Automatisierte Abläufe vereinfachen Überwachung

Spezial Solarenergie

PV-Parks - Die neuen EEG-Vorschriften machen eine Nachrüstung mit Netzmanagement-Technik nötig. Dies nahm ein Unternehmen mit zum Anlass, ein neues Monitoring-Konzept zu entwickeln.

28. Mai 2013

Die Tauber-Solar-Unternehmensgruppe setzt nach den ersten Kontakten mit der Technologie im Jahr 1996 seit dem Jahr 2000 im großen Maßstab auf die Sonne als Energiequelle. Sie projektiert, errichtet und verwaltet Photovoltaikanlagen für Kunden und Investoren. Bei der Überwachung der Solarkraftwerke nutzt das Unternehmen seit einiger Zeit die Hardware des deutschen Netzwerk-Lösungsanbieters Lancom Systems.

»Aufgrund neuer Vorschriften aus dem Erneuerbaren-Energien-Gesetz mussten wir einen Großteil unserer Photovoltaikanlagen mit technischen Einrichtungen zum Netzmanagement nachrüsten«, erklärt Markus Schreck, Prokurist der Tauber-Solar-Gruppe. »Dabei hat sich herausgestellt, dass unser altes System zur Überwachung und zum Management der Anlagen nicht mehr ausreichte.«

Die neuen Anforderungen: Daten müssen schnell und sicher innerhalb des Solarkraftwerks und zwischen PV-Anlage und Servicezentrum ausgetauscht werden können. Bei der Vernetzung der Solaranlagen sollten nun Mobilfunkrouter mit UMTS zum Einsatz kommen und so die alten Techniken, Analog-Modems und GSM (Mobilfunkstandard der zweiten Generation), ablösen.

Ein Typ für die Kommunikation

Außerdem sollten die neuen Geräte alternative Internet-Anbindungen ermöglichen, zum Beispiel über DSL oder ISDN, falls ein Anlagenstandort nicht über eine ausreichende Mobilfunkabdeckung verfügt oder eine Hochverfügbarkeit der Anlagenkommunikation über Fallback-Lösungen erreicht werden soll.

»Wir wollten eine universelle Hardware-Lösung, die wir an allen Anlagen einsetzen können«, erklärt Martin Schmitt, Geschäftsführer Servicezentrum Tauber-Solar. Mit Lancom Systems hat das Unter-nehmen dann einen Netzwerk-Anbieter gefunden, der alle Anforderungen mit einem einzigen Gerätetyp erfüllen konnte.

Reparatur-Ticket für Techniker

Zudem realisierte die Unternehmensgruppe gemeinsam mit dem Anbieter und mit Diens/t/ag Systemhaus eine neue Telefonie und Datenkommunikation. Daneben hat sie für die Überwachung und das Management der Solarkraftwerke auch eine neue Software-Plattform eingeführt. »Darin werden bisherige manuelle und zeitintensive Prozesse abgebildet und diese durch zeitsparende, automatisierte Abläufe ersetzt«, so Schmitt.

»Wir setzen an aktuell 60 Standorten Mobilfunkrouter ein, um die Solarkraftwerke sicher an unser zentrales Servicezentrum anzubinden«, erklärt er weiter. Dabei kann man sich die Installationen vor Ort wie kleine Netzwerke vorstellen. Wechselrichter an den Anlagen senden die Betriebsdaten an einen Weblogger, dieser sammelt und gibt die Daten weiter an den Mobilfunkrouter.

»Vereinzelt setzen wir an unseren Sonnenkraftwerken auch WLAN ein«, fügt Schreck hinzu. »Insbesondere an Standorten, wo die benötigten Kabelwege für die anlageninterne Datenkommunikation fehlen.« So werden zum Beispiel über Straßen, die große Photovoltaikanlagen trennen, WLAN-Richtfunkstrecken gespannt.

Bei anderen Szenarien verbinden die Funkstrecken getrennt stehende, mit PV-Modulen belegte Hallen miteinander. Dabei sind sogenannte WLAN Outdoor Access Points, spezielle Schnittstellen für die drahtlose Kommunikation im Freien, auf den Dächern angebracht. Geschützt wird das Drahtlosnetzwerk durch eine WPA2-Verschlüsselung.

