LoRaWAN-Überwachung für Solarkraftwerke und Batteriespeicherstandorte
Ein Anwendungsbeispiel für Robustel
Anwendungsbeispiel – Wissenswertes auf einen Blick
Industrie
Großflächige Solarparks, dezentrale Solaranlagen und Hybridanlagen aus Solarenergie und Speichersystemen
Produkt(e)
Robustel LG5100 LoRaWAN- und Edge-Computing-Gateway; RCMS (RobustLink, RobustVPN)
Herausforderungen
Große Solaranlagen, die sich über weitläufige Flächen erstrecken, benötigen Echtzeit-Leistungs- und Fehlerdaten von Wechselrichtern, Kombinationsboxen, Trackern, Wetterstationen und Speichersystemen. Viele dieser Anlagen befinden sich weit entfernt von Glasfaser- oder Ethernet-Anschlüssen, werden mit geringer Leistung betrieben und rechtfertigen nicht den Einsatz eines vollwertigen Industrierouters an jedem Punkt.
Erwartete Ergebnisse
Verwenden Sie Long Range Wireless Sensing (LoRaWAN), um Felddaten auf dem gesamten Gelände zu erfassen, diese lokal am LG5100-Gateway zu speichern und saubere Telemetriedaten über Mobilfunk oder Ethernet weiterzuleiten. Der Betrieb erhält Transparenz, Alarmmeldungen und Produktionsnachweise, ohne dass Mitarbeiter mit einem Laptop vor Ort sein müssen.
Solarbetreiber werden anhand ihrer Produktion, der Einhaltung von Garantien und der Betriebszeit beurteilt, nicht nur anhand der installierten Megawatt.
Eine Solaranlage besteht nicht aus einem einzigen Gehäuse. Sie besteht aus Reihen von Modulen, Kombinationsboxen, Gleichstromsträngen, Nachführsystemen, Batterien, Wetterstationen und Messpunkten, die über Hunderte von Metern oder mehr verteilt sind. Wenn die Leistung eines Strangs sinkt oder eine Kombinationsbox überhitzt, müssen Sie dies schnell erfahren und nicht erst bei der nächsten manuellen Begehung.
Das Problem ist die Entfernung. Die Verlegung von Kabeln zu jedem Sensor ist kostspielig. Die Installation eines vollständigen Mobilfunk-Routers an jedem Standort ist nicht realistisch. Viele Sensoren haben eine geringe Leistung und befinden sich in Gehäusen, die nie für herkömmliche Netzwerke konzipiert wurden.
Durch die Installation eines Robustel LG5100 LoRaWAN & Edge Computing Gateway vor Ort schaffen Sie einen lokalen Sammelpunkt. LoRaWAN-Sensoren mit geringem Stromverbrauch melden den Status (Strom, Spannung, Temperatur, Neigung, Bestrahlungsstärke, Ladezustand der Batterie, offene Schranktür usw.) über eine drahtlose Langstreckenverbindung. Das LG5100 empfängt diese Daten, wendet grundlegende Logik und Filterung am Rand an und leitet dann nur die für SCADA, das Energiemanagementsystem oder die Cloud relevanten Daten weiter. Sie erhalten ein Live-Bild des Zustands und des Ertrags, ohne jeden Winkel der Farm verkabeln zu müssen.
Geschäftliche Herausforderungen
Bevor wir über Architektur sprechen, lohnt es sich, die alltägliche Realität für alle zu beschreiben, die Solar- oder Speicheranlagen in großem Maßstab betreiben.
- Großer physischer Platzbedarf, keine kostengünstige Verkabelung: Die Solarinfrastruktur erstreckt sich über große Entfernungen und offenes Gelände. Die Verlegung von Ethernet- oder Glasfaserkabeln zu jeder Kombinationsbox, jedem Tracker oder jedem Wettermast ist teuer und zeitaufwendig. Dadurch bleiben wichtige Teile der Anlage zwischen den manuellen Inspektionen praktisch unsichtbar.
- Leistungsmängel kosten sofort Geld: Wenn die Leistung eines Blocks sinkt, macht sich dies in der Produktionsberichterstattung, den PPA-Verpflichtungen und den Gewährleistungsansprüchen bemerkbar. Stundenlanges Warten, um herauszufinden, dass ein einzelner Combiner überhitzt oder ein Tracker ausgefallen ist, bedeutet einen Verlust an Strom, den Sie nicht in Rechnung stellen können.
- Die meisten Feldgeräte sind stromsparend und versiegelt: Tracker, String-Monitore, Schranktemperaturfühler und lokale Wetterinstrumente werden oft mit minimaler Leistung betrieben und befinden sich in engen Gehäusen. Sie können keinen herkömmlichen Router beherbergen und keine häufigen Abfragen ausführen.
- Manuelle Begehungen sind nur bis zu einer bestimmten MW-Leistung skalierbar: Techniker mit Handgeräten über ein Gelände zu schicken, um „die heiße Box“ oder „die tote Leitung“ zu finden, ist arbeitsintensiv, bei großer Hitze riskant und reaktiv. Bis man den Fehler gefunden hat, hat man bereits Energie verloren.
