DE102012013419A1 - Device for monitoring photovoltaic system that is utilized for generating electric power from solar radiation, has data processing system connected with transmitter, where sensor or data providing device and meter are connected with system - Google Patents

Device for monitoring photovoltaic system that is utilized for generating electric power from solar radiation, has data processing system connected with transmitter, where sensor or data providing device and meter are connected with system Download PDF

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DE102012013419A1
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Ralf Hartig
Andreas Braumann
Tobias Sauer
Karsten Beuthner
Udo Rindelhardt
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Hochschule Mittweida FH
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Hochschule Mittweida FH
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Abstract

The device has an energy meter (2) for determining electrical energy converted from a solar radiation using a photovoltaic system (1). A solar radiation sensor (3) or a weather data providing device and the meter are connected with a data processing system (4) for storage of values of solar radiation and weather data and determining efficiency or performance of the photovoltaic system from transformed energy and an operational parameter of the photovoltaic system and data of a model. The processing system is connected with a transmitter (5) for transmission of data to a central device (6).

Description

Die Erfindung betrifft Einrichtungen zur Überwachung einer Photovoltaik-Anlage.The invention relates to devices for monitoring a photovoltaic system.

Regenerative Energien in Form von Solarenergie, Windenergie, Biomasse, Wasser oder Erdwärme spielen in der Energieversorgung eine immer größere Rolle. Neben den großen Vorteilen der regenerativen Energien birgt deren Nutzung aber auch erhebliche Probleme wie

  • – schwankende Verfügbarkeit der gelieferten Energie durch Nutzung von fluktuierenden Umweltenergien,
  • – größere Variationsbreite der äußeren Einflüsse auf das Betriebsverhalten der Anlage und
  • – gegenüber den klassischen Erzeugern hoher finanzieller Aufwand in der Investition sowie teilweise lange Amortisationszeiten.
Renewable energies in the form of solar energy, wind energy, biomass, water or geothermal energy are playing an increasingly important role in energy supply. In addition to the great advantages of regenerative energies, their use also poses significant problems such as
  • - fluctuating availability of the delivered energy through the use of fluctuating environmental energies,
  • - greater variation of external influences on the performance of the system and
  • - Compared to the classic producers high financial investment and partly long payback periods.

Insbesondere die hohen Kapitalkosten und die Vielfältigkeit der Störeinflüsse über die den Lebenszyklus der Anlage machen es für den Nutzer notwendig, die Anlagen permanent zu überwachen,

  • – um die Versorgungsaufgabe absichern zu können und
  • – durch den Einsatz der Anlagen einen positiven wirtschaftlichen Erfolg zu erzielen.
In particular, the high cost of capital and the variety of disturbances over the life cycle of the plant make it necessary for the user to permanently monitor the facilities,
  • - to be able to secure the supply task and
  • - To achieve a positive economic success through the use of the facilities.

Störungen an den dezentralen und/oder regenerativen Erzeugungsanlagen können zu erheblichen Leistungseinbußen führen und somit Mindererträge verursachen, welche vor allem wenn sie nicht bemerkt werden, zur Verlängerung der Amortisationszeit führen.Disruptions to the decentralized and / or regenerative generation plants can lead to considerable performance losses and thus cause lower yields, which, especially if they are not noticed, lead to an extension of the amortization period.

Auf dem Gebiet der Anlagenüberwachung sind beispielsweise die Druckschriften DE 102 42 648 A1 Verfahren zur Betriebsüberwachung einer Photovoltaik-Anlage, DE 20 2005 012 185 U1 Überwachungsgerät Photovoltaikanlage und DE 10 2008 003 272 A1 Überwachungseinheit für Photovoltaik-Module bekannt. Diese beinhalten Systeme zur Überwachung von Photovoltaik-Anlagen. Die Systeme basieren auf unterschiedlichen Messverfahren und Auswertealgorithmen. Dazu werden Strom und Spannung bezogen entweder auf die gesamte Anlage oder auf einzelne Module gemessen. Aus der Messung gehen weitere Parameter zur Überwachung des Betriebsverhaltens hervor. Diesen Druckschriften ist gemein, dass zusätzliche Hardware zur Messung der relevanten Größen, Datenkommunikation und Auswertung installiert werden muss.In the field of plant monitoring, for example, the publications DE 102 42 648 A1 Method for monitoring the operation of a photovoltaic system, DE 20 2005 012 185 U1 Monitor photovoltaic system and DE 10 2008 003 272 A1 Monitoring unit for photovoltaic modules known. These include systems for monitoring photovoltaic systems. The systems are based on different measuring methods and evaluation algorithms. For this purpose, current and voltage are measured based on either the entire system or on individual modules. The measurement gives rise to further parameters for monitoring the operating behavior. These documents have in common that additional hardware for measuring the relevant sizes, data communication and evaluation must be installed.

