Περιγραφή και ανάπτυξη ψηφιακού συστήματος ελέγχου φωτοβολταϊκού πάρκου μεγάλης ισχύος

Abstract

Ο 21ος αιώνας, και συγκεκριμένα η τελευταία δεκαετία, έχει χαρακτηριστεί από έργα προς τη ενεργειακή μετάβαση, περνώντας από την παραγωγή σε συμβατικές μονάδες προς τις ανανεώσιμες πηγές ενέργειας (ΑΠΕ). Τα φωτοβολταϊκά (Φ/Β) συστήματα παίζουν σημαντικό ρόλο σε αυτή τη μετάβαση, συμμετέχοντας πλείστα στην παραγωγή «πράσινης» ενέργειας. Η πλειονότητα των εν εξελίξει προγραμμάτων ενεργειακής μετάβασης επικεντρώνεται περισσότερο στην φωτοβολταϊκή ενέργεια, και αυτό λόγω των πλεονεκτημάτων που την χαρακτηρίζουν, καθώς είναι ανεξάντλητη, δεν εκπέμπει επιβλαβή υποπροϊόντα και είναι υλικά και τεχνικά πιο εύκολα υλοποιήσιμη. Η σημαντική αύξηση στην εγκατάσταση φωτοβολταϊκών συστημάτων έχει επιταχυνθεί λόγω περιβαλλοντικών ανησυχιών, της συνεχώς αυξανόμενης ανάγκης για ενεργειακή απόδοση και ζήτηση ηλεκτρικής ενέργειας και των τεχνολογικών καινοτομιών. Η χρήση των φωτοβολταϊκών συστημάτων είναι εξαιρετικά ευρεία, καλύπτοντας ένα ευρύ φάσμα εφαρμογών από μικρά αυτόνομα συστήματα έως μεσαία συστήματα και συστήματα συνδεδεμένα στο ηλεκτρικό δίκτυο. Ένα Φ/Β σύστημα είναι μια εγκατάσταση που έχει σχεδιαστεί για να διασφαλίζει τη μέγιστη παραγωγή ενέργειας αξιοποιώντας βέλτιστα και αξιόπιστα την ηλιακή ενέργεια κατά τη διάρκεια του κύκλου ζωής του έργου. Ένα Φ/Β σύστημα μετατρέπει το ακτινοβολούμενο ηλιακό φως σε ηλεκτρική ενέργεια χρησιμοποιώντας το φωτοβολταϊκό φαινόμενο. Κάθε εξάρτημα που αποτελεί το Φ/Β σύστημα έχει τη δική του σημαντική λειτουργία στην μετατροπή της ενέργειας και εισάγεται σε αυτό με σκοπό την ανάπτυξη ενός βέλτιστου συστήματος. Στην παρούσα εργασία θα γίνει ανάπτυξη ενός συστήματος SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition) για ένα φωτοβολταϊκό πάρκο μεγάλης ισχύος, και θα υπολογιστούν σημαντικές παράμετροι (KPIs) που διαδραματίζουν κομβικό ρόλο στη λειτουργία μιας φωτοβολταϊκής εγκατάστασης, καθώς επίσης και μία εφαρμογή που αφορά το Reporting, δηλαδή την επεξεργασία και εξαγωγή δεδομένων που αφορούν το φωτοβολταϊκό πάρκο. Τέλος, στην πλευρά του Υ/Σ στον οποίο συνδέεται το πάρκο, έχει αναπτυχθεί ένα λογισμικό συλλογής γεγονότων από τους ηλεκτρονόμους προστασίας των πυλών δίνοντας τη δυνατότητα τόσο στον παραγωγό όσο και στους συντηρητές του πάρκου τον άμεσο εντοπισμό πιθανών σφαλμάτων.