太陽光発電所の監視と制御にクラウド接続をもたらす
バックグラウンド
暑い日差しが降り注ぐ北回帰線では、新しい太陽光発電所が稼働しています。ソーラーパネル設置の現場には、農場、湖、地元の建物の屋上が含まれます。太陽の動きを追跡するソーラーパネルは、固定パネルよりも10％から40％多くのエネルギーを受け取ることができるため、システムには、パネルの角度を調整するための中央コントローラーが設置されています。更に、現在のエネルギー安定状態に関するデータを記録及び送信するだけでなく、フィールド温度をチェックし、必要に応じて冷却システムを動作にする必要があります。気温が高くない晴れた日に、発電量が設定されたパラメータを下回っている場合、システムは自動的にアテンダントに鏡面を掃除するように通知します。
チャレンジ
この緯度では、熱は常に問題となります。過度の熱がソーラーパネルウェーハの電力吸収ユーティリティに影響を与えるだけでなく、現場に設置された非常に高価な電気やネットワーク機器を損傷、破壊する可能性があります。 もう1つの課題は、工場が遠隔地にあることです。ローカルISPからネットワークケーブルを実行することは不可能であると見なされましたが、施設はオンラインであり、クラウドにリンクされている必要がありました。4Gソリューションの場合、パブリックIPアドレスを持つSIMカードは非常に高価です。最後に、システムはModbusコントローラーに効果的に接続できる必要がありました。Modbusはシリアルケーブルでデータを送信するために使用される通信プロトコルで、ソーラー施設の多くのデバイスがこのプロトコルを使用していました。
従って、導入するソリューションは、これらの多くの障害を克服または回避する必要がありました。
システム要件は次の通りです。
- リモートフィールドの監視と制御
- 携帯電話へアラームを送信する機能
- RS-485インターフェースとModbusプロトコルのサポート
- MQTTクラウドプロトコルのサポート
- Microsoft Azureクラウド
- 非常に高温でも動作する能力
- 冗長性のあるデュアルセルラーカード
- 安全なVPNトンネル
ネットワークソリューション：産業用4G EW50＆EW200
EW50 は、重要なインフラストラクチャ及び産業用アプリケーション向けに設計されたインテリジェントな産業用グレードのゲートウェイです。過酷な環境向けに設計された信頼性の高い安全なリモート接続を提供し、リモート監視により運用とITのリアルタイム認識を実現します。EW200 は、EW50の高度で機能豊富なアップグレードです。IEEE 802.11b/g/n/acWLANと4GLTEセルラーテクノロジーを組み合わせています。
どちらのデバイスもイーサネット、シリアル、DI/DO、Modbusブリッジングを提供するため、サイト上の多くのインバーター、センサー、及びその他のデバイスへの接続に最適です。重要なのは、MQTTがサポートされていることです。MQTTは、パブリッシュ/サブスクライブメッセージングパターンに基づくメッセージングプロトコルです。これはクラウドでの最も基本的な通信方法であり、アクティブな通知を必要とするIIoT（Industrial Internet of Things）アプリケーションに最適です。
これら2つのソリューションのメリットは数多くありました。Modbusゲートウェイは、Modbus RTU/ASCIIをModbusTCP形式に変換します。フローティングIPSIMカードを搭載したEW50は、VPNサーバーに接続するVPNイニシエーターとして機能し、電力会社の遠隔地に設置されたパブリック固定IP SIMカードを使用して、安全なサイト間通信を実現します。セルラー接続が再確立される度に、VPNが自動的に有効になります。
EW50とEW200はどちらも仕様が強化されており、最も過酷な環境下でも長期間の使用が可能です。
結論
太陽光発電は、再生可能なクリーンエネルギーとして広く認識され、利用されるようになっています。分散型太陽光発電所の建設数や稼働数は今後も増加していくことが予想されます。これらのプラントには、リアルタイムの監視とメッセージング、パネルの傾きの制御、電力予測、電力制御システムなど、重要な監視と管理のニーズがあります。
多くの場合、コストや環境への配慮から、監視と管理のための従来の有線インフラストラクチャは実現できません。これらのサイトに適切な4G/LTEゲートウェイを装備することが理想的なアプローチです。携帯電話によるリモート管理が可能であり、DI/DOインターフェースが備えている場合は、DOリレーモードによりIPCをリモートで再起動も可能です。ゲートウェイにシリアルインターフェースが搭載されていれば、PLCが不要になり、全体的なコストを削減できます。
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