Profitabler Check

Exklusiv in kem Autor: Stephan Volgmann, Industrie-Management Photovoltaik, Phoenix Contact GmbH & Co KG, Blomberg

Wie im klassischen Anlagenbau werden auch PV-Anlagen in drei Phasen konzipiert: Planung, Installation und Aufbau; Betrieb; Optimierung und Steigerung der Effizienz. Schon bei der Planung einer PV-Anlage muss die Nachhaltigkeit des Anlagenkonzepts sowie die Eignung der verwendeten Komponenten hinsichtlich Temperatur und Einsatzdauer berücksichtigt werden. Auch Aspekte wie Sicherheit, Schnittstellen und Qualität der Installation spielen schon hier eine wichtige Rolle.

Bei der elektrischen Anschlusstechnik kann der Anlagenplaner durch den Einsatz von PV-Steckverbindern schon den Grundstein für eine sichere und schnell konfektionierbare Steckverbindung legen. Ein PV-Stecker, der werkzeuglos und einfach im Feld konfektioniert werden kann, erleichtert Installateuren den Aufbau und optimiert die Installationszeit erheblich. Denn bei einem PV-Steckerbedarf im sechsstelligen Bereich – bezogen auf MW-Anlagen – müssen PV-Module und –Infrastruktur schnell und sicher verbunden werden können. Dafür wurde das Sunclix-Programm ausgelegt – mit den PV-Steckverbindern wird vom PV-Modul bis zur Einspeisung schnell vor Ort ohne Spezialwerkzeug verdrahtet. Erhältlich sind die Sunclix-Steckverbinder für Leiterquerschnitte von 2,5 bis 16 mm² und 1500 V.

Will man die avisierten Ertragsprognosen schnell und dauerhaft erreichen, muss die PV-Anlage gegen elektrische Störungen und Überspannungen geschützt werden. Der Ausfall der Anlage durch elektrische Störeinflüsse und die anschließende Fehlersuche und –behebung erfordern einen hohen Personaleinsatz und kosten wertvolle Zeit. Dabei kann schon der gezielte Einsatz von Überspannungseinrichtungen und störunempfindlichen Datenleitungen diese Störungen verhindern und somit die Effizienz der gesamten Anlage maßgeblich verbessern und die Wartungskosten reduzieren. Ein wirkungsvolles Schutzkonzept muss alle zu schützenden Geräte und Anlagenteile erfassen und das jeweils erforderliche Schutzniveau bewerten. Phoenix Contact hält für PV-Anlagen jeder Größe Überspannungsschutz-Geräte oder -Sets bereit.

Die ständige Ertragsoptimierung und schnelle Fehlersuche und -behebung im Störungsfall sind weitere wichtige Aspekte bei der Effizienzsteigerung von PV-Anlagen. Die PV-Anlage muss als einspeisender Generator drei Arten von Informationen umfassend bereitstellen: über den Betriebszustand, über die Umgebungsbedingungen sowie über die Einspeisebedingungen.

Für den „Gesundheits-Check“ einer Anlage reicht es nicht, die erzeugte Energie in Form von Strang- oder Sammelstrommessungen zu erfassen und darzustellen. Denn für eine umfassende Bewertung müssen sämtliche Daten zunächst erfasst und zur weiteren Verarbeitung verfügbar sein:

Bei ausgedehnten und hochvernetzten Anlagenstrukturen kommen noch weitere Daten hinzu – etwa zur Server-Infrastruktur oder zu Remote-Verbindungen. Als zentrale Einheit zum Erfassen der Daten fungieren speicherprogrammierbare Steuerungen, mit denen sich die Vorteile industrieller Informations- und Kommunikationstechnik nutzen lassen. Die Anbindung über industrielle Feldbusse ermöglicht Datenkonsistenz und Reaktionszeiten im ms-Bereich. Datenverarbeitende Algorithmen wie Störmelde-Priorisierung sowie die Verknüpfung von Ereignis und Daten werden schon während der Planung berücksichtigt und programmiert. Außerdem stehen alle Funktionen und Schnittstellen in einer IEC 61131-basierten Software-Bibliothek zur direkten Anwendung zur Verfügung.

Mobile Anwendungen haben die stationären Visualisierungen längst verdrängt oder ergänzt, sodass ein Anlagen-Monitoring mit dem I-Phone oder I-Pad dank konsistenter Datenbasis mittlerweile üblich ist.

Ohne die Erfassung von Umgebungsbedingungen der PV-Anlage erhält der Anlagenbetreiber kein vollständiges Bild über den Zustand der Anlage. Wichtige Umgebungsbedingungen kommen aus den Wetterstationen und aus der Referenzsensorik. Die erfassten Daten werden in datenbankbasierten redundanten Archiven gesammelt und den verschiedenen Anwender-Zielgruppen in geeigneten Formaten zur Verfügung gestellt. Auch die Weiterleitung von Informationen als E-Mail oder SMS ist heute schon Praxis. Durch die Sicherung der Daten in lokalen oder Cloud-basierten Server-Strukturen gehören Probleme mit der Kompatibilität und der Verfügbarkeit von Betriebsdaten der Vergangenheit an.

Der Einspeisepunkt zum Energieversorger (EVU) ist die wichtigste Schnittstelle der PV-Anlage. An dieser Stelle werden die Informationen über die Ist-Leistung der Anlage sowie die Regelvorgaben vom EVU ausgetauscht. Auch an dieser Stelle bewähren sich industrielle Kleinsteuerungen – damit lässt sich eine skalierbare und sichere Kommunikation wie nach IEC 60870–5–101 oder IEC 60870–5–104 leicht umsetzen. Die Regelvorgaben vom EVU werden dann mithilfe der Kleinsteuerungen auf z. B. Modbus-Schnittstellen übersetzt und dann den Wechselrichtern zur Verfügung gestellt.

Wer schon bei der Planung alle Aspekte des PV-Anlagenbaus berücksichtigt, schaltet zahlreiche Fehlerursachen aus und vermeidet kostspielige Nachinstallationen. Durch qualitativ hochwertige, transparente und plausible Anlagenkonzepte werden sich effiziente und rentable PV-Anlagen künftig von anderen abheben. Industrielle Kommunikations- und Steuerungstechnik unterstützt diesen Aspekt in der gesamten Wertschöpfungskette der Information und bietet Betreibern und Instandhaltern einen Ausweg aus dem steigenden Kostendruck und den sinkenden Einspeisevergütungen.

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