Solcelleanlæg

En nøglekomponent i et solenergiproduktionssystem er den fotovoltaiske inverter, som omdanner den højspændingsjævnstrøm, der genereres af solpaneler, til vekselstrøm. Fotovoltaiske invertere kan groft inddeles i tre kategorier baseret på effekt: trefasede højeffektinvertere med en udgangseffekt på mere end 6 kW, enfasede mellemeffektinvertere med en udgangseffekt fra 1 kW til 6 kW og mikroinvertere med en udgangseffekt under 1 kW. I de senere år har mellem- og laveffekt-invertere fået stigende opmærksomhed på solcellemarkedet. På grund af deres relativt lave effekt, bruges disse invertere primært i distribuerede solenergi-genereringssystemer inden for mikronet.

Som knudepunkter i et mikronet er disse invertere indsat i stort antal på tværs af et givet område. For eksempel i regioner som Europa og USA installerer mange husstande sådanne mellem- til laveffekt-invertere på hustage. Tilsvarende kan jernbanestationer eller fabrikstage anvende et stort antal af disse invertere til at danne små kraftværker. Denne udbredte distribution nødvendiggør effektiv styring af invertere inden for et specifikt område for at sikre en effektiv, sikker og stabil drift, samtidig med at det muliggøres rettidig efterspørgselsrespons. Ledelsestilgangen involverer at udstyre inverterne med kommunikationsmoduler, så et overvågningssystem kan overvåge status for alle invertere og udføre kontrol- og planlægningsfunktioner efter behov.

En pålidelig, omkostningseffektiv og nem at vedligeholde kommunikationsmetode er afgørende for tilslutning af fotovoltaiske inverterer. I øjeblikket omfatter de mest almindelige metoder trådløs kommunikation (f.eks. Wi-Fi, LoRa), RS485 og Power Line Communication (PLC). Trådløs kommunikation eliminerer behovet for kabler, hvilket sparer kommunikationskabler og installationsarbejde. Den er dog meget afhængig af miljøforhold og er modtagelig for interferens fra solpanelforhindringer og elektromagnetiske forstyrrelser.

RS485 tilbyder stabil kommunikation og stærke anti-interferensegenskaber, men det indebærer betydelige omkostninger og potentielle risici under både indledende installation og efterfølgende drift og vedligeholdelse. I modsætning hertil udnytter PLC eksisterende strømledninger til datatransmission, hvilket eliminerer behovet for yderligere kabler, reducerer arbejds- og materialeomkostninger og muliggør effektiv kommunikation til en lavere pris, samtidig med at den tilbyder større pålidelighed end trådløse løsninger.

Ved at integrere et PLC-modul bliver det fotovoltaiske invertersystem en knude i mikronettet, der er i stand til at modtage alle data transmitteret over det smarte net. Dette letter yderligere funktionel udvidelse i fremtiden.

Figur 1 viser et blokdiagram over et regionalt system til fotovoltaisk elproduktionsudstyr med PLC-funktionalitet. I denne opsætning er PLC-transceiverenheder installeret på netforbundne fotovoltaiske invertere inden for et defineret område, der danner en kommunikationstopologi, der bruger strømledninger som kommunikationsbus. Blandt et vist antal enheder inden for en given afstand kræves der et transceiver-modem til at udføre databehandling inden for området. Derudover kan en overvågningscomputer tilføjes til at overføre data gennem det øverste lag netværk.