- Der Kontrollraum benötigt verwertbare Signale, keine unaufbereiteten Störsignale: Die Betriebsteams benötigen klare Alarme und Trenddaten, die in SCADA-, EMS- oder Analyseplattformen eingespeist werden können. Sie wollen keine Flut von unverarbeiteten Sensordaten. Sie benötigen strukturierte Daten, auf die sie sich bei einer Prüfung verlassen können.
Lösungsübersicht
Der Solarbetreiber hat Robustel LG5100-Gateways als lokale Erfassungs- und Weiterleitungspunkte auf dem gesamten Gelände installiert. Jedes Gateway fungiert sowohl als LoRaWAN-Hub als auch als Edge-Prozessor und nutzt dann Mobilfunk- oder Ethernet-Backhaul, um strukturierte Daten weiterzuleiten. RCMS ermöglicht die zentrale Überwachung dieser Gateways über alle Blöcke hinweg.
- LoRaWAN für Fernmessungen mit geringem Stromverbrauch: Der LG5100 dient als LoRaWAN-Gateway vor Ort. LoRaWAN-Sensoren mit geringem Stromverbrauch werden an Wechselrichtern, Kombinationsboxen, Trackern, Messpunkten und Umweltstationen installiert. Sie senden Live-Messwerte – Strom, Spannung, Neigung der Module, Schranktemperatur, Ladezustand – über große Entfernungen drahtlos, ohne dass an jedem Punkt neue Gräben ausgehoben oder Stromleitungen verlegt werden müssen.
- Edge-Intelligenz im Gateway: Das LG5100 ist nicht nur eine Funkbrücke. Es verfügt über eine Edge-Computing-Umgebung, sodass grundlegende Logik lokal ausgeführt werden kann. Dazu gehören Schwellenwertprüfungen (Übertemperatur, abnormale Zeichenfolgenausgabe), einfache Korrelationen und die Vorformatierung in strukturierte Datensätze. Sie leiten nur das Weiter, was wichtig ist, und nicht jeden einzelnen Rohregisterwert.
- Backhaul über Mobilfunk oder Ethernet: Das Gateway überträgt die gefilterten Daten dann über 4G/LTE oder Ethernet (sofern verfügbar) an die SCADA-, EMS-, Historian- oder Überwachungsplattform des Betreibers. Das bedeutet, dass Sie nicht an jedem Sensorcluster einen schweren Industrierouter benötigen. Ein LG5100 kann einen ganzen Block repräsentieren.
- RCMS für Flottentransparenz und -kontrolle: Alle LG5100-Gateways sind in RCMS registriert. Der Betrieb kann sehen, ob jeder Standort oder Block online ist, die letzte Kontaktzeit, das Mobilfunksignal, die Datennutzung und die Konfigurationsversion überprüfen und Updates aus der Ferne übertragen. Wenn ein Gateway ausfällt, wissen Sie dies, bevor die Lücke in Ihrem Produktionsbericht sichtbar wird.
- Wiederholbares Muster über mehrere Anlagen hinweg: Da das Design einheitlich ist – LoRaWAN-Sensoren im Feld, LG5100 als Sammelstelle, RCMS zur Überwachung – können Sie es Anlage für Anlage und Phase für Phase einführen, ohne jedes Mal Ihren Telemetrieansatz neu zu konzipieren.
Erwartete Kundenergebnisse
Was Erfolg für den Betreiber und den Dienstleister bedeutet
Für den Solarbetreiber:
- Schnellere Erkennung von schwachen oder ausgefallenen Strings, überhitzten Kombinerboxen, blockierten Trackern und abnormalem Wechselrichterverhalten.
- Weniger tote Winkel auf weitläufigen Flächen. Selbst entlegene Ecken des Geländes werden erfasst.
- Geringere Feldbelastung. Techniker begeben sich direkt zum Fehlerort, anstatt ihn bei 40 °C Hitze zu suchen.
- Eine aufgezeichnete Ansicht der Leistung und Alarme, die Garantieansprüche, Anlagenberichte und Investorenanforderungen unterstützt.
Für Servicepartner:
- Ein wiederholbares, unterstützbares Telemetriemodell, das Sie über mehrere Farmen hinweg einsetzen können, nicht nur in einem einzigen Vorzeigeprojekt.
- Anhaltender betrieblicher Nutzen, da RCMS diese Gateways auch lange nach der Inbetriebnahme sichtbar hält.
- Eine glaubwürdige Geschichte für Stakeholder: Dies ist Produktionsüberwachung für Solarkraftwerke im Versorgungsmaßstab, kein Experiment.
Empfohlene Produkte
Robustel LG5100 LoRaWAN-Gateway
RCMS Cloud-Geräteverwaltung
Sprechen Sie mit einem Experten
Solar- und Speicheranlagen werden heute wie Umsatzinfrastrukturen überwacht und nicht mehr wie statische Installationen. Von Ihnen wird erwartet, dass Sie Probleme frühzeitig erkennen, die Teams vor Ort schützen und jede Reklamation mit Daten untermauern.
Lassen Sie uns darüber sprechen, wie Ihnen ein LoRaWAN + Edge-Gateway-Design vollständige Standorttransparenz bieten kann, ohne dass Sie Glasfaserkabel zu jeder Kombinationsbox verlegen müssen.