Komunikujące się moduły, czyli jeszcze bardziej inteligentna fotowoltaika

Komunikowanie w celu optymalizacji całej instalacji

Idea całego systemu opiera się o utworzenie sieci radiowej umożliwiającej skomunikowanie modułów fotowoltaicznych. Według badaczy ma to być proste i ekonomiczne rozwiązanie do monitorowania i kontrolowania małych systemów fotowoltaicznych.

O potrzebie stworzenia i udoskonalenia takiego systemu świadczy chociażby fakt finansowania przedsięwzięcia przez niemieckie Federalne Ministerstwo Gospodarki i Ochrony Klimatu. W marcu 2020 r. Ministerstwo zainaugurowało program rozwoju inteligentnych systemów fotowoltaicznych. 

Projekt z Hanoweru idealnie wpisuje się w te założenia. Badacze swoim systemem zintegrowali falowniki za pomocą technologii cyfrowej i fal radiowych bezpośrednio z modułami fotowoltaicznymi. Uzyskiwane w ten sposób informacje o stanie pracy (bezpośrednio z modułu) mają poprawić niezawodność całej instalacji fotowoltaicznej, zwiększyć wydajność i jednocześnie obniżyć koszty eksploatacji. Dostarczenie potrzebnych informacji do falownika pozwala na jego określoną reakcję. W ten sposób cały system jest dostosowywany do tego, jakie obecnie możliwości i warunki pracy są po stronie modułów.

Bezprzewodowa komunikacja między komponentami i elastyczna konfiguracja sieci pozwalają na szybką instalację, a redukcja kosztów będzie możliwa w potencjalnej produkcji seryjnej systemu.

Kilka słów o systemie

Testowa instalacja działa już od maja. Od tego czasu sieć komunikacyjna pozwala na pełny monitoring. Dostarczane są informacje danych eksploatacyjnych, takich jak prąd, napięcie i temperatura modułu. Odbywa się także monitorowanie układów elektroniki w sieci energetycznej. Co ważne, różni uczestnicy projektu mogli uzyskać dostęp do sieci jednocześnie ze swoich lokalizacji. Dzięki czemu optymalizacja modułów może odbywać się również z uwzględnieniem fotowoltaiki pracującej poza tą samą instalacją. Ewentualna komercjalizacja tego projektu umożliwiłaby “porozumiewanie się” fotowoltaiki np. w obrębie danego sąsiedztwa i pozwoliłaby na lepszą, zdecentralizowaną optymalizację sieci elektroenergetycznej. 

W pełni zintegrowane moduły fotowoltaiczne zostały opracowane dla badaczy przez Voyager-PV. Stworzony system obejmuje mikroinwerter i technologię radiową działającą w paśmie 2,4 GHz, umożliwiając połączenie między modułami i komponentami sieciowymi, takimi jak bramy. Aktualizacje oprogramowania można wykonywać bezprzewodowo w obrębie sieci. Podłączenie elektroniki bezpośrednio do poszczególnych szeregów ogniw fotowoltaicznych pozwoliło na pominięcie diod bocznikujących, zmniejszając potencjał defektów i zwiększając wydajność energetyczną.

Źródła: pv-magazine, Leibniz University Hannover