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Um einen möglichst hohen Energieertrag zu erzielen, müssen Photovoltaik-Anlagen sich nach der Sonne ausrichten können - fast wie Sonnenblumen. Bild: iStock, baianliang
Solarzellen ausrichten

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Immer der Sonne nach

Wie dirigiert man 229 Solarsysteme, ohne dass sie sich gegenseitig überschatten? Im Solarpark Bindlacher Berg richtet sich jede einzelne Solaranlage durch ein Tracking-System vollautomatisch zur Sonne hin aus.

Das Sonnenkraftwerk am Bindlacher Berg ist mit einer Gesamtleistung von 2,4 Megawattpeak auf Platz drei der leistungsfähigsten Photovoltaik-Anlagen Deutschlands. Diese Leistung erreicht die Anlage dadurch, dass jedes einzelne der 229 Systeme auf dem 7,3 Hektar großen Solarpark zweiachsig direkt zur Sonne ausgerichtet werden kann.

Exakt gesteuert

Im Solarpark kommen speicherprogrammierbaren Siemens-Steuerungen des Typs Simatic S7-1200 zum Einsatz sowie die modularen Solar Tracking Toolbox. diese bündelt verschiedene vorgefertigte Funktionen für Tracking-Aufgaben, beispielwesie das Backtracking. Dieses verhindert, dass sich die Solarmodule bei niedrig stehender Sonne gegenseitig abschatten, also ein Tracker seinen Schatten auf den dahinterliegenden wirft, und so den Ertrag reduziert.

Die Simatic ist ausgelegt auf Betriebstemperaturen von -20° bis +60° C und eignet sich damit für einen ganzjährigen Einsatz in den Schaltkästen der Tracker vor Ort. Das ausgewählte SPS-Steuerungsmodul CPU 1212C leistet die Online-Berechnung der Tracker-Nachführung, die auf dem Solar Position Algorithm (SPA) des amerikanischen Institutes für erneuerbare Energien (NREL) basiert. Dieser Algorithmus berechnet den Stand der Sonne mit einer Genauigkeit von 0,0003 Grad für die nächsten 6000 Jahre.

Aus der Ferne leiten

Über die Berechnung der jeweiligen Steuerung können die Tracker auch ohne eine überlagerte Ebene in Betrieb genommen werden und autark arbeiten. Die Steuerungen erkennen durch Absolutwertgeber, die über ein Kommunikationsmodul an die Simatic angebunden werden, auch nach einer Stromunterbrechung die Position des jeweiligen Trackers und richten ihn bei Wiederanlauf automatisch optimal aus. Die Konfiguration, Projektierung und Programmierung der Simatic S7-1200 erfolgt über das TIA-Portal. Das gleiche gilt für das Simatic HMI Comfort Panel, mit dem das Sonnenkraftwerk im zentralen Leitstand beobachtet wird.

Der Leitrechner für den gesamten Solarpark ist ein Simatic Industrie-PC IPC 427C. Auf ihm läuft ein standardisierter Kommunikations-Algorithmus, der über mehrere Kanäle via Ethernet-Verbindung die Steuerungen der Tracker und den Betriebszustand der Simatic erfasst. Eventuelle Fehlermeldungen lassen sich per E-Mail oder SMS an frei definierbare Empfänger verschicken. Über VPN und die WinCC-Option Sm@artServer ist auch ein Login von zu Hause aus möglich.

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