Solarenergie | Welches Potenzial die Energie der Sonne bietet, zeigt der Megawatt-Solarpark Zuera II in der Nähe des spanischen Zaragoza. Das anspruchsvolle Klima hat die Anlagenbauer des Parks vor einige Herausforderungen gestellt.
Erwin Breukelmann, Maren Gast Industry Management Solar im Bereich Industry Solutions, Phoenix Contact
In Spanien werden solare Einstrahlungswerte bis 2100 kWh/m² im Jahr erreicht. Im Vergleich zu den gemittelten Einstrahlungswerten Deutschlands von rund 1200 kWh/m² erzielen die Photovoltaik-Anlagen auf der iberischen Halbinsel also einen fast doppelt so hohen Ertrag. Um diese Energie nicht ungenutzt zu lassen, entstehen in Spanien daher immer mehr Anlagen zur solaren Stromerzeugung im Megawatt-Bereich.
Dazu zählt auch der in der Nähe von Zaragoza gelegene Solarpark Zuera II, der im Oktober 2012 mit 11,5 MW ans Netz gegangen ist. Er erstreckt sich über eine Fläche von mehr als 30 ha und erzeugt Solarstrom für über 10 000 Einwohner. In Summe lässt sich so die Emission von Kohlendioxid um mehr als 40 kt pro Jahr reduzieren. Als Anlagenbetreiber fungiert die Grupo Jorge, die seit 75 Jahren in der fleischverarbeitenden Industrie tätig ist und sich umfassend für einen nachhaltigen Umgang mit den verfügbaren Ressourcen einsetzt. Geplant und umgesetzt wurde das Projekt von Elecnor, einem führenden spanischen Unternehmen im Bereich Engineering, Entwicklung und Bau von Infrastruktur-Projekten, erneuerbaren Energien und neuen Technologien.
Der Solarpark besteht aus 54 000 kristallinen Modulen von Atersa, einer Tochtergesellschaft von Elecnor, die dem Verlauf der Sonne einachsig horizontal nachgeführt werden. Die Photovoltaik-Module sind zu 2304 Strings zusammengefasst. Die Programmierung und Erstellung der Visualisierung für das SCADA-System übernahm das ortsansässige Unternehmen dcontrol.
Die Solarpark-Topologie ist in neun Segmente unterteilt. Jedes Segment setzt sich aus 256 Strings zusammen, die über 16 Geräteanschlusskästen (GAK) an zwei Zentralwechselrichter angeschlossen sind. Zwischen den GAK und Wechselrichter-Station messen DC-Meter Strom und Spannung der Gleichspannungs-Sammelleitungen. Auf der AC-Seite werden der gewandelte Strom und die Spannung ebenfalls vor der Einspeisung in das Stromnetz ermittelt. Eine Anforderung des Betreibers ist die ständige Überwachung der Strings, damit ein dauerhafter und effizienter Betrieb der gesamten Anlage sichergestellt ist. Dafür hat Phoenix Contact einen Geräteanschlusskasten für 16 Strings entwickelt, in dem die String-Überwachungsmodule der Produktfamilie Solarcheck sowie die erforderlichen Überspannungsschutz-Komponenten verbaut sind. Die Solarleitungen werden über externe Sunclix-Steckanschlüsse an jeden GAK angebunden. Potential-Sammelklemmen sorgen für die schnelle und platzsparende Zusammenschaltung der einzelnen Strings. Die Solarcheck-Messmodule kontrollieren die String-Ströme und Spannungen. Überspannungsschutz-Komponente für Gleichspannungs- und Datenleitungen runden die GAK-Lösung ab.
Direkte Weiterleitung der erfassten Werte
In jedem der neun Segmente ist ein Steuerungskasten installiert, in dem eine Inline-Kleinsteuerung die String-Daten der Parkteilnehmer sammelt, die Solarcheck-Kommunikationsmodule bereitstellen. Dazu zählen unter anderem Strom, Spannung und Temperatur. An den Inline-Controller reihen sich verschiedene I/O-Module an, welche die Kommunikation zu den einzelnen Parkteilnehmern ermöglichen. Auf diese Weise werden Tracking-Einheiten, Solarcheck-Kommunikationsmodule, DC-Meter, Inverter und AC-Meter angesprochen und so die Überwachung und Regelung des gesamten Parks realisiert. Die Steuerung erfasst darüber hinaus die Temperatur der PV-Module sowie die Einstrahlungswerte, die über analoge Eingabeklemmen aufgenommen werden, und verarbeitet die Daten dann weiter.
In Zuera II befinden sich an zwei Standorten meteorologische Stationen. Dort werden Wetterdaten erfassen und über analoge Eingangsklemmen an eine Steuerung übergeben. Die Werte werden von der jeweiligen Steuerung direkt an das SCADA-System gesendet sowie über das Profinet-Protokoll an die übergeordnete Park-Steuerung weitergeleitet. Zur Visualisierung und Überwachung der rund 12 000 Werte und Meldungen greift der Betreiber auf das webbasierte Management-System AXweb+ zurück, die Leistungs- und Wetterdaten des Solarparks darstellt. Der Betreiber kann die Daten dann über eine Webseite lokal oder via Internet abrufen und sich somit jederzeit die relevanten Informationen anzeigen lassen.
Schnelle Lokalisierung im Störungsfall
Ein Fehlerreport dokumentiert die Ausfälle. Falls Probleme bei der Kommunikation zwischen den einzelnen Parkteilnehmern auftreten sollten, werden sie neben der Alarmmeldung zusätzlich visualisiert. Das Instandhaltungspersonal erhält so genauere Informationen zu den Parktteilnehmern, welche die Störung verursachen. So können im Fehlerfall die Ursache zeitnah lokalisiert und sofort Reparaturmaßnahmen eingeleitet werden. Darüber hinaus werden die Service-Mitarbeiter per SMS auf Störungen hingewiesen. Eine integrierte Rechtevergabe erlaubt die Einschränkung des Zugriffs auf sensible Daten. Möchte sich der Parkbetreiber beispielsweise den Verlauf der Energieerzeugung darstellen lassen, ist eine Archivierung der Werte in unterschiedlichen Zeiträumen möglich. Auf der Grundlage dieser Informationen wird eine langfristige Veränderung der Energieerträge ersichtlich. •
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