Fernüberwachungs-/Managementsystem für die Effizienz von Solarkraftwerken

Artila haben das Matrix-704 vorgestellt, ein überspannungsgeschütztes industrielles IoT-Gateway. Dies ist das perfekte Fernüberwachungs- und Managementsystem, um die Steuerung von Solarkraftwerken mit überdurchschnittlicher Effizienz zu ermöglichen.

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Die zunehmende Besorgnis über die Eskalation des Klimawandels hat viele Regierungsvertreter dazu veranlasst, nach praktikablen Energielösungen zu suchen, die umweltfreundlicher und weniger erschöpfend sind. Eine der beliebtesten Lösungen sind Solarenergiesysteme, da sie besser entwickelt sind und das leicht verfügbare und unerschöpfliche Sonnenlicht durch Solarzellen direkt in Elektrizität umwandeln, so dass fast kein Kohlenstoff-Fußabdruck entsteht.

Die Kosten für die Komponenten der Solarenergieerzeugung sind jedoch nach wie vor hoch, so dass die Stromerzeugung und -nutzung sorgfältig überwacht werden müssen, um die Leistung, Effizienz und Rentabilität solcher Systeme zu bewerten und zu verbessern.

Neben der Qualität des Softwaredesigns ist auch die Hardwarekonfiguration von großer Bedeutung, da sie darüber entscheidet, ob die Managementsysteme für Solarstromanlagen die gewünschten Ergebnisse erzielen können, d. h. Hardwarelösungen, die in der Lage sind, Solarstromstationen zu überwachen, die sich in unbemannten, abgelegenen Gebieten mit rauen Klima- und Wetterbedingungen befinden.

Systemhersteller haben auch die Möglichkeit, mehrere industrietaugliche eingebettete IoT-Gateways einzusetzen, die zusammenarbeiten und die Arbeitslast des Systems verteilen, um so die Systemstabilität zu gewährleisten. Die Benutzer müssen prüfen, ob die Hardwarespezifikationen den Anforderungen des Projekts und des Entwicklers entsprechen, insbesondere in Bezug auf Prozessor, Betriebssystem, E/A-Schnittstellen und Produktgröße.

Solarmodule werden in der Regel an hohen Punkten und in offenen Bereichen installiert, um den maximalen Lichteinfall zu erhalten. Dies bedeutet jedoch auch eine größere Wahrscheinlichkeit, von einem Blitz getroffen zu werden, und die Erdungsanlage allein kann das Problem von Blitzschlag oder Schaltüberspannungen nicht lösen. Daher ist ein Überspannungsschutz ein Muss für alle Strom- und Elektrogeräte, um Geräteschäden zu vermeiden.

Der Matrix-704 von Artila ist ein kostengünstiges, industrietaugliches Embedded-IoT-Gateway, das mit einem Cortex-A5-Prozessor ausgestattet ist und hohe Rechenleistung bietet. Der Matrix-704 bietet eine breite Palette von E/A-Schnittstellen (einschließlich Ethernet, serielle Hochgeschwindigkeits-, USB- und GPIO-Ports) und kann problemlos verschiedene Peripheriegeräte mit unterschiedlichen Protokollen integrieren, um die vielfältigen funktionalen Anforderungen des Anwendungssystems zu erfüllen. Für den Anschluss von Geräten unterschiedlicher Funktionen und Hersteller, wie z. B. Pyranometer, Windrichtungssensoren und Temperaturmesser, muss die Hardware mehrere E/A-Schnittstellen für die Protokollkonversation unterstützen.

Der Matrix-704 ist die perfekte Lösung für Systementwickler, um die erforderlichen Systemfunktionen für Solarpanelsysteme in einer ressourcenreichen, offenen Umgebung zu entwerfen und gleichzeitig sicherzustellen, dass das System zuverlässig ist. Entwickler industrieller Anwendungen erwarten von verstärkten Isolationsprodukten einen ausfallsicheren Schutz vor sekundären Blitzeinschlägen, insbesondere bei Anwendungen, bei denen Geräte im Freien installiert werden und bei denen freiliegende Kabel oder Drähte durch Blitzschlag gefährdet sind. Mit dem isolierten und überspannungsgeschützten seriellen RS-485-Anschluss ist das Matrix-704 Industrial IoT Gateway für extreme Temperaturen und weite Toleranzen bei der Stromversorgung sowie für den Schutz vor elektromagnetischen Störungen gerüstet - diese Spezifikationen helfen Entwicklern, die Effizienz, Effektivität und Sicherheit ihrer Systemdesigns zu verbessern.

Matrix-704 Merkmale:

• ATMEL Cortex-A5 ATSAMA5D35 536MHz CPU
• Linux 4.19.x Betriebssystem
• 4x RS-485 Serielle Ports mit Überspannungsschutz
• USB-Host-Anschlüsse: 2 Ports kompatibel mit USB 2.0
• 1x Full Size mini PCIe Steckplatz innen, 1x Micro-SIM Steckplatz innen

Beispiel einer Fallstudie:

Ein Elektrizitätsunternehmen benötigte eine leistungsfähige Hardwarelösung für die Überwachung von Solarstromstationen, die sich in unbemannten, abgelegenen Gebieten mit rauen Klima- und Wetterbedingungen befinden. Das angeforderte System sollte zu einer integrierten Kommunikationsplattform entwickelt werden, die in erster Linie für das Sammeln, Speichern und Analysieren von Daten in Bezug auf die Stärke des Sonnenlichts, die Gleichstromleistung, den Wirkungsgrad der Energieumwandlung und die Trennungsstatistiken von Solaranlagen zuständig ist, und in zweiter Linie für die Überwachung von Messwerten wie Windgeschwindigkeit und Temperatur. Die gesammelten Daten werden in Echtzeit in eine Betriebszentrale hochgeladen.

Industrietaugliche Komponenten und Wartungsfreundlichkeit sind zwei entscheidende Faktoren für ein industrielles Kommunikationsgerät für entfernte Standorte. Mit ihrem geringen Stromverbrauch, dem lüfterlosen Design und der kompakten internen Struktur sind die Geräte der Matrix-Serie kleine IoT-Gateways. Sie sind nicht nur bequem zu installieren und zu warten, sondern dank des Matrix-704-Gehäuses und des lüfterlosen Innenaufbaus auch vollständig staubdicht und gewährleisten Zuverlässigkeit und Langlebigkeit. Darüber hinaus vereinfachen die DIN-Schienenbefestigung und die Frontzugriffsports die Wartung der Hardware, da diese durchgeführt werden kann, während das Gerät noch auf der DIN-Schiene montiert ist.

Der Matrix-704 hat sich als flexible Lösung für die Überwachung von Solarenergie und anderen erneuerbaren Energiequellen erwiesen, da dieses spezielle Gerät neben dem erforderlichen Überspannungsschutz zur Minimierung von Geräteschäden auch die Kosten und den Personalaufwand für die Fernüberwachung von Umspannwerken deutlich reduziert.

Die Matrix-704 erfüllte die Anforderungen dieses Projekts in vollem Umfang und wurde schließlich als Datenkonzentrator für das oben erwähnte Solarstromüberwachungssystem ausgewählt, der Daten von Sensoren und Zählern, die am entfernten Standort installiert sind, erfassen und auswerten kann.