Monitorización LoRaWAN para plantas de energía solar y sitios de almacenamiento de baterías
Un ejemplo de aplicación de Robustel
Ejemplo de aplicación: datos clave
Industria
Parques solares a gran escala, plantas solares distribuidas y sitios híbridos de energía solar + almacenamiento.
Producto(s)
Robustel LG5100 LoRaWAN y puerta de enlace de computación periférica; RCMS (RobustLink, RobustVPN)
Desafíos
Las grandes instalaciones solares repartidas por amplias superficies necesitan datos en tiempo real sobre el rendimiento y los fallos de los inversores, las cajas combinadoras, los seguidores, las estaciones meteorológicas y los sistemas de almacenamiento. Muchos de esos activos se encuentran lejos de la fibra óptica o Ethernet, funcionan con baja potencia y no justifican la instalación de un router industrial completo en cada punto.
Resultados esperados
Utilice la tecnología de detección inalámbrica de largo alcance (LoRaWAN) para recopilar datos de campo en todo el sitio, almacenarlos localmente en la puerta de enlace LG5100 y enviar telemetría limpia a través de redes celulares o Ethernet. El departamento de operaciones obtiene visibilidad, informes de alarmas y pruebas de producción sin necesidad de enviar personal al campo con un ordenador portátil.
Los operadores solares son evaluados en función de la producción, el cumplimiento de la garantía y el tiempo de actividad, no solo por los megavatios instalados.
Una planta solar no es una sola caja. Se trata de filas de paneles, cajas combinadoras, cadenas de CC, seguidores, baterías, estaciones meteorológicas y puntos de medición repartidos a lo largo de cientos de metros o más. Cuando la producción cae en una cadena o una combinadora se sobrecalienta, es necesario saberlo rápidamente, no en la siguiente inspección manual.
El problema es la distancia. Tender cables hasta cada sensor es caro. Instalar un router móvil completo en cada plataforma no es realista. Muchos sensores son de baja potencia y se encuentran en recintos que nunca se diseñaron para redes tradicionales.
Al instalar un gateway Robustel LG5100 LoRaWAN & Edge Computing en las instalaciones, se crea un punto de recopilación local. Los sensores LoRaWAN de baja potencia informan del estado (corriente, tensión, temperatura, inclinación, irradiación, estado de carga de la batería, puerta del armario abierta, etc.) a través de una conexión inalámbrica de largo alcance. El LG5100 recibe esos datos, aplica una lógica básica y un filtrado en el borde, y luego reenvía solo lo que es relevante al SCADA, al sistema de gestión de energía o a la nube. Se obtiene una imagen en tiempo real del estado y el rendimiento sin necesidad de cablear cada rincón de la granja.
Retos empresariales
Antes de hablar sobre arquitectura, vale la pena mencionar la realidad cotidiana de cualquiera que gestione activos solares o de almacenamiento a gran escala.
- Gran huella física, cableado poco asequible: la infraestructura solar se extiende a lo largo de grandes distancias y terrenos abiertos. Llevar Ethernet o fibra óptica a cada caja combinadora, seguidor o mástil meteorológico es caro y lento. Esto hace que las partes críticas del emplazamiento queden prácticamente invisibles entre las inspecciones manuales.
- El bajo rendimiento cuesta dinero al instante: cuando la producción cae en un bloque, se nota en los informes de producción, los compromisos de PPA y las reclamaciones de garantía. Esperar horas para descubrir que un solo combinador se ha sobrecalentado o que un seguidor se ha detenido significa una pérdida de generación que no se puede facturar.
- La mayoría de los dispositivos de campo son de baja potencia y están sellados: los rastreadores, los monitores de cadenas, las sondas de temperatura de armarios y los instrumentos meteorológicos locales suelen funcionar con una potencia mínima y se encuentran en carcasas herméticas. No pueden albergar un router tradicional ni soportar sondeos frecuentes.
- Las inspecciones manuales no superan unos pocos MW: enviar a técnicos por toda la instalación con herramientas manuales para localizar «la caja caliente» o «la cadena muerta» requiere mucho trabajo, es arriesgado en condiciones de calor extremo y es reactivo. Para cuando se encuentra la avería, ya se ha perdido energía.
