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1 bis zu Genauigkeit mit einem astronomischen Algorithmus und SIMATIC S siemens.de/glas-solar-industrie Einfach der Sonne folgen Maximieren Sie die Gewinne aus Solaranlagen mit Solar Tracking. Answers for industry.

2 Halten Sie alles in Bewegung Solar-Tracking Steuerungssysteme von Siemens basieren auf der SIMATIC S Sie stellen die optimale Lösung für maximalen Energieertrag in Solaranlagen dar. Es versteht sich von selbst, dass Solaranlagen ihre Photovoltaikmodule oder Spiegel senkrecht oder in einem bestimmten Winkel zur Sonne ausrichten müssen, um maximal effizient zu sein. Die Ausrichtung der Module maximiert die Energieerträge in zellenbasierten Photovoltaikanlagen um bis zu Prozent. Für die stabile und effiziente Stromerzeugung in der konzentrierten Photovoltaik (CPV) und in solarthermischen Kraftwerken (CSP) ist die exakte Ausrichtung eine unerlässliche Voraussetzung. Der Stand der Sonne am Himmel verändert sich jedoch ständig. Das innovative und hocheffiziente einund zweiachsige Solartracking-Steuerungssystem von Siemens kontrolliert die azimutalen und zenitalen Bewegungen der PV und CPV Module und CSP Spiegel, indem es ihre Position ständig korrigiert und sie direkt nach der Sonne ausrichtet. So trägt das auf der SIMATIC S basierende Solar- Tracking Steuerungssystem von Siemens zu einer erheblichen Steigerung der Stromerzeugung bei. Ihre Vorteile auf einen Bilck: Innovatives und hocheffizientes Steuerungssystem Auf bewährter Technologie basierend Aufgrund seiner modularen Bauweise ist das Steuerungssystem für PV, CPV und CSP Anwendungen geeignet. Die offenen Schnittstellen der SIMATIC S unterstützen die Kommunikation mit anderen Komponenten des Solarparks. Optimierte Kommunikation dank Totally Integrated Automation (TIA) Die Softwarebibliothek unterstützt die Integration von verschiedensten Funktionalitäten Flexibel erweiterbar dank modularen Aufbaus 2

3 Nahtlose Integration dank TIA und TIA Portal Vorteile von TIA Verkürzte Time-to-Market dank verkürzter Entwicklungszeit Individuell skalierbare Steuerungsbaugruppen für jede Anwendung Einfache internationale Verwendung von Tracking Systemen Langfristige Investitionssicherheit Geringere Gesamtbetriebskosten Schnelle, einfache und flexible Konfiguration von Tracking Steuerungssystemen Verkürzte Inbetriebnahmezeiten SIMATIC S und TIA Portal Das Solar-Tracking System von Siemens basiert auf der SIMATIC S Steuerung. Dank seiner skalierbaren Hardware bietet es höchste Flexibilität für intelligente Lösungen und stellt mit seiner 64-bit Auflösung eine punktgenaue Positionierung sicher. Die Steuerung verfügt über einen Webserver, welcher den Zugang mittels Webbrowser ermöglicht. Die SIMATIC S ist voll integriert in das Totally Integrated Automation Portal (TIA Portal), das innovative Engineering Framework für alle Automatisierungsaufgaben. Das TIA Portal definiert Engineering innerhalb TIA neu. Mit seiner intuitiven Bedienbarkeit, effizientem Engineering und bewährter Funktionalität steigert es die Wettbewerbsfähigkeit. 3

4 HEAD Übergeordnete Steuerung SUB 5 SUB 1 SUB 6 Field PG zur Inbetriebnahme SUB 2 SUB 7 Kommunikation Kommunikationstechnik von Siemens ermöglicht die einfache Vernetzung einer Vielzahl von Solar-Tracking Steuerungen, Kontroll- und Überwachungssystemen sowie Invertern. SIMATIC S7-1200, Tracking Steuerung SUB 3 SUB 4 SUB 8 SUB 9 Kleiner Solarpark: z.b. bis zu 25 Tracker zu einem Cluster zusammengefasst Geeignet für Solarparks aller Größen Das universelle Siemens Tracking Steuerungssystem passt sich allen Solaranwendungen an vom einfachen einachsigen Antriebsmechanismus in PV Anwendungen bis hin zum hochpräzisen zweiachsigen Antriebsmechanismen in CPV und CSP Systemen. Jede Solar-Tracking Einheit wird von einer SIMATIC S optimal gesteuert. Eine Solar-Tracking Einheit kann sowohl für einen als auch für mehrere Tracker verwendet werden. Die Konfiguration des Kommunikationssystems eines Solarparks wird durch die geographischen Bedingungen am Einsatzort erheblich beeinflusst. Eine geeignete Lösung für kleinere Solarparks ist die Bildung von Clustern, die mittels PROFINET in Reihe geschaltet sind. In diesem Fall übernimmt eine Steuerung übergeordnete Funktionen wie beispielsweise die Handhabung von Windalarmen und die Zeitsynchronisation. In größeren Solarparks mit mehr als 25 Trackern sind die Kombinationen von linien- und sternförmigen Verbindungen gängige Lösungen. Zusätzlich können verschiedene Übertragungsmedien wie beispielsweise optische Glasfaserverbindungen Anwendung finden. Sowohl die Hard- als auch die Applikationssoftware der SIMATIC S kann nach individuellen Anforderungen erweitert werden. Die integrierte PROFINET Schnittstelle sowie Erweiterungsbaugruppen mit Kommunikationsschnittstellen für PROFIBUS und Modbus stellen die einfache Integration in die bestehende Kommunikation des kompletten Solarparks sicher. 4

