Große Solargeneratoren auf dem Freiland gewinnen in Zentraleuropa wieder an Bedeutung. Aufgrund des Preisverfalls bei den Modulen, den Gestellen und der Leistungselektronik werden sie immer häufiger ohne Förderung gebaut. Damit sie den prognostizierten Sonnenstrom tatsächlich erzeugen und dem Abnehmer zur Verfügung stellen, brauchen sie eine möglichst hohe Verfügbarkeit.
Gegen Erde ableiten
Ein Beispiel sind die Anschlussboxen für die DC-Strings, auch als Generatoranschlusskästen (GAK) bekannt. Die Systemspannungen erreichen mittlerweile 1.500 Volt (DC). Wegen der großen Fläche, die ein Solarpark beansprucht, müssen diese DC-Komponenten gut gegen Überspannungen abgesichert sein.
„Für alle Photovoltaikanlagen, für die die Norm DIN VDE 0100 Teil 712 greift, muss bezüglich des Überspannungsschutzes die Norm VDE 0100-443 beziehungsweise DIN EN 62305 beachtet werden“, erläutert Burkhard Dittmann.
Er ist Experte beim Technologieunternehmen Phoenix Contact in Bad Pyrmont. Bei einem Besuch der photovoltaik-Redaktion hat er die Innovationen in der DC-Anschlusstechnik präsentiert. „Dies zwingt zur Verwendung von Überspannungsschutz auf der Generatorseite für DC-Leitungen. Die Überspannungen werden an der Stelle, wo die DC-Kabel in den Wechselrichter gehen, direkt gegen Erde abgeführt. So wird das Schutzziel erfüllt.“
Phoenix Contact hat speziell dafür Lösungen entwickelt, die vom Installateur leicht zu montieren sind. Es handelt sich um anschlussfertige Boxen, die für typische Konfigurationen verfügbar sind.
Verfügbarkeit der Betriebsdaten
Ein zweiter, entscheidender Faktor ist die Verfügbarkeit der Betriebsdaten und der Sicherheitstechnik vor Ort, beispielsweise Videokameras oder Sensoren. „Unsere Systeme nutzen natürlich die Infrastruktur des Ethernet“, erläutert Burkhard Dittmann. „Allerdings verwenden wir Switche, die eine eigene Diagnose besitzen und selbst die Datenübertragung überwachen können.“
Die intelligenten Schalter nutzen Industrietechnik, wie sie in der IT schon länger üblich ist. Digitalisierung meets Photovoltaik: „Wir verwenden das Simple-Network-Management-Protokoll (SNMP)“, sagt Dittmann. „Dadurch können wir die Qualitätsdaten der Netzwerkverbindungen zur zentralen Auswertung bereitstellen.“
Der Ausfall der Kommunikationstechnik kann böse Folgen haben. Denn solange keine Betriebsdaten aus dem Modulfeld kommen, handelt die Leitwarte wie ein Blinder. Die Suche nach dem Fehler im System kann sehr, sehr aufwendig – sprich: teuer – werden.
Hilfe bei der Wartung
SNMP hilft auch bei der Wartung: „Es werden ja nicht nur die intelligenten Feldgeräte, sondern die gesamte Netzwerkinfrastruktur überwacht“, erklärt Burkhard Dittmann. „Somit werden Fehlermeldung mit hoher Genauigkeit zugeordnet und auf ihre Relevanz für den Ertrag bewertet.“ Dies optimiert natürlich den Einsatz der Servicetechniker. „Nicht jedes fehlende Datenpaket im Portal der Betriebsführung deutet auf einen Ausfall des Gesamtsystems hin“, nennt Dittmann ein Beispiel. „Unter Umständen ist nur eine Kabelstrecke gestört.“
Zusätzlich meldet das System, wenn sich die Dämpfung der Lichtwellenleiter verändert. Die intelligenten Fiber-Optic-Schnittstellen beobachten die Sendeleistung und werten die schleichende Verschlechterung aus. Somit wird beispielsweise das Derating über die Lebenszeit eines Solarparks erfasst und behoben.
