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WO2010020697A2 - Verfahren und vorrichtung zur überwachung von anordnungsspezifischen parametern - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur überwachung von anordnungsspezifischen parametern Download PDF

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WO2010020697A2
WO2010020697A2 PCT/EP2009/060891 EP2009060891W WO2010020697A2 WO 2010020697 A2 WO2010020697 A2 WO 2010020697A2 EP 2009060891 W EP2009060891 W EP 2009060891W WO 2010020697 A2 WO2010020697 A2 WO 2010020697A2
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WO
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arrangement
measured values
values
analysis
radio
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PCT/EP2009/060891
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WO2010020697A3 (de
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Zentrum Mikroelektronik Dresden Ag
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Publication date
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Publication of WO2010020697A3 publication Critical patent/WO2010020697A3/de

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    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
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    • H04Q9/00—Arrangements in telecontrol or telemetry systems for selectively calling a substation from a main station, in which substation desired apparatus is selected for applying a control signal thereto or for obtaining measured values therefrom
    • H—ELECTRICITY
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    • H02S—GENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
    • H02S50/00—Monitoring or testing of PV systems, e.g. load balancing or fault identification
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    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy

Definitions

  • the invention relates to a method for monitoring arrangement-specific parameters in which measured values are determined and output in an arrangement by means of sensors.
  • the invention also relates to a device for monitoring of arrangement-specific parameters, with the arrangement-specific parameters detecting sensors, an evaluation and transmission means.
  • the monitoring of arrangement-specific parameters is necessary in a large number of arrangements in which parameters of the arrangement are to be measured by means of various sensors and displayed and / or analyzed directly at the measuring location or at a location remote from the measuring location.
  • parameters such as current, voltage, power, temperature, light intensity, movement, capacity of a power supply and emission can be recorded.
  • a movement monitoring of the arrangement by means of motion sensors and under the parameter emission is for example a measurement of the
  • a theft detection is done according to the prior art mostly on video systems or Reisleinensysteme. These systems are expensive to install and maintain. Systems are also discussed in which currents are fed into the existing PV system at night (or when no electricity is generated). These methods do not detect theft with solar module accuracy and position accuracy.
  • the invention is therefore based on the object of specifying a method and a device with which the effort for monitoring of arrangement-specific parameters is reduced.
  • the object is achieved by corresponding values corresponding to the determined measured values to a central location that is spatially separated from the arrangement
  • the measured values or the results of the analysis can be displayed, for example, by a display attached to the arrangement itself or transmitted to a central monitoring point and displayed.
  • a monitoring of an arrangement is provided during operation, with which statements about the state of the arrangement are possible.
  • measured values are determined in a first method step by means of sensors for different parameters. These measured values are subsequently transmitted to a central instance that displays and monitors the parameters, for example a computer. This transmission can take place via a cable or a data bus, but preferably via a radio interface. The transferred measured values are analyzed in the central instance. Through this analysis, statements about the state of the arrangement such as "proper functioning”, “improper functioning”, "faulty
  • the central entity outputs the measured values or the results of the analysis.
  • the output can take place, for example, in the form of a graphic or in the states of the arrangement in text form or in the manner of a traffic light.
  • the values corresponding to the measured values determined are the measured values themselves.
  • the measured values determined by the sensors in the arrangement can therefore be transmitted directly to the central entity without any processing or analysis of the measured values.
  • the values corresponding to the determined measured values are processed values of the arrangement.
  • the determined measured values are processed or analyzed by the arrangement. For example, an analysis can be carried out in such a way that it is checked whether the measured value lies within a predetermined tolerance range or above or below a predetermined threshold value. A processing of the measured value can take place such that an average value is formed. Another processing may be that the power is calculated from a current reading and a voltage reading.
  • prepared values are measured values which are generated by a first partial analysis in the arrangement itself.
  • the determined measured values can be supplied to the arrangement of an analysis as described above, whereby only a first partial analysis of the measured values takes place in the arrangement. The second part of the analysis will be done later in the central instance.
  • prepared values are power values which are formed in the arrangement from the measured values for the current and the voltage. If power is to be monitored in an arrangement of the parameters, this can be done, for example, by using only one sensor for a current measurement and one sensor for a voltage measurement. From the two measured values, the corresponding power value can subsequently be calculated by means of a multiplication.
  • prepared values are movement values which are formed in the arrangement from the measured values of the motion sensors.
  • the measured values determined by the motion sensors are already analyzed in the arrangement in order to determine whether a movement of the solar module actually took place.
  • threshold values for the measured values of the motion sensors can be specified below which no movement is detected.
  • the values corresponding to the measured values determined by several arrangements are combined into groups and transmitted jointly to the central entity before transmission to the central entity.
  • Each arrangement can transmit the determined measured values separately to the central instance.
  • Another possibility is to combine the values of two or more arrangements corresponding to the measured values and then to transmit them to the central entity. In this way, the arrangements can be divided into groups.
  • 20 solar modules can be grouped into a group, with a photovoltaic system comprising several of these groups.
  • the values corresponding to the measured values are combined and transmitted to the central instance.
  • Another possibility is the values corresponding to the measured values Subgroup to undergo a sub-analysis, which checks whether all measured values are within a specified tolerance. Then only the result of the analysis can be transmitted to the central instance, thus for example the information that all measured values are within the tolerance range.
  • the transmission to the central entity is carried out by means of a wireless transmission method.
  • