Sistem solar fotovoltaic

O componentă cheie a unui sistem de generare a energiei solare este invertorul fotovoltaic, care transformă curentul continuu de înaltă tensiune generat de panourile solare în curent alternativ. Invertoarele fotovoltaice pot fi împărțite în trei categorii în funcție de puterea nominală: invertoare trifazate de mare putere cu o putere de ieșire mai mare de 6 kW, invertoare monofazate de putere medie cu o putere de ieșire cuprinsă între 1 kW și 6 kW și microinvertoare cu o putere de ieșire sub 1 kW. În ultimii ani, invertoarele de putere medie și mică au câștigat o atenție tot mai mare pe piața fotovoltaică. Datorită puterii lor relativ scăzute, aceste invertoare sunt utilizate în principal în sistemele de generare a energiei solare distribuite în microrețele.

Ca noduri într-o microrețea, aceste invertoare sunt implementate în număr mare într-o zonă dată. De exemplu, în regiuni precum Europa și Statele Unite, multe gospodării instalează astfel de invertoare de putere medie până la mică pe acoperișuri. În mod similar, gările sau acoperișurile fabricilor pot utiliza un număr mare de aceste invertoare pentru a forma centrale electrice la scară mică. Această distribuție pe scară largă necesită gestionarea eficientă a invertoarelor într-o anumită zonă pentru a asigura o funcționare eficientă, sigură și stabilă, permițând în același timp răspunsul la cerere în timp util. Abordarea managementului implică echiparea invertoarelor cu module de comunicație, permițând unui sistem de supraveghere să monitorizeze starea tuturor invertoarelor și să efectueze funcții de control și programare după cum este necesar.

O metodă de comunicare fiabilă, rentabilă și ușor de întreținut este esențială pentru conectivitatea invertorului fotovoltaic. În prezent, cele mai comune metode includ comunicarea fără fir (de exemplu, Wi-Fi, LoRa), RS485 și Power Line Communication (PLC). Comunicarea wireless elimină nevoia de cablare, economisind cablurile de comunicație și forța de muncă la instalare. Cu toate acestea, este foarte dependent de condițiile de mediu și este susceptibil la interferența obstacolelor panourilor solare și a perturbărilor electromagnetice.

RS485 oferă o comunicație stabilă și capabilități puternice anti-interferențe, dar implică costuri semnificative și riscuri potențiale atât în ​​timpul instalării inițiale, cât și în timpul funcționării și întreținerii ulterioare. În contrast, PLC utilizează liniile electrice existente pentru transmiterea datelor, eliminând nevoia de cablare suplimentară, reducând costurile cu forța de muncă și materiale și permițând o comunicare eficientă la un cost mai mic, oferind în același timp o fiabilitate mai mare decât soluțiile wireless.

Prin integrarea unui modul PLC, sistemul invertor fotovoltaic devine un nod în microrețea, capabil să primească orice date transmise prin intermediul rețelei inteligente. Acest lucru facilitează extinderea funcțională ulterioară în viitor.

Figura 1 prezintă o diagramă bloc a unui sistem regional pentru echipamente de generare a energiei fotovoltaice cu funcționalitate PLC. În această configurație, dispozitivele transceiver PLC sunt instalate pe invertoare fotovoltaice conectate la rețea într-o zonă definită, formând o topologie de comunicație care utilizează liniile electrice ca magistrală de comunicație. Printre un anumit număr de dispozitive aflate la o anumită distanță, este necesar un modem transceiver pentru a efectua procesarea datelor în zonă. În plus, un computer de supraveghere poate fi adăugat pentru a transmite date prin rețeaua de nivel superior.