Fotovoltaicele radiază energie

Folosirea resurselor energetice intră într-o etapă decisivă.

Totuși, numai simpla expansiune a rețelei electrice nu este suficientă pentru garantarea existenței și succesului permanent în piață a surselor de energie regenerabilă, astfel încât să se renunțe la metodele tradiționale ce folosesc resurse precum uraniu, carbune, etc.

Sursele de energie regenerabilă trebuie abordate mult mai eficient și individual, precum în cazul echipamentelor fotovoltaice, ce prezintă niveluri reduse de eficiență. Acest deziderat va fi realizat prin introducerea centralelor fotovoltaice (PV) în rețelele electrice inteligente cât și prin monitorizarea continuă a modulelor și invertoarelor.

Două treimi din energia “verde” este deja produsă de către centralele eoliene și cele hidroelectrice. Cu puțin peste 15%, centralele fotovoltaice produc cea mai mică parte din masa totală de energie verde, aspect ce poate fi atribuit în primul rând eficienței scăzute, cu un randament mediu între 15 și 20%. Marile pierderi din acest sector sunt deranjante; pe de o parte soarele furnizează o cantitate de enegie ce depășește de 80 de ori nevoile anuale ale planetei; pe de altă parte energia produsă, nu este folosită eficient. Deoarece nu există o gestionare inteligentă, mult prea multă energie este pierdută în ‘hățișul’ rețelei electrice.

În cele din urmă, autoritățile abilitate au reacționat prin revizuirea normativelor privind energia din surse regenerabile. Începând cu ianuarie 2012, sistemele fotovoltaice cu o producție mai mare de 30kW trebuie  echipate cu o interfață de acces de la distanță ce permite operatorului să controleze randamentul de producere al energiei. Această limitare a fost în trecut de 100kW.

Ca un al doilea pas, operatorii centralelor fotovoltaice de peste 100kW sunt obligați să comunice capacitatea de încărcare către operatorii de rețea.

Scopul acestor măsuri este pe de o parte de a întări stabilitatea rețelei, evitând fluctuațiile de frecvență care conduc la avarii/opriri în rețea iar, pe de altă parte, pentru a ușura munca operatorilor în gestionarea eficientă a creșterii numărului surselor de energie.

Crearea rețelelor virtuale prin centrale reale

Există avantaje reale în integrarea generatoarelor de putere redusă de energie decentralizată în așa numita centrală de energie electrică.

Printr-o gestionare centralizată, micile centrale eoliene și hidroelectrice, centralele mixte de încălzire și electricitate, cele de biogaz și chiar și cele fotovoltaice, sunt în măsură să înlocuiască împreună energia produsă de marii giganți – centrale energetice tradiționale. Fluctuațiile temporare ale rețelei electrice pot fi evitate prin disponibilitatea practică a centralei electrice clasice. Dispuse în acest mod, privite din exterior, generatoarele de energie decentralizată apar ca o singură centrală electrică.

Capacitatea energetică totală integrată poate fi gestionată ușor în piață. Astfel energia electrică generată poate fi comercializată de operatorii electrici, ceea ce anterior nu era rentabil pentru centralele individuale. Totuși, nu toate problemele vor fi rezolvate prin simpla integrare a producătorilor de energie. Furnizarea energiei electrice în mod eficient și susținut poate fi realizată numai în condițiile în care operatorii rețelei electrice vor fi capabili să accepte un set de norme bine reglementate. Una dintre cele mai presante probleme în prezent o constituie faptul că majoritatea centralelor fotovoltaice, cele mai multe private, furnizează energie regenerabilă direct în rețea. Ca rezultat, la orele de vârf se creează o supra-abundență de energie care, datorită lipsei unei capacități de stocare, conduce la instabilitatea rețelei; o centrală electrică virtuală va putea fi controlată de un operator într-un astfel de caz; conform reglementărilor de încărcare a rețelei, pentru aceste intervale se operează cu o serie graduală de reducere a cantității de energie furnizată, de 0%, 30% și 60%. O condiție tehnică de bază pentru acest tip de reglementare este de a aborda producătorii de energie electrică decentralizată.

Așa-numitele “rețele inteligente” formează baza de comunicație privind reglementările referitoare la generarea de electricitate, depozitare, consumatorii de energie electrică și mijloacele de operare a rețelei electrice.

Generare și utilizare eficientă

Pentru integrarea centralelor fotovoltaice în “rețelele inteligente” trebuie comunicați cei mai mulți parametri de intrare și ieșire, ce diferă în mod considerabil, iar monitorizarea centralei trebuie efectuată permanent. Pentru o configurare facilă a comunicației dintre aceste puncte și centrul de control, WAGO a dezvoltat ulterior propriile sisteme de control.

WAGO oferă o interfață standardizată, ușor aplicabilă pentru utilizatori, bazată pe protocoalele de comunicație la distanță IEC 60870-5-101/-104 și IEC 61850. De asemenea, în cadrul sistemului WAGO-I/O-SYSTEM sunt disponibile peste 400 module I/O, pentru a fi folosite la nivel de câmp. Suplimentar, sunt disponibile module I/O speciale, printre care modulul de măsurare a energie electrice trifazice pentru monitorizarea energetică a stațiilor de transformare (transformatoarelor) sau modulele de intrare și ieșire seriale pentru conectarea dispozitivelor de contorizare SO, M-Bus și a senzorilor.

Sistemele de control la distanță sau IPC (computere industriale) transmit  toate valorile relevante măsurate, precum curentul, voltajul sau energia (reactivă) și recepționează comenzi de comutare de la centrul de control superior; aceste comenzi sunt mai apoi implementate de către modulele de intrare și ieșire dispuse în serie. Sarcinile sunt definite în automatele de control cu ajutorul CODESYS, conform protocolului IEC 61131. Pentru aceasta este folosită o interfață de configurare, integrată în mediul de dezvoltare CODESYS pentru fiecare tip de protocol de control la distanță: IEC 60870 și IEC 61850. Prin această măsură, utilizatorul evită activitatea de programare, ce consumă relativ destul de mult timp, întreaga comunicație IEC fiind parametrizată.

exemplu de centrala electrica virtuala
exemplu de centrala electrica virtuala

Menținând atractivitatea, creștem dezvoltarea

Proporția de energie regenerabilă de mai mult de 600 terawatt ore, necesare anual în Germania, trebuie să crească în viitor. Prin utilizarea componentelor de automatizări de la WAGO, cerințele de ordin tehnic pentru o utilizare eficientă a electricității sunt deja disponibile.

Prin aceasta, sistemele fotovoltaice rămân atractive în pofida scăderii garantării alimentării cu energie electrică.

Aceasta este de o importanță decisivă: dacă această tehnologie continua să radieze energie, expansiunea de la condominiile private la marile corporații va fi asigurată.

Important:

  • Integrarea sistemelor fotovoltaice în “rețelele inteligente”;
  • Comunicare la distanță via IEC 60870 și IEC 61850;
  • Competiție pentru centralele mari de electricitate: centrale de electricitate virtuale.

WAGO Kontakttechnik GmbH & Co. KG
Reprezentanța România:
Str. N. Caramfil nr. 26, Bl. D1, ap. 7, Sector 1, București, România
Tel: +40314218568; Fax: +40212320131; Mobil: +40753934300

info-ro@wago.com; www.wago.com

Share