Monitoring von Photovoltaikanlagen
Ein unabhängiger Zähler am AC-Ausgang der PV-Anlage, ein weiterer am Netzanschluss und die Wechselrichterregister für den Anlagenkontext.
- Messgrößen
- PV-Erzeugung am AC-Ausgang, Netzbezug und Einspeisung, Wechselrichterzustand sowie Einstrahlung, wenn die Leistung normalisiert werden soll
- Berechnung
- Überwachung der Solarstromerzeugung, Netzaustausch und Standortlast; Speicher und weitere Erzeuger ausdrücklich einbeziehen
- Sensoren
- ZEM-65, Klasse 0,5S nach IEC 62053-22; Bezug und Einspeisung in beiden Richtungen Datenblatt: Drahtloses Dreiphasen-Strommessgerät
- Vor Ort
- ZGW-20 Gateway, Die Energiebilanz wird dort berechnet, wo die Zähler installiert sind Datenblatt: Gateway
Hardware für das Monitoring gewerblicher Solaranlagen
Bei einem Standort mit ausschließlich PV schaffen ein Zähler an der Erzeugung und einer am Netzanschluss die Grundlage der Bilanz. Vorhandene Speicher und weitere Erzeuger separat messen.
Am AC-Ausgang der PV-Anlage und am Netzanschluss des Standorts
1 pro Messpunkt Drehstrom, 3- oder 4-Leiter
- Stromwandlerbereich für jeden Messpunkt wählen: aufklappbarer Wandler mit 120 A oder Rogowski-Spulen mit 300 A, 1 kA und 3 kA
Klasse 0,5S nach IEC 62053-22 mit zugehörigen Stromwandlern, 110 bis 480 V zwischen Außenleitern
Führt beide Zähler und die Wechselrichterdaten zusammen und berechnet die Bilanz vor Ort
1 pro Standort bis zu 250 drahtlose Geräte
Wechselrichterregister für DC-Stränge, AC-Ausgang, Zustand und Alarme
1 pro Wechselrichterbus bis zu 30 Register
Modbus RTU über RS-485, Kabellängen bis 1.000 m
Falls die Performance Ratio berechnet werden soll
Einstrahlungs- oder Modultemperaturtransmitter, wenn die Anlagenleistung normalisiert wird
1 pro Transmitter extern versorgte Stromschleife
Messgrößen für eine Solarenergiebilanz
An einem reinen PV-Standort gilt: PV-Erzeugung plus Netzbezug minus Netzeinspeisung ergibt die Standortlast. Ein Speicher oder anderer Erzeuger ergänzt die Bilanz um einen separat und richtungsrichtig zu messenden Term.
From field measurement to Edge
Each field signal reaches its named EpiSensor interface, reports through the site Gateway and is handled locally in Edge.
- Kabelgebunden
- Zigbee
- Edge
- Plattformen
| Messstelle | Was sich daraus ablesen lässt | Referenz | Sensor |
|---|---|---|---|
| PV-Erzeugung am AC-Ausgang | Was die Anlage erzeugt hat, unabhängig vom Wechselrichter gemessen | Angeben, ob der Zähler einen Wechselrichter, eine Gruppe oder die gesamte Anlage umfasst Datenblatt: Drahtloses Dreiphasen-Strommessgerät | ZEM-65 (auf dieser Seite), PV-Ausgang |
| Netzanschluss | Bezug und Einspeisung sowie die Vorzeichenkonvention für alle übrigen Werte | Stromwandlerrichtung bei Bezug und Einspeisung prüfen | ZEM-65 (auf dieser Seite), Netzanschluss |
| Wechselrichterregister | DC-Stränge, Betriebszustand und Alarme, die ein AC-Zähler nicht erkennt | Verfügbare Register hängen von Modell und Firmware ab Datenblatt: Modbus-Schnittstelle | ZMB-31 (auf dieser Seite) |
| Einstrahlung | Ob ein schwacher Ertrag an der Anlage oder am Wetter lag | Messbereich, Skalierung und Wartungsplan des Transmitters dokumentieren Datenblatt: Sensor für analoge Signale | ZIO-20 (auf dieser Seite) |
Unterschiede zwischen Wechselrichter und Zähler sind zu erwarten. Beide messen an verschiedenen Punkten mit Verlusten dazwischen. Ein stabiler Unterschied ist normal; eine Veränderung sollte untersucht werden.
Vorzeichenkonvention einmal festlegen. Netzbezug positiv und Einspeisung negativ definieren, dokumentieren und bei bekannter Einspeisung an jedem Zähler prüfen.
Die Energiebilanz in Edge
Die Standortlast ergibt sich aus der vollständigen Energiebilanz. PV-Eigenverbrauch lässt sich nur dann direkt ableiten, wenn weitere Erzeugung und Speicherflüsse fehlen oder separat gemessen werden.
