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Monitoringsysteme
Anlagenüberwachung mit Transclinic xi+
System für die permanente Leistungsüberwachung von
Photovoltaikanlagen
Die uneingeschränkte Funktionalität einer Photovoltaikanlage entscheidet
maßgeblich über deren Effizienz. Die Geräteserie Transclinic xi+ ermittelt
kontinuierlich den Strom von einzelnen Strings oder String-Gruppen sowie
die Spannung in einer Photovoltaikanlage und ermöglicht auf diese Weise
eine sehr detaillierte Überwachung. Beeinträchtigungen, die zu Ertrags­
minderungen führen, werden so unverzüglich festgestellt und können
behoben werden.
Transclinic xi+ hat je nach Modell zwischen 4 und 14 Eingänge zur
Strommessung bis zu 30 A je String. Dank sehr linearer und belastbarer
Shunt-Widerstände zeichnet sich die Strommessung durch besondere
Zuverlässigkeit aus. Die gemessenen Strom- und Spannungsdaten werden
mittels ModBus RTU über EIA RS-485 übertragen. Auswertung und
Darstellung der Daten kann mit der Software PV-Plant erfolgen (Seite 34-35).
Zusätzlich zu Strom und Spannung können weitere, frei wählbare analoge
und digitale Signale kontrolliert und Meldegeräte über einen digitalen
Ausgang betätigt werden. Die so erlangten Informationen über den
Betriebszustand ermöglichen die zuverlässige Überwachung einer
Photovoltaikanlage und tragen entscheidend dazu bei, ihren Ertrag zu
optimieren.
Strommessung
Um eine hohe Linearität zu erzielen,
erfolgt die Messung des Stringstroms
mittels präziser Shunt-Widerstände.
Digitalausgang
Dieser Digitalausgang lässt sich per
Fernwartung betätigen. So lassen sich
zum Beispiel Meldegeräte für den
Servicefall schalten.
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Monitoringsysteme
Spannungsmessung
Transclinic xi+ verfügt über eine Spannungs­
messung von bis zu 1.000 V DC. Zusammen mit
den Stringströmen lässt sich so die generierte
Leistung der Photovoltaikanlage berechnen.
+70 °C
bis
–20 °C
Temperaturüberwachung
Transclinic xi+ ist für einen großen
Temperaturbereich zum sicheren Betrieb in
der Stringbox ausgelegt. Zusätzlich wird die
aktuelle Platinentemperatur ermittelt.
Analog- und Digitaleingänge
Zusätzlich zu den Analogwerten über Spannung, Strom und
Platinentemperatur können noch weitere analoge und digitale Signale
ausgewertet werden. So lassen sich zum Beispiel der Zustand des
Überspannungs­schutzes über­wachen oder Wind- und Einstrahlungs­­
sensoren auslesen.
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Monitoringsysteme
Transclinic xi+ – Permanente Leistungsüberwachung
Ergänzt durch die Software PV-Plant mit einem Modul zur Datenverwaltung und einem zur Visualisierung bestehen online wie
offline vielfältige Möglichkeiten, auf die Betriebsdaten der Photovoltaikanlage zuzugreifen. Die so erlangten Informationen über
den Betriebszustand einer Photovoltaikanlage tragen maßgeblich zur Ertragsoptimierung bei.
Bei der Funktion des Monitorings handelt es sich um die dauerhafte Beobachtung eines Systems, mit dem Ziel, rechtzeitig
einzugreifen, sobald die Prozesse nicht mehr den gewünschten
Verlauf nehmen. Mit dem Monitoringsystem Transclinic xi+
hat Weidmüller eine Lösung speziell für Photovoltaikan­lagen
entwickelt, die der permanenten Leistungsüberwachung dient.
