magyar elektronika

E-mail cím:*

Név:

{a-feliratkozással-elfogadja-az-adl-kiadó-kft-adatvédelmi-és-adatkezelési-tájékoztatóját-1}

WAGO 3 abra lidA napelemes energiatermelés rendszereinek megvalósításánál sajátos problémákkal (például igen nagy – és csak „napnyugtakor” kikapcso­lódó – egyenfeszültségekkel, az időjárás minden viszontagságának kitett szerelvényekkel) talál­ko­zik a telepítő. A WAGO termékválasztéka számos olyan eszközt tartalmaz, amely a szolárpanel-telepítők és -üzemeltetők igényeit elégíti ki.

.

 

Csatlakozástechnikai elemek napelemes rendszerekben

Szerző: Laurentzi Norbert – WAGO Hungária Kft.

 

A következőkben – a téma összetettségéből adódóan – a teljesség igénye nélkül mutatunk be néhány csatlakozástechnikai megoldást napelemes rendszerekhez. A napelemes rendszerekbe telepített elemek – kialakításuktól függően – különböző speciális kritériumoknak kell hogy megfeleljenek. Ilyenek például a magas UV-állóságú kábelek vagy az 1000 VDC feszültség miatt egyedi kialakítású leválasztó eszközök. Ezúttal csak a DC-oldali elosztószekrény villamos csatlakozástechnikájával foglalkozunk (1. ábra).

WAGO 1 abra

1. ábra A DC-elosztó helye a napenergia-ter­melő rendszerben

 

Általában minden napelem rendelkezik IP67-es védettségű szabványcsatlakozóval (MC4, SOLARLOK stb.). Természetesen létezik ehhez illeszthető kábel is, hiszen egy kiforrott, szabványosított és jól bevált technikáról van szó. Az egyes napelemeket összefogó DC-oldali elosztószekrénynél azonban nem ilyen egyszerű a helyzet. Gondosan kell kiválasztani a megfelelő csatlakozástechnikát, hogy megfeleljen a napelemes rendszerek által támasztott követelményeknek.
Első és legfontosabb elvárás a biztos villamos kötés. Ehhez olyan technikára van szükség, amely érzéketlen a hőmérséklet-ingadozásra, és mivel a napelemes rendszereket hosszú távra telepítik, fontos, hogy a kötés karbantartásmentes is legyen. Ilyen kötést biztosít a rugós csatlakozástechnika (2. ábra).
WAGO 2 abra

2. ábra A WAGO rugós sorkapocstechnikája megbízható és kis ellenállású csatlakozásokat létesít (fotó: WAGO, HENSEL)

 

A biztos villamos kötés mellett egy másik fontos elvárás, hogy a használt sorkapcsok a napelemes technológia által megkövetelt 1000 VDC feszültségszinten használhatók legyenek. Hogy teljesül-e az említett követelmény, vizsgáljuk meg a kúszóáramutakat (3. ábra) potenciál és potenciál között, valamint potenciál és a rögzítősín között.

WAGO 3 abra

3. ábra Kúszóáramutak a sorkapocs felületén (fotó: WAGO, HENSEL)

 

A stringek összefogásánál az egyes ágak egy áthidalóval [3] azonos potenciálra hozhatók, megszüntetve ezzel a kúszóáramút problémáját a potenciál és potenciál között [1]. A potenciál és a rögzítősín közötti távolság megengedi az 1000 VDC használatát [2].
Amennyiben a rögzítősínen több komponens található különböző potenciálon (+,‑) egymás mellett, akkor ezeket egy legalább 6 mm széles végrögzítővel kell egymástól elválasztani (4. ábra [4]).

WAGO 4 abra

4. ábra Különböző potenciálú stringszerelvények elválasztása végrögzítővel (fotó: WAGO)

 

A tárgyalt követelményeknek megfelelő csatlakozástechnikára van szükség például a stringek összefogásánál (4. ábra), vagy a vékonyfilm napelemcellák alkalmazása esetén a diódás visszáramvédelemnél.

Az eddig említett elemekre – mint például az 1000 VDC feszültségszintet megengedő sorkapcsokra – alkalmazási példaként a HENSEL Hungária Kft. napelemes rendszerekhez ajánlott ENYSUN-elosztóit tudjuk megemlíteni.
Összefoglalva: a WAGO napelemes rendszerekhez ajánlott sorkapocs-családja mind a HMK (Háztartási Méretű Kiserőművek), mind nagyobb naperőművek esetén maradéktalanul megfelel a korszerű szerelési anyagok követelményeinek.