Der im Patentanspruch 1 angegebenen Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Betrieb einer Photovoltaik-Anlage einfach entsprechend der herrschenden Witterungsbedingungen zu überwachen und dem Betreiber automatisch Parameter zum Betriebsverhalten der Anlage zur Verfügung zu stellen.The specified in claim 1 invention has for its object to easily monitor the operation of a photovoltaic system according to the prevailing weather conditions and automatically provide the operator parameters for the performance of the system.

Diese Aufgabe wird mit den im Patentanspruch 1 aufgeführten Merkmalen gelöst.This object is achieved with the features listed in claim 1.

Die Einrichtungen zeichnen sich insbesondere dadurch aus, dass Photovoltaik-Anlagen einfach entsprechend der herrschenden Witterungsbedingungen überwachbar sind.The facilities are characterized in particular by the fact that photovoltaic systems can be monitored easily in accordance with the prevailing weather conditions.

Dazu weist die Einrichtung jeweils wenigstens einen Globalstrahlungssensor oder eine Wetterdaten bereitstellende Einrichtung oder einen Globalstrahlungssensor und eine Wetterdaten bereitstellende Einrichtung auf. Weiterhin wird mittels eines Energiezählers die mit der Photovoltaik-Anlage aus der Globalstrahlung umgewandelte elektrische Energie bestimmt. Der Globalstrahlungssensor oder die Wetterdaten bereitstellende Einrichtung oder der Globalstrahlungssensor und die Wetterdaten bereitstellende Einrichtung sowie der Energiezähler sind mit einem Datenverarbeitungssystem

  • – zur zeitbezogenen Speicherung der Werte der Globalstrahlung oder der Wetterdaten oder der Globalstrahlung und der Wetterdaten, so dass das Datenverarbeitungssystem ein Modell mit Werten der Globalstrahlung oder der Wetterdaten oder der Globalstrahlung und der Wetterdaten der Vergangenheit aufweist,
  • – zur Bestimmung des Parameters der Photovoltaik-Anlage aus der Globalstrahlung und den Stammdaten in Form der Fläche, der Neigung und der Ausrichtung der Photovoltaik-Anlage in einem Zeitintervall und
  • – zur zeitbezogenen Ermittlung des Wirkungsgrades oder der Leistung der Photovoltaik-Anlage aus der umgewandelten Energie sowie des Parameters der Photovoltaik-Anlage sowohl im Zeitintervall als auch mit Daten des Modells
verbunden.For this purpose, the device has in each case at least one global radiation sensor or a device providing weather data or a global radiation sensor and a device providing weather data. Furthermore, the energy converted by the photovoltaic system from the global radiation electrical energy is determined by means of an energy meter. The global radiation sensor or the weather data providing device or the global radiation sensor and the weather data providing device and the energy meter are provided with a data processing system
  • For the time-related storage of the values of the global radiation or the weather data or the global radiation and the weather data, so that the data processing system has a model with values of the global radiation or the weather data or the global radiation and the weather data of the past,
  • - To determine the parameter of the photovoltaic system from the global radiation and the master data in terms of area, inclination and orientation of the photovoltaic system in a time interval and
  • - For time-based determination of the efficiency or the performance of the photovoltaic system from the converted energy and the parameter of the photovoltaic system both in the time interval and with data of the model
connected.

Das Datenverarbeitungssystem ist weiterhin mit einem Sender zur Datenübertragung an eine Zentraleinrichtung zusammengeschaltet.The data processing system is further interconnected with a transmitter for data transmission to a central device.

Regenerative Energien in Form von Solarenergie, Windenergie, Biomasse, Wasserkraft und Erdwärme spielen in der Energieversorgung eine immer größere Rolle. Neben den Vorteilen der regenerativen Energien birgt deren Nutzung aber auch erhebliche Probleme beispielsweise in Form von

  • – schwankender Verfügbarkeit der gelieferten Energie durch Nutzung von fluktuierenden Umweltenergien (Wind, Sonne, etc.) und
  • – größerer Variationsbreite der äußeren Einflüsse auf das Betriebsverhalten der Anlage.
Renewable energies in the form of solar energy, wind energy, biomass, hydropower and geothermal energy are playing an increasingly important role in energy supply. In addition to the advantages of regenerative energies, their use also entails considerable problems, for example in the form of
  • - fluctuating availability of the delivered energy through the use of fluctuating environmental energies (wind, sun, etc.) and
  • - Larger variation of the external influences on the operating behavior of the plant.

Insbesondere aber auch die hohen Kosten und die Vielfältigkeit der Störeinflüsse über den Lebenszyklus der Anlage machen es für den Nutzer notwendig, die Anlagen permanent zu überwachen,

  • – um die Versorgungsaufgabe absichern zu können und
  • – durch den Einsatz der Anlagen einen positiven wirtschaftlichen Erfolg zu erzielen.
In particular, however, the high costs and the diversity of the disturbances over the life cycle of the plant make it necessary for the user to permanently monitor the plants,
  • - to be able to secure the supply task and
  • - To achieve a positive economic success through the use of the facilities.