5 HEAD Übergeordnete Steuerung SIMATIC S7-300/400 Zentrales Überwachungssystem für den Solarpark Internet SCALANCE X SUB 1 SUB 2 Anwendung im Einzelbetrieb SUB 3 Field PG zur Inbetriebnahme Die Solar-Tracking Steuerungsbibliotheken unterstützen die Betreiber von Solarparks für alle Anwendungen mit geeigneten Betriebsarten (manueller Modus, Lernmodus und Automodus). Mittlere und große Solarparks: mehrere Cluster durch z.b. eine SIMATIC S7-300 als HEAD PLC zusammengefasst Auf Anfrage ist eine Tracking-Bibliothek für das SIMATIC Steuerungssystem erhältlich. Sie berechnet die genaue Position der Sonne orts- und zeitabhängig und steuert den Solar-Tracker entsprechend dieser Daten. Intelligente softwarebasierte Funktionen stellen die passende Ausrichtung bei unterschiedlichen Wetterbedingungen sicher. Präzise azimutale und zenitale Anpassungen basieren auf einem astronomischen Algorithmus mit einer arithmetischen Genauigkeit von 64 bit, welche selbst den Anforderungen eines CPV Systems entspricht. Eine zentrale, PC-basierte Visualisierung ermöglicht die Überwachung in Echtzeit sowie die Steuerung einzelner Solar-Tracker im Bedarfsfall. 5

6 Einfacher astronomischer Algorithmus Photovoltaik (PV) Konzentrierte Photovoltaik (CPV) Hochgenauer astronomischer Algorithmus Parabolrinnen Dish-Stirling Zentraler Solarturm Solarthermische Energie (CSP) Präzises Tracking mit einen astronomischen Algorithmus Siemens Tracking Steuerungen arbeiten ohne Sonnensensoren, um größtmögliche Verfügbarkeit sicherzustellen. Ein zyklischer astronomischer Algorithmus stellt die Position der Sonne durch den Vergleich der Längen- und Breitengrade mit der koordinierten Weltzeit fest. Die SIMATIC S nutzt die durch Azimut und Zenit definierte Position der Sonne, um die Panels nach der Sonne auszurichten. Die Genauigkeit des einfachen astronomischen Algorithmus ist für ein-oder zweiachsige PV Solar-Tracker ausreichend. Der erweiterte astronomische Algorithmus SPA, der vom National Renewable Energy Laboratory (NREL) für das amerikanische Ministerium für Energie (DOE) entwickelt wurde, ist mit der Genauigkeit von +/ spezifiziert. Das ermöglicht eine Ausrichtungsgenauigkeit des gesamten Trackers von bis zu 0.05 einschließlich mechanischer Toleranzen bei der Nutzung von Hochpräzisionsteilen. Diese Art von hoch- präzisem astronomischem Algorithmus wird für CPV und CSP Solar-Tracking Anwendungen benötigt. Beide Versionen des astronomischen Algorithmus sind in einer Bibliothek enthalten, die in jede Solar-Tracking Anwendung implementierbar ist. Siemens stellt mit der SIMATC S Anwendungsbeispiele für Solar-Tracking zur Verfügung. Es handelt sich hierbei um Automatisierungskonzepte, die für typische Tracking Anwendungen vorentwickelt wurden. Sie können höchsten Anforderungen angepasst werden, um maximale Effizienz sicherzustellen. Die Anwendungsbeispiele beinhalten Funktionen wie die Berücksichtigung des Einflusses von Wind: Durch Horizontalstellung der Panels während eines Sturms werden durch die Minimierung der Windlast Schäden verhindert. Die Backtrackingfunktion stellt sicher, dass sich die Panels durch entsprechend angepasste Bewegungen nicht gegenseitig beschatten. Lastspitzen in der Energieversorgung können vermieden werden, wenn die Tracker in Gruppen zusammengefasst sind. Dadurch wird sichergestellt, dass sich alle Tracker korrekt aber nicht gleichzeitig ausrichten. Weder NREL noch DOE unterstützen SIMATIC 6

7 Photovoltaik (PV) Konzentrierte Photovoltaik (CPV) Solar Tracking Solarthermische Energie (CSP) Parabolrinnen Solarthermische Energie (CSP) Dish-Stirling Solarthermische Energie (CSP) Zentraler Solarturm 7

8 Weitere Informationen: siemens.com/glas-solarindustrie Erfahren Sie, wie anlagenweit integrierte Lösungen (Plant-wide Integrated Solutions) zur Steigerung Ihrer Energieeffizienz, Produktivität, Time-to- Market und Qualität beitragen können. Plant-wide Integrated Solutions Änderungen vorbehalten Bestell-Nr.: E20001-A140-T112 Dispo MI.AS.VM.XXSO WS Gedruckt in Germany Siemens AG 2013 Die Informationen in dieser Broschüre enthalten lediglich allgemeine Beschreibungen bzw. Leistungsmerkmale, welche im konkreten Anwendungsfall nicht immer in der beschriebenen Form zutreffen bzw. welche sich durch Weiterentwicklung der Produkte ändern können. Die gewünschten Leistungsmerkmale sind nur dann verbindlich, wenn sie bei Vertragsschluss ausdrücklich vereinbart werden. Alle Erzeugnisbezeichnungen können Marken oder Erzeugnisnamen der Siemens AG oder anderer, zuliefernder Unternehmen sein, deren Benutzung durch Dritte für deren Zwecke die Rechte der Inhaber verletzen kann. Folgen Sie uns: twitter.com/siemensindustry youtube.de/siemens Siemens AG Industry Sector Glass & Solar Siemensallee KARLSRUHE GERMANY

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