 

Irányítástechnikai elemek napelemes rendszerekben

A napelemes rendszerekben alkalmazott irányítástechnikai megoldásokat és jövőbe mutató koncepciókat legkönnyebben már üze­melő alkalmazási példákon keresztül lehet szemléltetni. A következőkben egy-egy ilyen példán keresztül mutatjuk be, hogy megfelelő adatgyűjtéssel, vezérléssel, szabályozással rendkívül hatékony rendszereket lehet létrehozni.

 

Napelemparkok hatékony üzemeltetése

Szerző: Renate Klebe-Klingemann – WAGO

 

Napjainkban egyre több napelemes rendszert telepítenek, amelyek a néhány MW teljesítményükkel kisméretű erőműveket képviselnek. Az ilyen kiserőművek egyszerű üzemeltetéséhez a BeBa Energie GmbH & Co. és a WAGO fejlesztett ki – automatizálási elemekre építkező – felügyeleti rendszert. A felépítésben Ethernet-kontrollerek és -csatolók gyűjtik a különböző adatokat és mérési értékeket, majd továbbítják a központi kontrollpanelhez, amely feldolgozza és megjeleníti azokat.
A Hemmingstedtben telepített napelemes rendszerhez a BeBa Energie egy új felügyeleti koncepciót dolgozott ki az állomások figyeléséhez. A rendszerhez használt Ethernet-kontrollerek analóg és digitális jelekkel mérik a panelek hőmérsékletét, állapotát, a beeső napsugárzás mértékét, amelyeket az integrált webszerverre rögzítenek. Az alkalmazott PERSPECTO® CP vezérlőpanel kiértékeli és megjeleníti a mért értékeket. Ezzel az egyszerű felépítéssel a BeBa hosszú távon teszteli a napelemes panelek villamos paramétereit, és összehasonlítja a gyártói specifikációval.
A 492 stringből álló, teljes 2,4 MW-os rendszert egyenként 19 panellel 6 hét alatt telepítették nyílt terepen. Az összesen 9348 modul felügyeletéhez Steffen Beling projektmérnök a WAGO I/O-rendszeréből kontrollereket és csatolókat is felhasznált. A rendszerben rögzítik az 1,1 MW-os és az 1,3 MW-os inverterek, továbbá a stringek adatait. Egységenként két string átfolyó áramát mérik árammérőkkel (0…20 A). Mind a 21 gene­rá­torelosztó szekrénybe egy-egy Ethernet-csatolót telepítettek, amelyek a feszültség­mérők (0…1000 V) és az árammérők adatait fogadják. A generátorszekrénybe telepített csatolók és az inverterekhez telepített vezérlőpanelek helyi hálózaton kapcsolódnak egymáshoz, a csatolók Modbus-protokollon keresztül továbbítják az adatokat a vezérlőpanelhez, amely a teljes adatmennyiséget kezeli. „A PERSPECTO CP vezérlőpanel által a projekt egy nagyteljesítményű kontrollerrel rendelkezik, amely egy érintésre képes megjeleníteni a szükséges adatokat. A karbantartó személyzet – akár laptop használata nélkül is – könnyen és gyorsan hozzáfér a releváns mérési értékekhez és a terepi adatokhoz” – magyarázza a tervező a megoldásról. Hiba esetén a hibajelenséget naplózzák, ami ezáltal utólag kiértékelhetővé válik. A hiba osztályozásától függően a karbantartó személyzet e-mailben kap értesítést az eseményről. Következésképpen a felügyeleti rendszertől szükség esetén időben érkezik az értesítés, valamint naprakész adat érhető el az Interneten az ftp-protokollal.

 

A siker kulcsa: az intelligens hálózat

Szerző: Olivia Köllmer – Landesentwicklungsgesellschaft Thüringen GmbH

 

Első látásra alig észrevehető az innovatív energiaellátó rendszer a thüringiai Zella-Mehlis városának egészségügyi központjában. Kizárólag a zárt parkoló integrált töltőállomással rendelkező napelemtömbje és a tetőn elhelyezett napelempanelek sejtetik, hogy itt az emberek egy környezetbarát energiára törekvő generációt képviselnek. A rendszert jobban megfigyelve fedezhetjük fel az ún. „Solar MobileStorage” modellt, amelyet a Zella-Mehlis közösség (Lerchenberg Service und Immobilien GmbH) valósított meg olyan vállalati partnereivel, mint a Sinusstrom, a WAGO és a Thuringian Energy- and GreenTech Agency (ThEGA).  

A „Solar MobileStorage”-modell összeköttetést létesít a napelemes és szélerőmű parkok, a közvetlen helyi fogyasztók, a pillanatnyilag fel nem használt energiát tároló egységek és az elektromos járműflotta között. Egy intelligens vezérlő a helyi mikro smartgrid rendszer támogatásával összeköttetést létesít az összes említett komponens között. A teljes energiaáramlás hatékonyan irányított és szabályozott a smartgrid feltételeinek megfelelően. Az egészségügyi központ teljes energiafelhasználásának 90%-át megújuló energiaforrás fedezi. Innovatív háló­zat valósult meg a napelemes rendszerek (107 kW), a szélerőművek (5 kW), az energiatárolók (68 kWh), a vegyes üzemű mikroerőművek (15/15/30 kW) és a négy elektromos jármű intelligens vezérlésével.

