Giải pháp giám sát thông minh hệ thống pin năng lượng mặt trời cho doanh nghiệp tại Nhật Bản
13/10/2021
Giới thiệu
Vào tháng 7 năm 2018, nội các Nhật Bản đã thông qua Kế hoạch Cơ bản về Năng lượng lần thứ Năm, trong đó ưu tiên phát triển các nguồn năng lượng tái tạo, đưa nó vào lộ trình trở thành nguồn điện chính ở Nhật Bản. Do đó, chính phủ đã khởi xướng nhiều nghiên cứu khác nhau để đưa các tấm pin mặt trời trở lại như một nguồn năng lượng tái tạo. Với số lượng nhà máy năng lượng mặt trời hiện tại (10.654) ở Nhật Bản và sản lượng điện sản xuất là 272,2 megawatt (MW), chính sách Kế hoạch năng lượng cơ bản lần thứ năm đã làm sống lại động lực thúc đẩy việc mở rộng phát triển công nghiệp năng lượng tái tạo.
Hơn nữa, năng lượng tái tạo liên tục thu hút sự chú ý trên toàn thế giới như một "tấm vé khử cacbon", giúp giảm lượng khí thải carbon và sự phụ thuộc vào "nhiên liệu hóa thạch" như dầu và than đá. Do đó, năng lượng tái tạo, chẳng hạn như các tấm pin mặt trời, là một phần quan trọng của chiến lược năng lượng sạch kết hợp. Các nguồn năng lượng tái tạo như điện mặt trời, phong điện có “khả năng chịu lực” yếu hơn so với các phương thức phát điện khác do đặc điểm của chúng. Ngoài ra, năng lượng mặt trời có thể khó kiểm soát vì sản lượng biến động tùy theo điều kiện thời tiết. Do đó, nếu cung cấp một lượng lớn điện năng từ các nguồn phát quang điện vào lưới điện khi nhu cầu điện năng thấp (cung cầu không trùng khớp) thì điện áp và tần số bị rối loạn, toàn bộ lưới điện có thể mất ổn định. Trong một số trường hợp, nó có thể dẫn đến sự cố mất điện trên diện rộng. Nguy cơ này đặt ra nhu cầu phát triển để giải quyết các vấn đề như giám sát và kiểm soát lượng điện được sản xuất bởi các tấm pin mặt trời.
Yêu cầu hệ thống
Đối với dự án này, NWC đã hợp tác với một khách hàng sản xuất và bán điện phục vụ khách hàng dân cư, thương mại và công nghiệp. Yêu cầu giám sát lượng điện sản xuất từ 88.000 tấm pin mặt trời với công suất phát điện 28 MW / h trong kích thước trường 700 x 700 mét đã mang tới nhiều thách thức. Ý tưởng ban đầu là sử dụng một mạng cáp quang có dây dài 13 km; với chi phí ban đầu được xác định là hơn 1 tỷ yên, nhà đầu tư nhận định rằng phương pháp này là rất tốn kém và không thực tế. Do đó, khách hàng cần một giải pháp mạng không dây để giao tiếp giữa địa điểm hiện trường và trung tâm giám sát.
Dự án tập trung thiết kế hệ thống giám sát điện mặt trời đáp ứng các điều kiện sau:
- Hiệu quả chi phí
- Độ bền
- Giao tiếp không dây
- Thu thập dữ liệu linh hoạt (IO và PLC)
Mô tả hệ thống
ADAM-3600 được lựa chọn để sử dụng trong hệ thống giám sát điện năng tạo ra từ các tấm pin mặt trời vì nó đáp ứng các tiêu chí của khách hàng. ADAM-3600 thu thập dữ liệu phát điện từ các tấm pin mặt trời và gửi dữ liệu thu thập được lên đám mây bằng cách sử dụng giao tiếp LTE. Mười tám đơn vị ADAM-3600 với ba bộ điều khiển logic khả trình (PLC) kết nối tất cả các tấm pin mặt trời.
Thiết bị đầu cuối từ xa thông minh (RTU) ADAM-3600 có độ bền cao và có thể chịu được nhiệt độ từ -40°C đến 70°C. Ngoài ra, hệ thống giám sát hỗ trợ giao tiếp không dây như LTE và WiFi. Mạng không dây ổn định, riêng tư, an toàn và tiết kiệm chi phí cho phép giao tiếp có thể truy cập để tổng hợp và thu thập dữ liệu từ các tấm pin mặt trời. Hệ thống quản lý từ xa cũng cho phép thu thập dữ liệu từ nhiều IO và PLC, hữu ích trong việc tích hợp hệ thống. Tính năng giám sát thời gian thực cung cấp thông tin trực tiếp cảnh báo cho người vận hành trong trường hợp có bất kỳ hiện tượng bất thường nào.
Triển khai dự án
- 88.000 tấm pin năng lượng mặt trời
- 3 đơn vị PLC
- 18 đơn vị ADAM 3600
- Bảng điều khiển
- Đám mây riêng tư
Kết luận
Nhật Bản có kế hoạch tập trung vào việc mở rộng nguồn điện mặt trời để giảm sự phụ thuộc vào năng lượng hạt nhân và giảm chi phí nhập khẩu nhiên liệu hóa thạch. Mặc dù năng lượng tái tạo đang nhanh chóng trở thành một nguồn năng lượng thiết yếu, nhưng bản chất của sản xuất điện mặt trời cho thấy cần phải kết hợp một hệ thống giám sát bền bỉ có thể chịu được các điều kiện thời tiết khác nhau. Điều cần thiết là phải tiến hành các phát triển công nghệ tiên tiến để giải quyết vấn đề cung cấp điện ổn định.
Với việc triển khai hệ thống giám sát sản xuất điện mặt trời, quá trình giám sát hiệu quả hơn với chi phí vận hành thấp hơn. Ngoài ra, ứng dụng cung cấp các bản cập nhật theo thời gian thực trực tiếp từ hiện trường về nguồn điện được tạo ra, giúp tiết kiệm đáng kể chi phí 1 tỷ yên so với việc lắp đặt mạng cáp quang có dây.
Giải pháp được cung cấp với tính bền bỉ, thích ứng, linh hoạt cao và hiện đang được sử dụng để đưa ra các đề xuất cho các dự án IoT và quản lý từ xa khác nhau, chẳng hạn như quản lý từ xa các cơ sở cấp nước.
/ADAM-3600_6_S20151015173647.png)