- La sala de control necesita señales utilizables, no ruido sin procesar: los equipos de operaciones quieren alarmas claras y datos de tendencias que puedan introducirse en plataformas SCADA, EMS o de análisis. No quieren una avalancha de datos sin procesar procedentes de los sensores. Necesitan datos estructurados en los que puedan confiar en una auditoría.
Descripción general de la solución
El operador solar instaló puertas de enlace Robustel LG5100 en todo el emplazamiento como puntos locales de recopilación y reenvío. Cada puerta de enlace actúa como concentrador LoRaWAN y procesador periférico, y luego utiliza una red de retorno celular o Ethernet para retransmitir datos estructurados aguas arriba. RCMS proporciona una supervisión centralizada de esas puertas de enlace en todos los bloques.
- LoRaWAN para detección de largo alcance y bajo consumo: el LG5100 sirve como puerta de enlace LoRaWAN in situ. Los sensores LoRaWAN de bajo consumo se instalan en inversores, cajas combinadoras, seguidores, puntos de medición y estaciones medioambientales. Envían mediciones en tiempo real (corriente, tensión, inclinación del panel, temperatura del armario, estado de carga) a través de una red inalámbrica de largo alcance sin necesidad de excavar nuevas zanjas ni de disponer de alimentación eléctrica en cada punto.
- Inteligencia periférica en la pasarela: el LG5100 no es solo un puente de radio. Ejecuta un entorno informático periférico para que la lógica básica se pueda ejecutar localmente. Esto incluye comprobaciones de umbrales (sobrecalentamiento, salida de cadenas anómala), correlaciones simples y preformateado en registros estructurados. Solo se reenvía lo que importa, no todas las lecturas de registros sin procesar.
- Backhaul a través de red celular o Ethernet: A continuación, la pasarela publica los datos filtrados en la plataforma SCADA, EMS, historiador o de monitorización del operador utilizando 4G/LTE o Ethernet, según esté disponible. Esto significa que no es necesario disponer de un pesado router industrial en cada grupo de sensores. Un LG5100 puede representar un bloque completo.
- RCMS para la visibilidad y el control de la flota: todas las pasarelas LG5100 están registradas en RCMS. Las operaciones pueden ver si cada sitio o bloque está en línea, comprobar la última hora de contacto, la señal celular, el uso de datos y la versión de configuración, y enviar actualizaciones de forma remota. Si una pasarela deja de funcionar, lo sabrá antes de que aparezca el fallo en su informe de producción.
- Patrón repetible en múltiples plantas: dado que el diseño es coherente (sensores LoRaWAN en el campo, LG5100 como punto de recopilación, RCMS para la supervisión), puede implementarlo planta por planta, fase por fase, sin necesidad de rediseñar su enfoque de telemetría cada vez.
Resultados esperados para el cliente
¿Cómo se define el éxito para el operador y el proveedor de servicios?
Para el operador solar:
- Detección más rápida de cadenas débiles o defectuosas, sobrecalentamiento de las cajas combinadoras, bloqueo de los seguidores y comportamiento anómalo de los inversores.
- Menos puntos ciegos en terrenos amplios. Incluso los rincones más remotos del recinto están informando.
- Menor exposición al campo. Los técnicos van directamente al fallo en lugar de buscarlo bajo una temperatura de 40 °C.
- Una vista registrada del rendimiento y las alarmas que respalda las reclamaciones de garantía, los informes de activos y las expectativas de los inversores.
Para socios de servicio:
- Un modelo de telemetría repetible y compatible que se puede implementar en múltiples granjas, no solo en un proyecto de demostración.
- Valor operativo continuo, ya que RCMS mantiene esas puertas de enlace visibles mucho tiempo después de la puesta en servicio.
- Una historia creíble para las partes interesadas: se trata de la supervisión de la producción de energía solar a escala industrial, no de un experimento.
Productos destacados
Pasarela Robustel LG5100 LoRaWAN
Gestión de dispositivos en la nube RCMS
Hable con un experto
Los activos solares y de almacenamiento ahora se supervisan como infraestructura de ingresos, no como instalaciones estáticas. Se espera que detecte los problemas a tiempo, proteja a los equipos de campo y respalde cada reclamación con datos.
Analicemos cómo un diseño de LoRaWAN + puerta de enlace periférica puede proporcionarle visibilidad completa del sitio sin necesidad de tender fibra hasta cada caja combinadora.