- Eigenverbrauch wird abgeleitet
- Bei einem reinen PV-Standort kann ein berechneter Sensor PV-Erzeugung minus Netzeinspeisung im gleichen Intervall bilden. Bei Batterie oder weiterem Erzeuger deren separat gemessene Ladung, Entladung oder Erzeugung einbeziehen, bevor der Eigenverbrauch der PV zugeordnet wird.
- Eine stillstehende Anlage
- Eine Grenzwertregel für die Erzeugung bei Tageslicht oder eine Regel für fehlende Wechselrichterdaten erkennt einen unbemerkten Stillstand.
- Beide Richtungen bleiben getrennt
- Bezug und Einspeisung bleiben getrennte Messpunkte statt eines Nettowerts, denn dieser verdeckt beide Flüsse.
- Weitergabe nach Bedarf
- Edge exportiert die Bilanz über MQTT oder HTTP an ein Portfoliosystem, ohne dass der Standort davon abhängig ist.
Prüfungen bei der Inbetriebnahme
Bei der PV-Überwachung entstehen die meisten Streitfragen durch Vorzeichen und Messgrenzen. Klären Sie beides bei der Inbetriebnahme.
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Jeder Zähler liegt an der angegebenen Messgrenze
Verfolgen Sie beide Zähler im einpoligen Schaltplan und dokumentieren Sie, was jeder umfasst.
Bestanden, wenn Die Messgrenzen sind im Plan markiert und nichts wird doppelt erfasst.
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Vorzeichen stimmen in beiden Richtungen
Beobachten Sie den Zähler am Netzanschluss während eines bekannten Bezugs- und eines bekannten Einspeisezeitraums.
Bestanden, wenn Bezug ist auf jeder Phase positiv, Einspeisung negativ.
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Zähler und Wechselrichter werden verglichen
Vergleichen Sie den unabhängigen AC-Zähler über einen ganzen Tag mit dem eigenen Zählerstand des Wechselrichters.
Bestanden, wenn Die Differenz bleibt stabil und ist durch die Messpunkte erklärbar; sie driftet nicht.
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Nacht und volle Leistung ergeben plausible Werte
Prüfen Sie die Messwerte nachts, bei geringer Erzeugung und bei voller Leistung.
Bestanden, wenn Die Erzeugung bei Nacht ist null statt geringfügig positiv oder negativ.
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Abgeleitete Werte sind gekennzeichnet
Prüfen Sie, wo Eigenverbrauch, Performance Ratio oder vermiedene CO₂-Emissionen angezeigt werden.
Bestanden, wenn Jeder Wert nennt seine Berechnungsgrundlage und das System, das ihn berechnet hat.
Grenzen dieser Messung
Ein Zähler erfasst Energie an einem Messpunkt. Alles Weitere ist Interpretation und benötigt eine dokumentierte Methode.
- Wechselrichterdaten und ein unabhängiger AC-Zähler können sich zu Recht unterscheiden, weil sie an verschiedenen Punkten messen.
- Monitoring ersetzt weder den Schutz des Wechselrichters noch Netzanschlussregeln oder Pflichten für einen abrechnungsrelevanten Zähler.
- Für Performance Ratio und vermiedene CO₂-Emissionen sind festgelegte Methoden, Referenzdaten und übereinstimmende Zeiträume nötig.
- Ein Fehler auf Strangebene muss im AC-Gesamtwert nicht sichtbar sein.
Quellen
- IEC 61724: Leistungsüberwachung von Photovoltaikanlagen (öffnet in einem neuen Tab) (öffnet in einem neuen Tab) IEC
- Datenblatt: Drahtloses Dreiphasen-Strommessgerät (öffnet in einem neuen Tab) EpiSensor. Technische Daten, Messbereiche und Bestellcodes.
Weiterführend
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Lastflexibilität mit Batteriespeichern
Ein Regler, der der Netzfrequenz folgt, misst am Netzanschluss. Batteriezähler und BMS zeigen den tatsächlichen Beitrag und die jeweils verfügbare Kapazität. -
Fernüberwachung von Notstromaggregaten
Ein unabhängiger Zähler am Generatorausgang zeigt zusammen mit den nur lesend erfassten Reglerzuständen, ob ein Start tatsächlich Last übernommen hat.
- ÜberblickEnergieüberwachung
- RechnerDreiphasenleistung berechnen
- RechnerRechner für mittlere Intervallleistung
Drittgeräte für diese Anwendung
Weitere Geräte im Geräteverzeichnis: Energy meters (56), Current transformers (7)
Erzeugung, Bezug und Einspeisung an einem Standort bilanzieren
Eine Fachperson kann die Zählerpositionen festlegen, die Auslesbarkeit des Wechselrichters prüfen und die Bilanz mit Ihnen dokumentieren.