Über den Mobilfunkrouter und mittels VPN-Tunnel lassen sich alle Daten sicher abrufen. »Über diese Verbindung kommen sämtliche aktuellen Daten, die die Anlage meldet, in unserer neuen Verwaltungssoftware an«, sagt Schmitt. Das System verarbeitet die Informationen und reagiert entsprechend.

Ein mögliches Szenario könnte dabei so aussehen: Der Wechselrichter an der Solaranlage meldet eine Störung. Das System erfasst diese und erzeugt ein Reparatur-Ticket. Bestimmte in der Software definierte Parameter ordnen das Ticket automatisch dem richtigen Service-Techniker im Servicezentrum zu.

Dieser entscheidet über die weiteren Maßnahmen, ob er zum Beispiel über den VPN-Tunnel neue Einstellungen vornimmt und die Störung damit ganz einfach aus der Ferne behebt, einen Techniker zur Anlage schickt oder Ersatzteile über das System nachbestellt.

Auf Störungen Sofort reagieren

»Die neue Software in Verbindung mit den Lancom-Geräten ist ganz speziell auf unsere Bedürfnisse zugeschnitten und gewährleistet, alle Anlagendaten und -erträge genau zu überwachen«, erläutert Schmitt. »Der neue Weg ist schnell, direkt und einfach. Mit dieser Lösung greifen wir jederzeit auf die Anlagen zu und stellen diese aus der Ferne ein.«

Alle Vorkommnisse an den Anlagen werden in Echtzeit an das Servicezentrum übertragen. Somit können die dortigen Mitarbeiter Störungen, Abschaltungen oder Regeleingriffe durch den Stromnetzbetreiber erkennen und sofort reagieren. Damit tragen die Sonnenkraftwerke zur Stabilität des Stromnetzes bei.

Verfügbarkeit und Sicherheit

Mit dem aktuellen System ist das Unternehmen für die Zukunft gut aufgestellt, ist man sich dort sicher. »Wir erfüllen die Anforderungen des EEG und gewährleisten die hohe Verfügbarkeit und Überwachung unserer Photovoltaikanlagen«, fasst Schreck zusammen.

Das neue Netzwerk hat sich bewährt: 2013 werden weitere 30 Photovoltaikanlagen mit Mobilfunkroutern ausgestattet. »Ich kann mir gut vorstellen, dass wir mit dem von uns entwickelten Monitoringkonzept an den Markt gehen werden, um dieses auch anderen Betreibern anzubieten«, blickt Schreck noch weiter in die Zukunft.

Ein weiterer Punkt, der eine wichtige Rolle spielt, ist die Qualität und Verfügbarkeit des Netzwerks: »Alle notwendigen Industriestandards wurden erfüllt und wir arbeiten mit den Routern fast wartungsfrei«, berichtet Schmitt. Insgesamt sind die Ausfallzeiten der Anlagenkommunikation auf ein Minimum gesunken. Ist dennoch mal ein Austausch notwendig, gestaltet sich dieser normalerweise sehr unkompliziert, da der Techniker das richtige Gerät zur Hand hat. Vor Ort wird lediglich ausgetauscht und neu konfiguriert.

Auch das Thema Sicherheit nimmt man ernst: »In Zeiten von Cyberkriminalität steht die Stromversorgung in einem besonderen Fokus, da hier großer volkswirtschaftlicher Schaden entstehen kann«, berichtet Schreck. Damit das Netzwerk vor Angriffen aus dem Internet geschützt ist, setzt man neben der verschlüsselten Datenübertragung über VPN auch auf Sicherheitsfeatures in den Routern, zum Beispiel eine integrierte Firewall.

Dennoch bleibt Spielraum, um das System weiter zu verbessern. »Gerade bei den Routern haben wir noch nicht alle Möglichkeiten ausgeschöpft«, erklärt Schmitt. »Viele der Features nutzen wir noch gar nicht. Das Potenzial, die Überwachung noch weiter zu optimieren, ist somit da.«

Erschienen in Ausgabe: 05/2013