Auch in Photovoltaik-Anlagen können Defekte auftreten. Häufige Probleme sind z.B. starke Verschmutzung der Module oder Marderbisse bei Kabeln. Anders als bei mechanischen Systemen sind diese Defekte oft nur schwer zu erkennen und zu lokalisieren. Eine reibungslose Funktion ist allerdings bei allen PV-Anlagen essenziell für eine hohe Performance Ratio und die Sicherheit der Investi- tion. Hier setzt die Anlagenüberwachung an. Mit einem Anlagenmanagement ist es möglich, Probleme ohne Präsenz auf der Anlage zu erkennen und zu lösen. Die Anlagenüberwachung erfasst präzise die Ströme und Spannungen der einzelnen Teile des PV-Feldes und deckt so Unregelmäßigkeiten auf, damit der Anlagenbetreiber schnell problemlösend eingreifen kann.

Wie funktioniert Kontrolle aus der Ferne?

Um die Anlage jederzeit von überall überwa-chen zu können, müssen die Daten auf der PV-Anlage erfasst, gespeichert und per Internet zur Verfügung gestellt werden. Die Log & Control Box von Padcon liest die einzelnen Strom- und Spannungswerte aus allen Stringwechselrichtern per RS485-Schnittstelle aus und speichert sie intern. Momentan unterstützt die Box, die auf der Hardware NI sbRIO von National Instruments (NI) basiert, alle Wechselrichter führender Hersteller. Über 100 Wechselrichter können an eine Box angeschlossen werden. Durch die flexible NI-Hardware können weitere Wechselrichtertypen jederzeit im Nachhinein eingebunden werden.

An die frei verwendbaren digitalen und analogen Eingänge lassen sich unterschiedliche Sensoren beispielsweise für das Erfassen von Temperatur oder Einstrahlung anschließen. Die zusätzlichen Werte helfen bei einer detaillierten Fehleranalyse und Ertragsbetrachtung. Die Log & Control Box sammelt und speichert alle Messdaten, genauer gesagt bis zu 1 Mio. Datenpunkte. Parallel dazu werden alle Werte dauerhaft im Internet gespeichert. Monatswerte, welche die Log & Control Box aus den Tagesdaten mittelt, bleiben lebenslang auf der Box erhalten. Neben einem Datenlogger ist eine sichere Anbindung ans Internet notwendig, um die Werte von der Ferne abrufen und die Anlage weltweit kontrollieren zu können. Die Log & Control Box verfügt dazu über eine Netzwerk-Schnittstelle und ein optionales GSM-Modul für den direkten Aufbau der Internetverbindung.

Wie kann man die Daten ansehen?

Steht die Internetverbindung zur PV-Anlage kann sich der Investor oder Anlagenbetreiber direkt auf die Box einloggen und alle erfassten Werte abrufen. Die auf dem NI-Prozessor laufende Software berechnet zusätzliche Werte wie Ertrag und legt die Werte in einer Datenbank ab. Durch den auf der NI-Hardware integrierten Webserver ist eine grafische Darstellung per Webbrowser einfach realisiert.

Neben den Ertragswerten stellt die Box auch die von den angeschlossenen Sensoren erfassten Werte dar und berechnet Daten wie den Wirkungsgrad, um die Zuverlässigkeit und Funktionsfähigkeit der Solaranlage zu bewerten. Der Anwender hat alles auf einer grafischen Oberfläche im Blick; optional ist ein Display erhältlich (ab Juli 2012), mit welchem der Anlagenbetreiber auf einfache Weise vor Ort Werte auslesen kann.

