Solcelleanlegg

En nøkkelkomponent i et solenergigenereringssystem er den fotovoltaiske omformeren, som konverterer høyspent likestrømmen som genereres av solcellepaneler til vekselstrøm. Fotovoltaiske vekselrettere kan grovt deles inn i tre kategorier basert på effekt: 3-fase høyeffekt vekselrettere med en utgangseffekt større enn 6 kW, enfase middels effekt vekselrettere med en utgangseffekt fra 1 kW til 6 kW, og mikro-invertere med en utgangseffekt under 1 kW. De siste årene har omformere med middels og lav effekt fått økende oppmerksomhet i solcellemarkedet. På grunn av deres relativt lave effekt, brukes disse inverterne primært i distribuerte solenergigenereringssystemer innenfor mikronett.

Som noder i et mikronett, er disse inverterne utplassert i stort antall over et gitt område. For eksempel, i regioner som Europa og USA, installerer mange husholdninger slike omformere med middels til lav effekt på hustak. Tilsvarende kan jernbanestasjoner eller fabrikktak bruke et stort antall av disse vekselretterne for å danne småskala kraftstasjoner. Denne utbredte distribusjonen nødvendiggjør effektiv styring av omformere innenfor et spesifikt område for å sikre effektiv, sikker og stabil drift, samtidig som det muliggjøres rettidig respons på etterspørselen. Ledelsestilnærmingen innebærer å utstyre omformerne med kommunikasjonsmoduler, slik at et overvåkingssystem kan overvåke statusen til alle omformere og utføre kontroll- og planleggingsfunksjoner etter behov.

En pålitelig, kostnadseffektiv og lett å vedlikeholde kommunikasjonsmetode er avgjørende for tilkobling av fotovoltaiske omformere. For tiden inkluderer de vanligste metodene trådløs kommunikasjon (f.eks. Wi-Fi, LoRa), RS485 og Power Line Communication (PLC). Trådløs kommunikasjon eliminerer behovet for kabling, sparer på kommunikasjonskabler og installasjonsarbeid. Det er imidlertid svært avhengig av miljøforhold og er utsatt for forstyrrelser fra solcellepanelhindringer og elektromagnetiske forstyrrelser.

RS485 tilbyr stabil kommunikasjon og sterke anti-interferensegenskaper, men det innebærer betydelige kostnader og potensielle risikoer under både første installasjon og påfølgende drift og vedlikehold. I motsetning bruker PLS eksisterende kraftledninger for dataoverføring, noe som eliminerer behovet for ekstra kabling, reduserer arbeids- og materialkostnader, og muliggjør effektiv kommunikasjon til en lavere kostnad samtidig som den tilbyr større pålitelighet enn trådløse løsninger.

Ved å integrere en PLS-modul, blir det fotovoltaiske invertersystemet en node i mikronettet, som er i stand til å motta data som sendes over det smarte nettet. Dette legger til rette for ytterligere funksjonell utvidelse i fremtiden.

Figur 1 viser et blokkskjema over et regionalt system for fotovoltaisk kraftproduksjonsutstyr med PLS-funksjonalitet. I dette oppsettet er PLS-transceiver-enheter installert på nettbundne fotovoltaiske omformere innenfor et definert område, og danner en kommunikasjonstopologi som bruker kraftlinjer som kommunikasjonsbussen. Blant et visst antall enheter innenfor en gitt avstand, kreves det et transceiver-modem for å utføre databehandling innenfor området. I tillegg kan en overvåkende datamaskin legges til for å overføre data gjennom det øvre lagnettverket.