Transclinic xi+
INVERTER
+
+
+
–
–
Schaltzeichnung Transclinic xi+
30
g
Power Supply 18...36 VDC
Analoge input
Analoge input
Digital input
Digital output
X5
X8
X4
Modbus
g
SW2
IN2–
IN2+
IN1–
IN1+
GND
IIN
VIN
GND
IIN
SW1
VIN
0V
X6
24 V
Modbus RS485 RTU
X7
GND
485
X3
485–
X1
485+
485+
S1
S2
X4
S3
S4
Input DC–
S5
S6
S7
S8
X1
GND
485
PV PANEL
485–
Output DC–
Modbus RS485 RTU
TRANSCLINIC XI+
X2
Monitoringsysteme
Die uneingeschränkte Funktionalität einer Photovoltaikanlage
entscheidet maßgeblich über deren Effizienz. Insbesondere bei
sinkenden Einspeisevergütungen ist eine einwandfrei funktionierende Anlage sowohl für den Betreiber als auch für die Investoren von großer Wichtigkeit. Da Photovoltaikmodule in Reihe zu
sogenannten Strings geschaltet werden haben lokale Ursachen
oft weitreichende Auswirkungen: entweder auf den gesamten
String oder sogar auf ganze Segmente von zusammengeschalteten Strings.
Leistungsminderungen
Als mögliche Ursachen von Leistungsminderungen kommen
zahlreiche Einflüsse in Betracht:
• Verschattungen
- Pflanzen, die erst im Laufe der Zeit nachwachsen
-F
alschauslegung der Montagestelle durch Schattenwurf
bekannter Hindernisse (etwa Bäume und Gebäudeteile)
- Neu errichtete Gebäude
• Verschmutzungen
- Pflanzenpollen
- Ruß
- Vermoosung
- Vogelkot
• Nachlassende Moduleigenschaften
- Widerstandsanstieg in Lötstellen
- Zellbrüche
- Leistungsgeminderte Dioden in Anschlussboxen
• Montagefehler
-S
chlecht oder gar nicht installierte Kabelleitungen/
Steckverbindungen
• Sonstige Fehler
- Kabelschadstellen (z. B. Tierbiss)
- Manipulation durch Unbefugte (z. B. Diebstahl)
Je nach Umfang der Ursachen kann der Ertrag einer Anlage
um mehr als 10 % unter den Ertrag bei fehlerfreiem Betrieb
sinken. Um diesen Fehlertrag zu vermeiden, bietet Weidmüller
mit Transclinic xi+ eine effiziente Monitoringlösung. Die Geräteserie ermittelt kontinuierlich den Strom von einzelnen Strings
oder Stringgruppen sowie die Spannung in einer Photovoltaikanlage und ermöglicht auf diese Weise eine sehr detaillierte
Überwachung. Beeinträchtigungen, die zu Ertragsminderungen
führen, werden so unverzüglich festgestellt und können direkt
behoben werden.
Kontinuierliche Stringüberwachung
Die Transclinic xi+-Geräte sind in eine Messplatine und eine
CPU-Platine zur Datenaufbereitung unterteilt. Mit dieser Aus­
stattung ist es möglich, je nach Modell die Werte von vier bis
14 Strings zu erfassen, wobei der maximale Strom pro String
30 A beträgt. Durch die parallele Ermittlung von Leistungsdaten
mehrerer Strings können ermittelte Abweichungen gleich dem
betreffenden String und seinen Modulen zugeordnet werden.
Der Aufwand zur Fehlerbeseitigung wird somit direkt eingegrenzt. Zur vergleichenden Messung der Module von betroffenen Strings kann das Weidmüller-Analysesystem Clinics Solar
eingesetzt werden. Mit ihm sind leistungsgeminderte Module
einfach zu ermitteln, auch wenn sie äußerlich unauffällig
erscheinen.
Einbindung von Zusatzgeräten
Die durch Transclinic xi+ gemessenen Ströme und Spannungen
werden auf der CPU-Platine digitalisiert und über eine RS485Schnittstelle im Protokoll MODBUS RTU übertragen. Zusätzlich
können weitere, frei wählbare analoge und digitale Signale kon­
trolliert und Meldegeräte über einen digitalen Ausgang betätigt
werden. So lässt sich der Zustand des Überspannungsschutzes
überwachen. Dies ermöglicht eine zielgerichtete, vorausschauende Planung von Wartungsarbeiten, denn es steht direkt fest,
welche Ersatzteile benötigt werden und wo sie zu verbauen
sind. Ebenso ist der direkte Anschluss von Wind- und Ein­
strahlungssensoren möglich, ohne dass dafür eine separate
BUS-Adresse mit eigener Logik benötigt wird.