Neben der graphischen Darstellung der Ergebnisse zur Ertragskontrolle oder Fehleranalyse kann der Anlagenbetreiber die Box parametrisieren und die Anlage konfigurieren – vor Ort oder von der Ferne aus. Eine Nutzerverwaltung stellt sicher, dass jeder die seiner Funktion entsprechenden Rechte zur Ansicht und/oder Konfiguration bzw. Parametrisierung erhält. Zusätzlich zur Anzeige vor Ort oder der Visualisierung im Webbrowser per Internet kann Padcon die Anlage auf Wunsch in das eigene Web-Portal integrieren. Diese Lösung bietet zusätzliche Graphen und Analysefunktionen sowie den Vorteil, dass nicht nur die Monatswerte lebenslang erhalten bleiben, sondern alle jemals erfassten Werte der Anlage zentral gespeichert werden. Als zusätzliche Ausbaustufe kann der Anwender den Padcon-Leitstand erwerben – eine Anwendung zur Unterstützung bei der Betriebsführung.

Neben der Anlagenüberwachung, die besonders für die Sicherung der Solarrendite und somit für den Investor interessant ist, muss eine PV-Anlage unterschiedliche gesetzliche Vorschriften einhalten.

Was fordert der Gesetzgeber?

Mit der Neuauflage des Erneuerbare Energien Gesetzes (EEG 2012) ist es seit 1. Januar 2012 für alle neuen PV-Anlagen Pflicht, zur Netz- stabilität beizutragen und das Einspeisemanagement zu unterstützen. Dies gilt auch für Dach-Anlagen mit Stringwechselrichtern. Für Anlagen #30 kVA gibt es zwei Möglichkeiten: Diese können entweder die Ausgangsleistung auf 70 % der installierten Leistung begrenzen oder Vorkehrungen treffen, dass der Netzbetreiber die Wirkleistung per Fernsteuergerät vorgeben kann. Bei Anlagen >30 kVA gibt immer der Netzbetreiber die Wirkleistung per Fernsteuergerät vor. Die Anbindung des Rundsteuerempfängers erfolgt über die digitalen Eingänge der sbRIO-Hardware. Die Signalauswertung wurde mittels der NI-Programmiersprache Labview entwickelt, die Weiterlei-tung des Signals an und Kommunikation mit den Wechselrichtern erfolgt über die RS485- Schnittstelle. Je nach Variante verfügt die Log & Control Box über bis zu vier RS485-Schnittstellen. Somit können Wechselrichter unterschiedlicher Hersteller gleichzeitig an eine Box angeschlossen werden, was die Verkabelung vereinfacht und die Hardwarekosten reduziert. Die Log & Control Box stellt sicher, dass die Wechselrichter innerhalb 1 min die Leistung auf den vom EVU geforderten Wert reduziert haben, so wie es das Gesetz vorschreibt. Neben der Wirkleistungsreduzierung kann die Log & Control Box auch die Blindleistungsvorgabe des Energieversorgers an die Wechselrichter übermitteln. Manche Netzbetreiber fordern eine Rückmeldung der Ist-Leistung oder eine Rückmeldung, dass die Wechselrichter die Nachricht zur Leistungsreduzierung empfangen haben. Diese Funktionen sind ebenfalls in der Box integriert.

Fazit

Die Padcon Log & Control Box vereint alle Funktionen, die zur Anlagenüberwachung und zur gesetzlich geforderten Leistungsreduzierung notwendig sind. Somit ist sie bestens geeignet für Neuanlagen sowie für die Umrüstung von Bestandsanlagen. Zusätzlich müssen Anlagenplaner die Tatsache berücksichtigen, dass sich in fast keinem anderen Bereich die Gegebenheiten momentan so schnell ändern wie in der Solarbranche. Neue Gesetze, zusätzliche Anforderungen der Netzbetreiber, weitere Wünsche der Investoren – all dies erfordert eine flexible, erweiterbare und somit zukunftsfähige Lösung. Durch den Einsatz der sbRIO-Hardware von National Instruments ist die Padcon Log & Control Box für steigende Anforderungen gerüstet. Anlagenbetreiber können schnell auf geänderte Bedingungen reagieren und geforderte Erweiterungen integrieren, ohne die Hardware austauschen zu müssen.

Nach Informationen der Padcon GmbH in Kitzingen ( www.padcon.de )