Den Anlagen ist gemein, dass ein wirtschaftlicher Einsatz nur bei Betrieb im optimalen Arbeitspunkt sinnvoll ist.The common feature of the systems is that economical use only makes sense for operation at the optimum operating point.

Um dies zu gewährleisten besteht die zwingende Notwendigkeit der permanenten Überwachung der Photovoltaik-Anlage und somit eine optimale Anlagenfahrweise. Vorteilhafterweise erfolgt die Auswertung des Betriebsverhaltens über den Wirkungsgrad oder die Leistung auf Basis der Größe und der Eigenschaften der Photovoltaik-Anlage als Stammdaten. Dieser wird dem Anlagenbetreiber ständig zur Verfügung gestellt.To ensure this, there is a compelling need for permanent monitoring of the photovoltaic system and thus optimal plant operation. Advantageously, the evaluation of the operating behavior on the efficiency or the performance based on the size and the properties of the photovoltaic system as master data. This is constantly made available to the plant operator.

Grundlage dazu bildet die Globalstrahlung, die die gesamte an der Erdoberfläche auf eine horizontale Empfangsfläche auftreffende Solarstrahlung darstellt. Diese besteht aus der auf die Photovoltaik-Anlage direkt auftreffenden Solarstrahlung und der als Diffusstrahlung bekannten Strahlung, die über Streuung an Wolken, Wasser- und Staubteilchen die Erdoberfläche erreicht.The basis for this is the global radiation, which represents the entire solar radiation incident on the earth's surface on a horizontal receiving surface. This consists of the solar radiation incident directly on the photovoltaic system and the radiation known as diffuse radiation, which reaches the earth's surface via scattering on clouds, water particles and dust particles.

Die Ermittlung des Wirkungsgrades bedeutet die Messung zugeführter Energie im Verhältnis zu umgewandelter elektrischer Energie. Die Analyse der ermittelten Betriebsergebnisse stellt den Abgleich mit vorgegebenen wandlerspezifischer Grenzen dar.The determination of the efficiency means the measurement of supplied energy in relation to converted electrical energy. The analysis of the determined operating results represents the comparison with predetermined converter-specific limits.

Zu diesem Zweck werden durch Messung der zugeführten und abgegebenen Leistung Betriebskennzahlen bestimmt und somit Verlustleistung und sonstige Störungen detektiert. Dazu dient insbesondere der Parameter der Photovoltaik-Anlage in Form der theoretisch maximal abzugebenden Leistung aus der Globalstrahlung dividiert durch maximal installierte Leistung.For this purpose, by measuring the supplied and delivered power operating characteristics are determined and thus detected power loss and other disturbances. In particular, the parameter of the photovoltaic system serves in the form of the theoretically maximum output power from the global radiation divided by the maximum installed power.

Vorteilhafterweise erfolgt die Anlagenüberwachung über Energiezähler, welche als abrechnungsrelevant gelten und somit vorgeschrieben sind. Dies hat zur Folge, dass eine kostengünstige Installation der Einrichtung als Überwachungssystem erfolgen kann. Durch die lokale Messung von Ein- und Ausgangsgrößen kann dem Anlagenbetreiber eine zeitnahe und hochaufgelöste Auswertung seiner Anlage zur Verfügung gestellt werden.Advantageously, the plant monitoring via energy meter, which are considered relevant for billing and thus prescribed. This has the consequence that a cost-effective installation of the device can take place as a monitoring system. By local measurement of input and output variables, the plant operator can be provided with a timely and high-resolution evaluation of his plant.

Verschleißerscheinung oder Veränderungen an der Anlage, welche nicht als Störfall des Betriebs detektiert und signalisiert werden, aber zu einer erheblichen Minderung des Ertrages führen, sind erkenn- und behebbar. Dabei handelt es sich unter anderem um kurzfristige Änderungen wie Verschmutzung und Ausfall von Modulen oder Schaltkreisen oder langfristige Erscheinungen wie Alterung und Verschattung durch wachsende Bäume.Wear and tear or changes to the system, which are not detected and signaled as an accident of operation, but lead to a significant reduction in the yield, can be detected and repaired. These include, for example, short-term changes such as contamination and failure of modules or circuits or long-term phenomena such as aging and shading by growing trees.

