interfaccia unica: interfaccia con struttura ad albero per visualizzare dati relativi a più campi e scendere nel dettaglio delle singole installazioni (livello inverter, quadro di parallelo/ingresso inverter, stringa); il sistema può gestire e visualizzare informazioni relative a campi con configurazioni diverse (stringhe in parallelo su quadri di campo o su ingressi inverter per campi medio - grandi, singole stringhe connesse a ingressi inverter distinti per piccole installazioni). Interfaccia web per la visualizzazione delle informazioni: interfaccia web estremamente intuitiva; rappresentazione grafica dei dati provenienti dai campi con diversi livelli di dettaglio; la modalità di visualizzazione veloce dà accesso immediato a stato del campo, dati di misura, eventi e allarmi; la modalità di visualizzazione avanzata offre uno strumento potente per l analisi del funzionamento dei campi monitorati. Sistema di allarmi automatici e configurabili via mail o sms: è possibile scegliere gli eventi che generano allarmi; gli allarmi possono essere notificati via mail o sms; soglie di allarme completamente configurabili da parte dell utente. 5
Vantaggi del sistema Installazione Installazione semplice e rapida: le schede vengono fissate ai supporti del pannello tramite fascette (non è necessario forare i supporti esistenti o aggiungerne di nuovi); per le connessioni elettriche con i pannelli vengono utilizzati connettori standard; non è necessario acquistare e installare sensori aggiuntivi (celle calibrate, sensori di temperatura). Installazione anche su campi già installati e in produzione: il montaggio delle schede sui supporti dei pannelli può avvenire a stringhe connesse, durante il normale funzionamento del campo; per riconfigurare il cablaggio è necessario disconnettere una sola stringa alla volta per breve tempo (pochi secondi, grazie all impiego dei connettori standard); SmartString è compatibile con tutti i componenti già installati sul campo (quadri di parallelo, dispositivi di protezione, inverter): non è necessario sostituire nulla. 6
Installazione delle schede di misura 2 connettori a T standard 1 connettore a T standard Scheda di pannello su uno o più pannelli Montaggio tramite fascette Scheda di pannello e sensore di stringa fissati insieme sul pannello connesso al negativo di stringa. 7
Flessibilità del sistema Compatibile con qualunque configurazione del campo il sistema può essere utilizzato per stringhe connesse a quadri di parallelo o direttamente all inverter. Configurazione di base schede installate su due pannelli (uno connesso al negativo di stringa, l altro scelto opportunamente). Configurazioni con più schede di pannello maggiore il numero di schede, maggiore la quantità di informazioni sullo stato del campo. Sistema per avere tutte le funzioni di diagnostica e monitoraggio ed il sistema imppt per l ottimizzazione di stringa. 8
Esempi di funzionamento Di seguito vengono illustrati alcuni esempi di funzionamento del sistema. Dati ed eventi vengono mostrati ricorrendo alla visualizzazione della potenza prodotta a diversi livelli del campo fotovoltaico. I grafici mostrati sono disponibili nell interfaccia web di gestione del sistema, e possono essere visualizzati per analizzare nel dettaglio il funzionamento dei campi monitorati o per ottenere informazioni aggiuntive in caso di allarmi. La generazione di eventi e allarmi è totalmente automatizzata, e non richiede la visualizzazione e/o l interpretazione di tali grafici. I dati di misura mostrati si riferiscono al campo fotovoltaico utilizzato per i test del sistema, sito in Valle di Maddaloni (CE). 9
Esempi di funzionamento Misure effettuate ed eventi segnalati: livello inverter o quadro di parallelo ai livelli inverter e quadro di parallelo/ingresso inverter si valutano produzione delle singole stringhe e produzione totale potenze di stringa differenti se le stringhe sono identiche questo evento può indicare un anomalia sulla stringa con potenza minore: è possibile configurare un allarme Esempio di analisi dei dati al livello inverter che indica una possibile anomalia relativa alla stringa 1: è possibile impostare un allarme automatico e ottenere informazioni più precise esaminando i dati al livello stringa. 10
Esempi di funzionamento Misure effettuate ed eventi segnalati: livello stringa al livello stringa si valutano la produzione reale della stringa e la proiezione della produzione complessiva dei pannelli sui quali sono installate le schede di misura potenza prodotta minore della proiezione questo evento può indicare che uno o più dei pannelli causano una riduzione della potenza prodotta dalla stringa L analisi dei dati della stringa 1 indica che nell intervallo di tempo evidenziato la produzione è minore rispetto alla proiezione della potenza dei pannelli monitorati: è possibile impostare un allarme ed esaminare i dati dei pannelli. 11
Esempi di funzionamento Misure effettuate ed eventi segnalati in una giornata con eventi multipli livello inverter stringhe identiche con valori di potenza generata differenti stringa 1 disconnessa e riconnessa viene generato un allarme se la durata dell evento supera un limite configurabile; la riconnessione automatica indica in questo caso che si trattava di un intervento transitorio disconnessione delle stringhe 1 e 2 la disconnessione contemporanea di tutte le stringhe di un livello genera un evento grave Interpretazione degli eventi e generazione degli allarmi sono legate a parametri (valori massimi e minimi delle grandezze elettriche e della durata degli eventi). 12
Dati di targa delle schede di misura Dati elettrici Tensione massima di stringa Tensione massima di pannello (Voc) Corrente massima di pannello (Isc) 990 V 45 V 13 A Dati meccanici Temperatura operativa - 35 C 85 C Protezione involucro IP 65 Raffreddamento Natural Convection Dimensioni [mm] 45 x 90 x 145 Dati I/O Wireless 2.4 GHz IEEE 802.15.4 Potenza assorbita media Power Supply Potenza assorbita massima < 0,5 W < 2 W 13