Regulované pohony ABB zvyšují účinnost obnovitelných zdrojů energie

 

 

Rostoucí ceny energií způsobují, že obnovitelná energie a s tím související inteligentní řízení energetických zdrojů i přenosových soustav hrají stále důležitější roli. Společnost ABB má v této oblasti významné zkušenosti. Je důležitým dodavatelem nízkonapěťových komponent, ochran, střídačů, automatizačních technologií a služeb splňujících nejnáročnější

standardy. Příkladem může být následující výčet dodávek ABB z oblasti obnovitelných zdrojů energie ve světě:

Účinnost fotovoltaických elektráren lze zlepšit použitím systémů umožňujících natáčet panely, a tím optimalizovat dopad slunečních paprsků. Základním stavebním prvkem tohoto systému jsou motory pro pohony os. K jejich regulaci se používají měniče frekvence. Vstupují do tohoto řetězce jako akční člen s mnoha přednostmi, jako je např. plynulý rozběh bez potřeby násobků jmenovitého proudu. Zejména však umožňují dálkové řízení. Vzhledem k výkonům používaných motorů se uplatňují hlavně typy ACS150 a ACS355 (dříve ACS350) z řady měničů frekvence ABB. Měnič ACS150 lze řídit prostřednictvím standardních I/O, měnič ACS355 může navíc komunikovat prostřednictvím sběrnice Fieldbus.

 

K dalším důležitým prvkům systému natáčení panelů patří řídicí systémy. Firma ABB používá k řízení trackerů (polohovacích systémů) FVE i programovatelné automaty (PLC) řady AC500 s knihovnou funkčních bloků pro solární aplikace (obr. 1).

 

Zajímavé jistě je, že jednoosé polohovací systémy umožňují zvýšit účinnost FVE až o 20 %, dvouosé dokonce o více než 35 % v porovnání s pevnými instalacemi FV panelů. Přitom náklady na výstavbu polohovacích systémů během jejich pokračujícího vývoje dramaticky klesají. Stejně tak klesají i náklady na jejich řídicí část, a to hlavně z těchto důvodů:

Programovatelné automaty od společnosti ABB řad AC500 a AC500-eCo využívají flexibilní modulární architekturu s jednotným inženýrským prostředím na základě standardu IEC. Jejich velkou předností je široká nabídka komunikačních rozhraní a knihovny pro ně obsažené již v základu spolu se serverem OPC pro přenos dat i událostí a také zabudované hodiny reálného času se synchronizací po síti LAN. K vizualizaci se používá integrovaný licencovaný vizualizační program nebo přímo webový server v samotném PLC, rovněž i operátorské panely, např. z řady CP400, a nově i aplikace HMI SCADA

DigiVis 500 pro PC. Mezi další výhody řešení s AC500 patří např.:

Avšak klíčová jak pro dodavatelské firmy, tak i pro koncové uživatele, jelikož výrazně snižuje cenu vývoje programového vybavení, je aplikační knihovna Solar control pro PLC AC500 a AC500-eCo a s ní i vyzkoušené varianty typických řešení pro solární trackery na základě jejich funkčních bloků:

Specializované funkční bloky solární knihovny se v programovacím prostředí Control Builder AC500 jednoduše a intuitivně používají a nevyžadují složité nastavování a ladění (obr. 2).

 

Další velkou výhodou AC500 je, že zároveň se používá jako komunikační rozhraní pro více protokolů, což je nezbytné pro komunikaci např. s ochranami, střídači, měřením, kompenzací, a umožňuje automatizovat regulační funkce vyžadované energetickým dispečinkem. V programovacím prostředí jsou standardní průmyslové protokoly obsažené už v základu a bez nutnosti dokupovat dodatečné nástroje. Díky tomu je možné stejný hardware použít na všech uzlech.

 

Většina střídačů je vybavena komunikačním protokolem (zpravidla Modbus RTU) pro přenos důležitých dat, jako jsou stavová data, procesní hodnoty (proudy, napětí, teploty), zatímco měření energie se vybavuje rozhraním M-Bus. Pro tento účel byl vyvinut speciální funkční blok M-Bus – ASCII (obr. 3). Výsledkem je kompletní integrace dat ve společné vizualizaci.

 

Příkladem realizace FVE se zajímavým polohováním panelů je FVE Totana (Španělsko, obr. 4) o výkonu 1 MW, kompletně dodaná „na klíč“ během šesti měsíců v roce 2008. Ročně vyrobí 2,2 GW·h elektrické energie, což odpovídá snížení emisí skleníkových plynů o 1 350 tun. Dodávky ABB zahrnovaly položky od kompletního zařízení nn i vn, včetně rozváděčů AC i DC, transformátorů, rozvoden, FV střídačů až po optimalizaci systému solárních trackerů a ochranu panelů, dále prostředky SCADA i stavební práce. Partner dodával FV panely. Zkušenosti z provozu dokazují výkonový faktor (PR) > 80 % (oproti běžnému asi 75 %).

 

Současná ekonomická situace nutí všechny výrobce i vlastníky nejen k optimalizaci výrobních postupů, ale i k novému vnímání ceny použitých automatizačních prostředků. Velmi důležitá je jednoduchá provozní údržba, zvláště rozsáhlých systémů se stovkami instalovaných PLC.

 

Zákazníci u AC500 proto oceňují zejména tyto vlastnosti:

Systém řízení polohy panelů významně rozšiřuje nabídku společnosti ABB pro FVE. Sortiment v oblasti střídačů pro FVE je přehledně znázorněn na obr. 5. Jsou to střídače PVS300 s výkonem 3 až 8 kW, jež jsou určeny zejména pro malé instalace na střechy domů. S většími výkony následují PVS800, které mohou dodávat 100 až 500 kW a jsou předurčeny pro velké FVE. Zajímavou nabídkou je střídač PVS800MWS pro 1 MW dodávaný tzv. na klíč v kontejneru. Uvnitř kontejneru je vše potřebné včetně střídačů, transformátoru, vypínačů vn a příslušenství.

http://www.abb.cz