Darüber hinaus ist das Datenverarbeitungssystem so mit wenigstens einem Globalstrahlungssensor zur Bestimmung der Globalstrahlung und/oder einer Wetterdaten bereitstellenden Einrichtung verbunden, dass die Werte der Globalstrahlung und/oder die Wetterdaten im Datenverarbeitungssystem zeitbezogen gespeichert werden. Weiterhin weist das Datenverarbeitungssystem das Modell mit Werten der Globalstrahlung und/oder der Wetterdaten der Vergangenheit auf, so dass der Wirkungsgrad oder die Leistung der Photovoltaik-Anlage aus der umgewandelten Energie der Daten des Modells sowie des Parameters der Photovoltaik-Anlage zeitbezogen bestimmt wird.In addition, the data processing system is connected to at least one global radiation sensor for determining the global radiation and / or a device providing weather data such that the values of the global radiation and / or the weather data are stored in the data processing system in a time-related manner. Furthermore, the data processing system has the model with values of the global radiation and / or the weather data of the past, so that the efficiency or the performance of the photovoltaic system from the converted energy of the data of the model and the parameter of the photovoltaic system is determined time related.

Ein Globalstrahlungssensor ist ein bekannter Sensor zur Erfassung des Momentanwerts der Globalstrahlung. Dazu kommen bekannte Pyranometer zum Einsatz. Die Momentanwerte der Globalstrahlung unterliegen wetterbedingt starken Schwankungen. Weiterhin schwankt diese entsprechend der Tageszeit und der Jahreszeiten. Vorteilhafterweise können auch Wetterdaten genutzt werden. Damit ist leicht ein Modell der Photovoltaik-Anlage mit der umgewandelten Energie in Abhängigkeit des Wetters und damit des Wirkungsgrades zeitbezogen zu ermitteln. Weiterhin weist das Datenverarbeitungssystem das Modell mit Werten der Globalstrahlung und/oder der Wetterdaten der Vergangenheit auf, so dass der Wirkungsgrad oder die Leistung der Photovoltaik-Anlage aus der umgewandelten Energie der Daten des Modells sowie des Parameters der Photovoltaik-Anlage zeitbezogen bestimmt wird. Das Modell beschreibt damit ein Messnetz zur Messung der Wetterdaten in einem eingegrenzten Gebiet.A global radiation sensor is a well-known sensor for measuring the instantaneous value of global radiation. In addition, known pyranometers are used. The instantaneous values of global radiation are subject to strong fluctuations due to weather conditions. Furthermore, this varies according to the time of day and the seasons. Advantageously, weather data can also be used. This makes it easy to determine a model of the photovoltaic system with the converted energy as a function of the weather and thus of the efficiency time-related. Furthermore, the data processing system has the model with values of the global radiation and / or the weather data of the past, so that the efficiency or the performance of the photovoltaic system from the converted energy of the data of the model and the parameter of the photovoltaic system is determined time related. The model thus describes a measuring network for measuring the weather data in a limited area.

Photovoltaik-Anlagen bestehen in der Regel aus geneigt angeordneten Solarmodulen. Die Strahlung auf diese Flächen enthält als zusätzliche Komponente die vom Erdboden reflektierte Sonnenstrahlung, welche insbesondere bei stark reflektierenden Bodenflächen auftritt. Darüber hinaus hängt die Veränderung des direkt einwirkenden Strahlungsanteils von der Veränderung des Einfallswinkels ab, welche sich aus dem Sonnenstand und dem Neigungswinkel der Fläche ergibt.Photovoltaic systems usually consist of inclined solar modules. The radiation on these surfaces contains as an additional component of the reflected solar radiation from the ground, which occurs especially in highly reflective floor surfaces. In addition, the change in the direct-acting radiation component depends on the change in the angle of incidence resulting from the position of the sun and the angle of inclination of the surface.

Vorteilhafterweise wird deshalb auch ein im Datenverarbeitungssystem gespeichertes Modell mit Werten der Globalstrahlung der Vergangenheit genutzt.Advantageously, therefore, a model stored in the data processing system with values of the global radiation of the past is also used.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Patentansprüchen 2 bis 8 angegeben. Advantageous embodiments of the invention are specified in the claims 2 to 8.

Der Energiezähler und das Datenverarbeitungssystem sind nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 2 so miteinander verbunden, dass das Datenverarbeitungssystem ein den Wirkungsgrad oder die Leistung der Photovoltaik-Anlage auf Basis eines Zeitbereichs ermittelndes Datenverarbeitungssystem ist.The energy meter and the data processing system are interconnected according to the embodiment of claim 2, that the data processing system is a data processing system which determines the efficiency or the performance of the photovoltaic system on the basis of a time range.

Der Globalstrahlungssensor ist nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 3 mit mehreren Energiezählern von Photovoltaik-Anlagen verbunden. Der Globalstrahlungssensor ist dazu beispielsweise ein Bestandteil einer regionalen Wetterstation.The global radiation sensor is connected according to the embodiment of claim 3 with multiple energy meters of photovoltaic systems. For example, the global radiation sensor is part of a regional weather station.

