Giuseppe Savoca, Vertriebsleiter Antriebstechnik Deutschland, Gefran Group
1. Algorithmus ermittelt maximalen Arbeitspunkt 2. Features machen Pumpen-Anwendungen sicherer 3. Einfache Handhabung sorgt für effiziente Abläufe 4. Vielfältige Schnittstellen und Tools für die Fernwartung
Es gibt viele Regionen in der Welt, in denen oft die Sonne scheint. Photovoltaik-Anlagen sind hier eine günstige und vor allem umweltfreundliche Alternative zu herkömmlichen, fossilen Energieträgern. Deren Ressourcen sind zum einen begrenzt, zum anderen ist diese Art der Stromerzeugung mit einem hohen Ausstoß an Treibhausgasen verbunden. Bei Solarstrom handelt es sich dagegen um eine zu 100 Prozent CO2-neutrale, unbegrenzt verfügbare Energiequelle. Es gibt allerdings einen Nachteil: Gerade in gemäßigten Breiten ist die Sonnenschein-Dauer starken Schwankungen unterworfen. Der durch eine PV-Anlage erzeugte Strom reicht deshalb in der Regel nicht aus, um zum Beispiel Pumpen konstant mit der benötigten elektrischen Energie zu versorgen.
Der Automatisierungstechnik-Spezialist Gefran Group, Pleidelsheim, hat nach einer Lösung für dieses Problem gesucht und mit dem ADV200-SP einen Frequenzumrichter speziell für die Leistungsregelung von Solarpumpen entwickelt. Er garantiert, dass die Pumpen immer mit der richtigen Leistung arbeiten – egal, ob die Sonne gerade scheint oder nicht. Möglich wird das durch die besondere Konstruktion des Gerätes: Er versorgt Pumpen entweder ausschließlich mit Gleichstrom aus der PV-Anlage, oder schaltet im sogenannten Hybrid-Betrieb bei bedecktem Himmel automatisch auf das Netz beziehungsweise eine andere sekundäre Energiequelle um. Ein dritter Modus erlaubt die gleichzeitige Speisung des Pumpenmotors mit Gleichstrom aus der PV-Anlage und Wechselstrom aus dem Netz oder von einem Generator.
Algorithmus ermittelt maximalen Arbeitspunkt
Damit der Frequenzumrichter Solarpumpen immer mit der maximal möglichen Leistung versorgen kann, verfügt er über einen Strahlungssensor und einen sogenannten MPP-Regler. Dieser spürt kontinuierlich den „Maximum Power Point“ auf, den maximalen Arbeitspunkt. Damit wird der Betriebspunkt bezeichnet, an dem ein PV-Modul die höchste Leistung abgibt. Die Ermittlung des MPP ist erforderlich, da jedes PV-Modul ein ganz spezifisches elektrisches Verhalten aufweist: Je nach Einstrahlungsstärke des Sonnenlichts und der Temperatur des PV-Moduls verändern sich Stromstärke (I) und Spannung (U) des Moduls in einem ganz bestimmten Verhältnis. Damit verändert sich auch die Lage des MPP ständig.
Der vom MPP-Regler eingestellte maximale Arbeitspunkt der PV-Anlage kann deshalb immer nur eine Annäherung an den realen MPP sein. Je besser diese Annäherung gelingt, desto größer ist der Energieertrag der PV-Anlage und desto höher ist die Leistung einer angeschlossenen Pumpe. Um dem realen MPP so nahe wie möglich zu kommen, hat der Hersteller für seinen Frequenzumrichter einen dynamischen Such-Algorithmus entwickelt. Er ermittelt automatisch und in kürzester Zeit den jeweils optimalen Arbeitspunkt des PV-Moduls.