Die Diagnosedaten des SNMP werden parallel zu den Betriebsdaten des Solarparks übertragen und ausgewertet. Auf diese Weise wird nicht nur der Betriebszustand der Photovoltaikanlage überwacht, sondern auch des Netzwerks für die Kommunikation und Steuerung.
Einsatz in rauer Umgebung
Freilich können Wetter und Umweltbedingungen sehr rau sein. Die Temperaturen wechseln zwischen eisigen Nächten und brütender Hitze am Tag. Solche hohen Sprünge in der thermischen Belastung sind für die elektronischen Bauteile eine Herausforderung. Burkhard Dittmann bestätigt: „Die Switche von Phoenix Contact vertragen einen Temperaturbereich von mehr als 70 Grad Celsius.
Doch nicht nur das Wetter setzt den Kabeln zu. Jeder Installateur weiß: Sie sind ein neuralgischer Punkt in jedem Solarsystem. Bei Trackern werden die Kabel an den beweglichen Gerätekomponenten stark beansprucht. Tierverbiss durch Marder oder Nager kann sich zur Plage ausweiten. Am Boden liegende Kabel unterliegen der Erosion durch Nässe, nicht selten werden sie im Laufe der Zeit freigespült.
Deshalb bietet es sich – zumindest bei den Datenleitungen – an, auf Funkstrecken umzustellen. Phoenix Contact hat dafür ein spezielles Funksystem entwickelt, das die Betriebsdaten verschlüsselt und die Kommunikation zwischen Datenloggern und der Stringstromüberwachung aufrechterhält. Diese Lösung lässt sich auch bei Parks nachrüsten, die bisher auf das Monitoring der Ströme aus den Strings verzichtet haben.
www.phoenixcontact.com (Webcode #2268)
Foto: Heiko Schwarzburger
PV Guided Tours 2020
Vier Videos rund um sichere und ertragreiche Solarparks
Phoenix Contact hat für uns seine Tore geöffnet: Torsten Sieker und seine Kollegen präsentieren die Neuheiten rund um das Management von Solarparks, die Netzeinspeisung, sichere Netzwerktechnik und Zubehör für die Installation. Diese vier Videos stehen in unserem Youtube-Kanal auf Deutsch und Englisch zur Verfügung – Fachwissen pur für Solarprofis!
www.photovoltaik.eu/videos/pv-guided-tours-2020
Foto: Vorsatz Media
Phoenix Contact
Tipps zur Markierung von Leitungen und Kabeln
Gerade beim Verkabeln ist die richtige Markierung der Leitungen wichtig. Abhängig von den Umgebungsbedingungen bietet Phoenix Contact eine Vielzahl an Materialien zur Beschriftung an.
Für den Außenbereich eignet sich zum Beispiel der Kabelmarker WML HF oder WMTB HF. Er lässt sich ganz unkompliziert mit den Thermotransfer-Rollendruckern Thermomark Roll 2.0 oder Thermomark Rollmaster 300 mit dem Farbband Thermomark Ribbon 110 WMTB HF beschriften.
Eine Übersicht zu den Markierungssystemen und Beschriftungsmaterialien erhalten Sie unter:
www.phoenixcontact.com (Webcode #0289)
Für Solution Partner
Werkzeuge für den Installationsprofi
Elektrische Anschlüsse setzen die Vorbehandlung der Kabel oder Leitungen voraus. Ein sauberer Schnitt gelingt mit dem Kabelschneider Cutfox 18 von Phoenix Contact. Abhängig von der Isolation und dem Anschlusspunkt kommen verschiedene Werkzeuge zum Einsatz. So benötigen beispielsweise Solarleitungen gemäß EN 50618 mit kurzschlussfester Isolation eine besondere Abisolierzange wie die Wirefox 6SC. Dank ihrer automatischen Querschnittjustierung und dem vierseitigen Messerschnitt wird jede Solarleitung sauber abgesetzt, ohne die Einzeladern zu verletzen. Bei der Verwendung einer Aderendhülse (zum Beispiel AI-XL 6-12 YE nach DIN 46228-4 und UL 486F) werden je nach Leiterquerschnitt Crimpzangen verwendet. Bis sechs Quadratmillimeter bietet sich die Crimpfox Centrus 6S-NC oder 6H-NC an.