Die Energiezähler, der Globalstrahlungssensor und das Datenverarbeitungssystem sind nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 4 so miteinander verbunden, dass das Datenverarbeitungssystem ein einen Fehler der Photovoltaik-Anlagen aus einer linearen Gleichung der Parameter der Photovoltaik-Anlagen in Abhängigkeit von der Globalstrahlung gleitend über einen Zeitraum bestimmendes Datenverarbeitungssystem ist. Zwischen der Globalstrahlung und der erzeugten Energie besteht ein linearer Zusammenhang. Daraus kann über einen bestimmten Zeitraum die lineare Gleichung oder Gerade gleitend ermittelt werden. Alle Abweichungen von dieser „Idealen” Geraden sind damit ermittelbar. Diese können durch Anlagenfehler hervorgerufen werden.The energy meter, the global radiation sensor and the data processing system are connected to each other according to the embodiment of claim 4, that the data processing system a fault of the photovoltaic systems from a linear equation of the parameters of the photovoltaic systems as a function of the global radiation over a period determining data processing system is. There is a linear relationship between the global radiation and the generated energy. From this, the linear equation or straight line can be determined over a certain period of time. All deviations from this "ideal" line can thus be determined. These can be caused by system errors.

Der Energiezähler und das Datenverarbeitungssystem sind nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 5 so miteinander verbunden, dass das Datenverarbeitungssystem ein die Wirkungsgrade oder Leistungen der Photovoltaik-Anlage wenigstens der Zeitbereiche miteinander vergleichendes und Differenzen ermittelndes Datenverarbeitungssystem ist.According to the embodiment of claim 5, the energy meter and the data processing system are connected to one another in such a way that the data processing system is a data processing system that compares the efficiencies or performances of the photovoltaic system at least in the time ranges and determines differences.

Der Energiezähler, mehrere Globalstrahlungssensoren und das Datenverarbeitungssystem sind nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 6 so miteinander verbunden, dass das Datenverarbeitungssystem ein Wirkungsgrade oder Leistungen der Photovoltaik-Anlage aus der umgewandelten Energie im Zeitintervall sowie des Parameters der Photovoltaik-Anlage in Abhängigkeit des jeweiligen Globalstrahlungssensors ermittelndes und ein die Wirkungsgrade oder Leistungen miteinander vergleichendes sowie ein daraus Differenzen ermittelndes Datenverarbeitungssystem ist.The energy meter, several global radiation sensors and the data processing system are connected to each other according to the embodiment of claim 6, that the data processing system an efficiencies or benefits of the photovoltaic system from the converted energy in the time interval and the parameter of the photovoltaic system depending on the respective global radiation sensor and determining is a data processing system that compares the efficiencies or services and a difference determining therefrom.

Das Datenverarbeitungssystem, die Zentraleinrichtung und nutzerspezifische Geräte sind nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 7 über ein Netzwerk und/oder ein lokales Netzwerk miteinander verbunden.The data processing system, the central device and user-specific devices are connected to each other according to the embodiment of claim 7 via a network and / or a local network.

Nutzerspezifische Geräte sind dabei insbesondere Geräte mit einem Bildschirm zur optischen Darstellung der aufbereiteten Messdaten.User-specific devices are in particular devices with a screen for optical representation of the processed measurement data.

Der Energiezähler, das Datenverarbeitungssystem und der Sender sind nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 8 günstigerweise eine miteinander verbundene Baugruppe. Damit wird dem Betreiber eine kompakte Funktionsbaugruppe zur Verfügung gestellt, welches ohne Beeinflussen der lokalen Infrastruktur installierbar ist.The energy meter, the data processing system and the transmitter are according to the embodiment of claim 8 conveniently a interconnected assembly. This provides the operator with a compact function module which can be installed without influencing the local infrastructure.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen jeweils prinzipiell dargestellt und wird im Folgenden näher beschrieben.An embodiment of the invention is illustrated in principle in the drawings and will be described in more detail below.

Es zeigt dieIt shows the

1 eine Einrichtung zur Überwachung einer Photovoltaik-Anlage. 1 a device for monitoring a photovoltaic system.

Eine Einrichtung zur Überwachung einer Photovoltaik-Anlage 1 besteht im Wesentlichen aus der Photovoltaik-Anlage 1, einem Energiezähler 2, einem Globalstrahlungssensor 3, einem Datenverarbeitungssystem 4, einem Sender 5 zur Datenübertragung und einer Zentraleinrichtung 6.A device for monitoring a photovoltaic system 1 consists essentially of the photovoltaic system 1 , an energy meter 2 , a global radiation sensor 3 , a data processing system 4 , a transmitter 5 for data transmission and a central facility 6 ,

Die 1 zeigt eine Einrichtung zur Überwachung einer Photovoltaik-Anlage in einer prinzipiellen Darstellung.The 1 shows a device for monitoring a photovoltaic system in a schematic representation.