Temperaturbereich
Damit über Jahre hinweg auch bei stark schwankenden Wetterbedingungen ein sicherer Betrieb im Außenbereich möglich ist,
ist Transclinic xi+ (integriert in einen Generatoranschlusskasten)
für einen zuverlässigen Dauereinsatz im Temperaturbereich von
-20 bis +70 °C ausgelegt. Für zusätzliche Sicherheit wird zudem
stets die aktuelle Platinentemperatur gemessen und zur Verfügung gestellt.
Einfache Systemintegration
Transclinic xi+ wird auf einer Tragschiene im Generatoranschlusskasten montiert und hat eine geringe Leistungsauf­
nahme. Zur Einbindung in kundenspezifische IT-Strukturen
muss lediglich das Modbussignal eingespeist werden. Der
Protokollstack wird selbstverständlich mitgeliefert. Bei PCbasierten Systemen werden die Überwachungsdaten durch
einen Modbuskonverter an eine USB-Schnittstelle übergeben
und stehen für eine weitere Aufbereitung zur Verfügung.
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Monitoringsysteme
Transclinic xi+
Transclinic 4i+
Transclinic 7i+
Transclinic 8i+
Transclinic 14i+
Technische Daten
Maximale Anzahl an Strings
Maximalstrom pro String
Messbereich
Maximalspannung
Versorgungsspannungsbereich
Temperaturbereich
Kommunikation
Analogeingang
Anzahl Analogeingänge
Digitaleingang
Anzahl Digitaleingänge
Digitalausgang Halbleiterelais (Solid State Relay)
Anzahl Digitalausgänge
Leistungsaufnahme
Abmessungen
Maximaler Messfehler
Hinweis
4
7
8
14
30 A DC
3 ... 30 A DC
1000 V DC
19 - 36 V DC
-20 ... +70 °C
Modbus RTU over RS-485
0 ... +10 V or 0 ... 20 mA
2
0 ... 5 V low,15 ... 24 V high
1
20 A DC
3 ... 20 A DC
1000 V DC
19 - 36 V DC
-20 ... +70 °C
Modbus RTU over RS-485
0 ... +10 V or 0 ... 20 mA
2
0 ... 5 V low,15 ... 24 V high
30 A DC
3 ... 30 A DC
1000 V DC
19 - 36 V DC
-20 ... +70 °C
Modbus RTU over RS-485
0 ... +10 V or 0 ... 20 mA
2
0 ... 5 V low,15 ... 24 V high
20 A DC
3 ... 20 A DC
1000 V DC
19 - 36 V DC
-20 ... +70 °C
Modbus RTU over RS-485
0 ... +10 V or 0 ... 20 mA
2
0 ... 5 V low,15 ... 24 V high
max 30 V DC/AC 50 mA
1
< 1500 mW
225 x 109,5 x 92,2
1
max 30 V DC/AC 50 mA
1
< 1500 mW
265 x 109,5 x 92,2
1
max 30 V DC/AC 50 mA
1
< 1500 mW
295 x 109,5 x 92,2
1
max 30 V DC/AC 50 mA
1
< 1500 mW
370 x 109,5 x 92,2
± 1% (vom vollen Skalenwert)
± 1% (vom vollen Skalenwert)
± 1% (vom vollen Skalenwert)
± 1% (vom vollen Skalenwert)
Bestelldaten
Typ
Transclinic 4i+
VPE
1
Best.-Nr.
1238100000
Transclinic 7i+
Transclinic 8i+
1
1
1238110000
1238120000
Transclinic 14i+
1
1238130000
Hinweis
Transclinic xi+ im Einsatz
TRANSCLINIC
XI+
MOD
32
BUS
RS48
5 RTU
Verso
rgung
24 DC
Verso
(+)
rgung
24 DC
(–)
MODBUS RS485 RTU
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