A rendszer szíve a 750-880 Telekontroller a WAGO-I/O-SYSTEM 750 rendszeréből. A számos interfésznek és a moduláris rendszernek köszönhetően ez a rendszer szükség esetén nagyobb költségek nélkül bővíthető. A napelemes rendszer mérete is hasonlóképpen, nagyobb beruházás nélkül növelhető. String-felépítést alkalmazva, a különböző gyártók moduljai, a különböző kimenetek és a különböző tájolású elemek hálózati veszteség nélkül integrálhatók.

WAGO 5 abra

5. ábra A WAGO megoldásai megújuló energiát hasznosító rendszerekben

 

A Sinusstrom GmbH által szabadalmazott számos fejlesztés következtében – mint például az akkumulátorvezérlési rendszer, az intelligens generátorelosztó-doboz (IGAK), amely DC-DC-átalakítót és MPP- (Maximum Power Point Tracking) követést tartalmaz, vagy a szabályozó szoftver – a rendszer összes energiatermelője és fogyasztója összekapcsolható egy közös hálózatra. Ezen túl az egészségügyi központ energiarendszerét magas intelligenciájú inverterek irányítják. Ezáltal az összes generátor, fogyasztó és belső energiaforrás összekapcsolódik.

A WAGO-I/O-SYSTEM 750, 750-494-es 3-fázisú fogyasztásmérő modulja a rendszer energiaigényét figyeli. A modul képes az olyan releváns változók és státusok lekérdezésére, mint pél­dául feszültségszintek, áramértékek, effektív teljesítmény, valós teljesítmény, fázisok, frekvencia, az eltelt időszakra vonatkoztatott legkisebb és legnagyobb feszültség és áram. A rendelkezésre álló adatokra alapozva az energiatermelés és -tárolás hatékonyan összehangolható. Az intelligens irányítási rendszer lehetővé teszi a decentralizált energiatermelő rendszer által kibocsátott teljesítmény felügyeletét és az esetleges szükséges korlátozását úgy, hogy az az IEC 60870-5-104 telekontroll protokollt használva a németországi megújuló energiáról szóló törvénynek (EEG) megfelelő legyen.

Ezenkívül a 68 kWh kapacitású, nagy teljesítményű energiatároló az elektromos járművek segítségével mobiltárolást tesz lehetővé. Az egészségügyi központ elektromos járműveinek akkumulátorai nemcsak tölthetők, hanem külső terheléssel ki is süthetők, ezért az elektromos járműveket nemcsak közlekedésre és szállításra, hanem energiatárolásra is lehet használni. Különösen igaz ez a hétvégékre, amikor az elektromos járműveket kevesebbet használják, és az egészségügyi központ általánosságban is kevesebb energiát fogyaszt. Az ilyen időszakban felhalmozódott többletenergiát azokon a napokon használják fel, amikor nagyobb a fogyasztás. A Sinusstrom és a WAGO egy átfogó akkumulátorvezérlési rendszert (BMS – Battery Manage­ment System) installált. Ezt a rendszert használva minden akkumulátormodul különállóan felügyelhető és következetesen vezérelhető.

Zella-Mehlis városa fejlesztése révén magára vállalta a vezető szerepet a megújuló energiaforrások összetett használatában. A rendszer úttörője lehet a 100 kW-ot meghaladó méretű alkalmazásoknak, és demonstrálja, hogyan hasznosítható összehangoltan több különböző megújuló energiaforrás egy közös intelligens hálózatban. Hamarosan a rendszer még hatékonyabb lesz: a Sinusstrom pillanatnyilag azon dolgozik, hogy a mikro-smartgrid összeköthető legyen a regionális időjárási adatokkal. A napi és heti lebontású fogyasztási adatokkal együtt Zella-Mehlis városának smartgrid rendszere még hatékonyabban fog működni az öntanuló üzemmódnak köszönhetően.

 

(A német eredetiben készült fejezeteket Laurentzi Norbert, WAGO Hungária Kft. fordította. Fotó: WAGO).

 

WAGO Hungária Kft.
2040 Budaörs Ipari Park, Gyár u. 2
Tel.: +36 23 502-170, fax: +36 23 502-166
e-mail: info.hu@wago.com
www.wago.com

 

Még több WAGO

 

Címkék: napenergia | napelem | megújuló energia | szolárpanel
| irányítástechnika