Die von der Photovoltaik-Anlage 1 umgewandelte Energie wird mittels des Energiezählers 2 gemessen. Der Globalstrahlungssensor 3 dient der Ermittlung der Sonnenstrahlung. Dieser ist dazu ein Bestandteil der Photovoltaik-Anlage 1, einer lokalen Wetterstation oder einer regionalen Wetterstation.The of the photovoltaic system 1 converted energy is by means of the energy meter 2 measured. The global radiation sensor 3 serves to determine the solar radiation. This is part of the photovoltaic system 1 , a local weather station or a regional weather station.

Der Energiezähler 2 und der Globalstrahlungssensor 3 sind mit dem Datenverarbeitungssystem 4 verbunden. Dazu ist das Datenverarbeitungssystem 4 ein Bestandteil einer Baugruppe mit dem Energiezähler 2 als weiteren Bestandteil. Der Energiezähler 2 und das Datenverarbeitungssystem 4 sind direkt zusammengeschaltet. Der Globalstrahlungssensor 3 ist über ein Datennetz oder ein lokales Datennetz mit dem Datenverarbeitungssystem 4 verbunden. Dabei können auch weitere Photovoltaik-Anlagen 1 mit dem Globalstrahlungssensor 3 über das Datennetz miteinander verbunden sein.The energy meter 2 and the global radiation sensor 3 are with the data processing system 4 connected. This is the data processing system 4 a component of an assembly with the energy meter 2 as another ingredient. The energy meter 2 and the data processing system 4 are directly interconnected. The global radiation sensor 3 is via a data network or a local area network with the data processing system 4 connected. This can also include other photovoltaic systems 1 with the global radiation sensor 3 be connected to each other via the data network.

Das Datenverarbeitungssystem 4 ist ein Datenverarbeitungssystem 4

  • – zur Bestimmung der Parameter der Photovoltaik-Anlage 1 aus der Globalstrahlung und den Stammdaten der Photovoltaik-Anlage 1 in einem Zeitintervall und
  • – zur Ermittlung des Wirkungsgrades der Photovoltaik-Anlage 1 aus der umgewandelten Energie im Zeitintervall sowie des Parameters der Photovoltaik-Anlage 1.
The data processing system 4 is a data processing system 4
  • - to determine the parameters of the photovoltaic system 1 from the global radiation and the master data of the photovoltaic system 1 in a time interval and
  • - To determine the efficiency of the photovoltaic system 1 from the converted energy in the time interval and the parameter of the photovoltaic system 1 ,

Die Größe und die Eigenschaften der Photovoltaik-Anlage 1 bestimmt deren Stammdaten.The size and characteristics of the photovoltaic system 1 determines their master data.

Neben dem Zeitintervall ist der Wirkungsgrad der Photovoltaik-Anlage 1 auch in einem Zeitbereich, der länger als das Zeitintervall ist, und/oder auch über einen Zeitraum, der länger als der Zeitbereich ist, im Datenverarbeitungssystem 4 ermittelbar.In addition to the time interval is the efficiency of the photovoltaic system 1 even in a time range that is longer than the time interval, and / or even over a period of time that is longer than the time range, in the data processing system 4 determined.

Mit dem Datenverarbeitungssystem 4 ist dazu ein Sender 5 zur Datenübertragung verbunden, so dass eine Datenübertragung zu einer Zentraleinrichtung 6 erfolgt. Diese Zentraleinrichtung 6 ist ein weiteres Datenverarbeitungssystem 6. Die ermittelten Daten der Wirkungsgrade sind vielfältig auswertbar. So kann der Durchschnitt, minimale Werte, maximale Werte und/oder Differenzen von Werten auch in Abhängigkeit von wenigstens einem Schwellwert ermittelt werden. Gleichzeitig sind die Werte in Diagrammen mittels eines mit dem Datenverarbeitungssystem 4 oder der Zentraleinheit 6 verbundenen Datensichtgeräts 7 darstellbar. Natürlich ist auch tabellarische Datenausgabe möglich. Damit erhält der Betreiber der Photovoltaik-Anlage 1 umfassende Betriebsparameter in Abhängigkeit der Sonnenstrahlung. Das erfolgt mittels bekannter nutzerspezifischer Geräte 7, wie mobile Datenverarbeitungseinrichtungen oder Telefone.With the data processing system 4 is to a transmitter 5 connected to the data transmission, so that a data transmission to a central device 6 he follows. This central facility 6 is another data processing system 6 , The determined efficacy data can be evaluated in many ways. Thus, the average, minimum values, maximum values and / or differences of values can also be determined as a function of at least one threshold value. At the same time the values are in diagrams by means of a data processing system 4 or the central unit 6 connected data display device 7 represented. Of course, tabular data output is also possible. This gives the operator of the photovoltaic system 1 comprehensive operating parameters depending on solar radiation. This is done by means of known user-specific devices 7 such as mobile computing devices or phones.

