Alle an einem Strang

Uwe Herzog für Common-Link, Karlsruhe

Moduloberflächen müssen von Zeit zu Zeit gereinigt werden. „Auch das Auslösen von Sicherungen und Überspannungsschutz ist ein häufig zu beobachtendes Problem, sofern es nicht zeitnah bemerkt wird. Ebenso Kurzschlüsse durch Marderbisse oder Klimabelastungen durch Sturm, extremen Frost oder Feuchtigkeit, die zu Störungen an den Anschlussblöcken der Module führen können. In den Sommermonaten trägt zudem die latente Überhitzungsgefahr zu deutlichen Leistungsverlusten bei“, fasst Dipl.-Ing. Wolfgang Schläfer von der Karlsruher Common-Link die wichtigsten Fehlerquellen zusammen. Nach Angaben des Gesamtverbandes der Deutschen Versicherungswirtschaft (GDV) steigt die Zahl der Schadensfälle durch Extremwetter oder technische Defekte bei Photovoltaikanlagen stetig – zuletzt um 40 % innerhalb eines Jahres. Bei der Regulierung sind Ertragsausfälle jedoch nicht gedeckt.

Um den drohenden Folgen einer aufwendig langen Fehlersuche und den damit verbundenen Ertragseinbußen vorzubeugen ist es notwendig, die einzelnen Strangströme der Module bereits vor der Übergabe an die Wechselrichter zu messen und im Blick zu behalten. Die Krux: Zunächst muss im Schaltschrank Platz für zahllose Module zur Messung einzelner Ströme geschaffen werden. Dies hat auch deshalb einen hohen Verdrahtungsaufwand zur Folge, weil Sammelschiene und Messeinrichtung meist zwei eigenständige Komponenten sind. Aufgrund des großen Platzbedarfes und hoher Kosten pro Messkanal war daher bisher nur eine begrenzte Anzahl von Messkanälen und damit eine eher geringe Datenausbeute möglich. Zudem passen die meisten herkömmlichen Messgeräte nicht in das genormte Schaltschrankraster und verfügen nur über einfache Schraubklemmen, die regelmäßig kontrolliert und nachgezogen werden müssen.

Um diesem Montagewirrwarr ein Ende zu bereiten und zugleich eine effiziente Fehlersuche zu gewährleisten, hat das Karlsruher Entwicklerhaus weiter gedacht. Das Ergebnis: DC-Monitor – ein Kompaktgerät für die Strangstrommessung mit integrierter Sammelschiene und einem Querschnitt von derzeit bis zu 320 mm², das eine zuverlässige Erfassung der Strangmesswerte ermöglicht. DC steht bei dieser intelligenten Sammelschiene für Gleichstrom. Entsprechend erfolgt die Montage zwischen Generator und Wechselrichter. Im Schaltschrank geschieht dies passgenau und ohne Zusatzaufwand auf der dort vorhandenen Hutschiene. Das Gerät ist sowohl für die Integration im Plus- als auch im Minus-Pfad geeignet. Die Stromversorgung erfolgt potenzialfrei aus dem Bussystem. Dabei zeichnet sich der DC-Monitor durch eine extrem geringe Verlustleistung aus – trotz Sammelschiene liegt der Verlust bei deutlich unter 1 Watt pro Messkanal. Der Schaltschrank heizt sich folglich nicht unnötig auf. Hier die wichtigsten Funktionen und Eigenschaften des DC-Monitor:

Sämtliche Messwerte werden in den vom Betreiber vorgegebenen Intervallen an das Rechenzentrum des Unternehmens übertragen. Fortan ist der Betreiber nicht mehr auf kostenintensive Wartungsintervalle angewiesen. Er kann nun Störungen in der Anlage unmittelbar lokalisieren und gezielt vor Ort beheben. Die passwortgeschützte Anmeldung im System via Internet genügt: Dank einer aufgeräumten Bedienungsoberfläche ist die Erfassung und Bewertung aller wesentlichen Messdaten auf einen Blick möglich. Je größer die Zahl der gemessenen Ströme, desto wichtiger ist eine übersichtliche Analyse. Dazu gehören Abweichungen von Mittel- und Kennwerten ebenso wie aussagekräftige grafische Vergleichsübersichten der Strangleistungen. Eine weitere nützliche Funktion: die Konfiguration und Aktivierung von Alarmfunktionen. Die Daten werden im Rechenzentrum des Unternehmens analysiert und aufbereitet und stehen dem Anwender innerhalb von Sekunden an jedem Ort der Welt zur Verfügung, ohne lästige Softwareinstallation. Zusätzlich wird der Servicetechniker schnellstens auch per SMS, per E-Mail oder per Fax informiert. Zuvor legen Betreiber oder Installateur fest, welche Fehlertoleranzen überschritten werden müssen, bevor ein Alarm generiert wird. Die gewonnenen Informationen und Alarmmeldungen ermöglichen eine optimale Betriebsführung. Auf Wunsch ist dank der durchdachten Datenstruktur auch eine Anbindung an das kundeneigene IT-System problemlos realisierbar – im Bedarfsfall sogar schlüsselfertig. Der zunehmende Standard für smart metering Lösungen nach IEC 61850 wird mit entsprechenden Interfaces unterstützt.

Sehr flexibel sind die umfassenden Möglichkeiten der sicheren Datenübertragung zwischen der Überwachungseinheit vor Ort und dem Rechenzentrum. Diese ist nicht nur via LAN/DSL, ISDN oder Analogtelefonkabel realisierbar: „Viele Kunden nutzen die sichere und kostengünstige Übertragung mittels Mobilfunk, besonders bei Freilandanlagen oder bei Installationen auf Pachtdächern“ so Wolfgang Schläfer, „wir bieten diesen Übertragungsweg als Komplettpaket inklusive der Verwaltung aller angeschlossenen SIM-Karten an. Hierfür haben wir mit T-Systems einen sehr leistungsfähigen Partner gefunden, der über die derzeit höchste Funkabdeckung verfügt. Dadurch ist eine verlässliche Übertragung auch in ländlichen und abgelegenen Gebieten gewährleistet.“

Umfangreiche Selbstüberwachungsfunktionen runden das Leistungsprofil des DC-Monitors als Teil eines modularen Überwachungssystems ab. Dazu zählen ein leistungsstarker Datenlogger mit geringem Energiebedarf, Sensoren für die Einstrahlungs- und Temperaturmessung, Energiezähler und Module zur unterbrechungs- freien Stromversorgung. Der DC-Monitor eignet sich für PV-Anlagen ab 4 Strings pro Wechselrichter/AC-Messstelle.

Fazit: Die intelligente Sammelschiene DC-Monitor erleichtert die Arbeit, erspart unnötige Installations- und Rüstkosten, beschleunigt notwendige Wartungs- und Reparaturmaßnahmen und hilft, Ausfallzeiten zu verringern oder ganz zu vermeiden – ein wichtiger Schritt zu mehr Betriebssicherheit und Ertrag.