In einer Ausführungsform sind der Energiezähler 2, mehrere Globalstrahlungssensoren 3 und das Datenverarbeitungssystem 4 so miteinander verbunden, dass das Datenverarbeitungssystem 4 ein Wirkungsgrade der Photovoltaik-Anlage aus der umgewandelten Energie im Zeitintervall sowie des Parameters der Photovoltaik-Anlage 1 in Abhängigkeit des jeweiligen Globalstrahlungssensors 3 ermittelndes und ein die Wirkungsgrade miteinander vergleichendes sowie ein daraus Differenzen ermittelndes Datenverarbeitungssystem 4 ist.In one embodiment, the energy meter 2 , several global radiation sensors 3 and the data processing system 4 so interconnected, that the data processing system 4 An efficiency of the photovoltaic system from the converted energy in the time interval and the parameter of the photovoltaic system 1 depending on the respective global radiation sensor 3 and a data processing system that compares the efficiencies and determines a difference 4 is.

In weiteren Ausführungsformen ist zur Bestimmung der Globalstrahlung das Datenverarbeitungssystem 4 mit einer Wetterdaten bereitstellenden Einrichtung verbunden. Darüber hinaus können die Werte der Globalstrahlung im Datenverarbeitungssystem 4 zeitbezogen gespeicherte Werte der Globalstrahlung der Vergangenheit sein. Letzteres ist durch ein Modell realisiert.In further embodiments, the data processing system is for determining the global radiation 4 connected to a device providing weather data. In addition, the values of global radiation in the data processing system 4 Time-related values of the global radiation of the past. The latter is realized by a model.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 10242648 A1 [0005] DE 10242648 A1 [0005]
  • DE 202005012185 U1 [0005] DE 202005012185 U1 [0005]
  • DE 102008003272 A1 [0005] DE 102008003272 A1 [0005]

Claims (8)

Einrichtung zur Überwachung einer Photovoltaik-Anlage (1) mit a) jeweils wenigstens einem Globalstrahlungssensor (3) oder einer Wetterdaten bereitstellenden Einrichtung oder einem Globalstrahlungssensor (3) und einer Wetterdaten bereitstellenden Einrichtung, b) einem Energiezähler (2) zur Bestimmung der mit der Photovoltaik-Anlage (1) aus der Globalstrahlung umgewandelten elektrischen Energie, c) einem mit dem Globalstrahlungssensor (3) oder der Wetterdaten bereitstellenden Einrichtung oder dem Globalstrahlungssensor (3) und der Wetterdaten bereitstellenden Einrichtung sowie mit dem Energiezähler (2) verbundenem Datenverarbeitungssystem (4) – zur zeitbezogenen Speicherung der Werte der Globalstrahlung oder der Wetterdaten oder der Globalstrahlung und der Wetterdaten, so dass das Datenverarbeitungssystem (4) ein Modell mit Werten der Globalstrahlung oder der Wetterdaten oder der Globalstrahlung und der Wetterdaten der Vergangenheit aufweist, – zur Bestimmung des Parameters der Photovoltaik-Anlage (1) aus der Globalstrahlung und den Stammdaten in Form der Fläche, der Neigung und der Ausrichtung der Photovoltaik-Anlage (1) in einem Zeitintervall und – zur zeitbezogenen Ermittlung des Wirkungsgrades oder der Leistung der Photovoltaik-Anlage (1) aus der umgewandelten Energie sowie des Parameters der Photovoltaik-Anlage (1) sowohl im Zeitintervall als auch mit Daten des Modells, und d) einem mit dem Datenverarbeitungssystem (4) zusammengeschalteten Sender (5) zur Datenübertragung an eine Zentraleinrichtung (6).Device for monitoring a photovoltaic system ( 1 ) with a) at least one global radiation sensor ( 3 ) or a device providing weather data or a global radiation sensor ( 3 ) and a device providing weather data, b) an energy meter ( 2 ) for the determination of the photovoltaic system ( 1 ) electrical energy converted from the global radiation, c) one with the global radiation sensor ( 3 ) or the weather data providing device or the global radiation sensor ( 3 ) and the weather data providing device as well as the energy meter ( 2 ) connected data processing system ( 4 ) - for the time-related storage of the values of the global radiation or the weather data or the global radiation and the weather data, so that the data processing system ( 4 ) has a model with values of the global radiation or the weather data or the global radiation and the weather data of the past, - for the determination of the parameter of the photovoltaic system ( 1 ) from the global radiation and the master data in terms of area, inclination and orientation of the photovoltaic system ( 1 ) in a time interval and - for time-related determination of the efficiency or the performance of the photovoltaic system ( 1 ) from the converted energy and the parameter of the photovoltaic system ( 1 ) both in the time interval and with data of the model, and d) one with the data processing system ( 4 ) interconnected transmitters ( 5 ) for data transmission to a central device ( 6 ). Einrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Energiezähler (2) und das Datenverarbeitungssystem (4) so miteinander verbunden sind, dass das Datenverarbeitungssystem (4) ein den Wirkungsgrad oder die Leistung der Photovoltaik-Anlage (1) auf Basis eines Zeitbereichs ermittelndes Datenverarbeitungssystem (4) ist.Device according to claim 1, characterized in that the energy meter ( 2 ) and the data processing system ( 4 ) are interconnected so that the data processing system ( 4 ) the efficiency or the performance of the photovoltaic system ( 1 ) based on a time domain determining data processing system ( 4 ). Einrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Globalstrahlungssensor (3) mit mehreren Energiezählern (2) von Photovoltaik-Anlagen (1) verbunden ist.Device according to claim 1, characterized in that the global radiation sensor ( 3 ) with several energy meters ( 2 ) of photovoltaic systems ( 1 ) connected is. Einrichtung nach Patentanspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Energiezähler (2), der Globalstrahlungssensor (3) und das Datenverarbeitungssystem (4) so miteinander verbunden sind, dass das Datenverarbeitungssystem (4) ein einen Fehler der Photovoltaik-Anlagen (1) aus einer linearen Gleichung der Parameter der Photovoltaik-Anlagen (1) in Abhängigkeit von der Globalstrahlung gleitend über einen Zeitraum bestimmendes Datenverarbeitungssystem (4) ist.Device according to claims 1 and 3, characterized in that the energy meters ( 2 ), the global radiation sensor ( 3 ) and the data processing system ( 4 ) are interconnected so that the data processing system ( 4 ) an error of photovoltaic systems ( 1 ) from a linear equation of the parameters of photovoltaic systems ( 1 ) as a function of the global radiation over a period determining data processing system ( 4 ). Einrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Energiezähler (2) und das Datenverarbeitungssystem (4) so miteinander verbunden sind, dass das Datenverarbeitungssystem (4) ein die Wirkungsgrade oder die Leistungen der Photovoltaik-Anlage (1) wenigstens der Zeitbereiche miteinander vergleichendes und Differenzen ermittelndes Datenverarbeitungssystem (4) ist.Device according to claim 1, characterized in that the energy meter ( 2 ) and the data processing system ( 4 ) are interconnected so that the data processing system ( 4 ) the efficiencies or performance of the photovoltaic system ( 1 ) data processing system which compares at least the time domains and determines differences ( 4 ). Einrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Energiezähler (2), mehrere Globalstrahlungssensoren (3) und das Datenverarbeitungssystem (4) so miteinander verbunden sind, dass das Datenverarbeitungssystem (4) ein Wirkungsgrade oder Leistungen der Photovoltaik-Anlage (1) aus der umgewandelten Energie im Zeitintervall sowie des Parameters der Photovoltaik-Anlage (1) in Abhängigkeit des jeweiligen Globalstrahlungssensors (3) ermittelndes und ein die Wirkungsgrade miteinander vergleichendes sowie ein daraus Differenzen ermittelndes Datenverarbeitungssystem (4) ist.Device according to claim 1, characterized in that the energy meter ( 2 ), several global radiation sensors ( 3 ) and the data processing system ( 4 ) are interconnected so that the data processing system ( 4 ) an efficiency or performance of the photovoltaic system ( 1 ) from the converted energy in the time interval and the parameter of the photovoltaic system ( 1 ) depending on the respective global radiation sensor ( 3 ) and a data processing system which compares the efficiencies and determines a difference ( 4 ). Einrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Datenverarbeitungssystem (4), die Zentraleinrichtung (6) und nutzerspezifische Geräte (7) über ein Netzwerk und/oder ein lokales Netzwerk miteinander verbunden sind.Device according to claim 1, characterized in that the data processing system ( 4 ), the central facility ( 6 ) and user-specific devices ( 7 ) are interconnected via a network and / or a local area network. Einrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Energiezähler (2), das Datenverarbeitungssystem (4) und der Sender (5) eine miteinander verbundene Baugruppe sind.Device according to claim 1, characterized in that the energy meter ( 2 ), the data processing system ( 4 ) and the transmitter ( 5 ) are an interconnected assembly.
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DE10242648A1 (en) 2002-09-13 2004-04-01 Solarnet Gmbh Procedure for monitoring the operation of a photovoltaic system
DE202005012185U1 (en) 2005-08-03 2005-12-29 Allbrink, Michael Photovoltaic system monitoring device, has network of alarms to output alarms when feeder network fails/when circuit breaker opens/when percentage deviation between current values of power inverter exceeds preset/when no current is fed
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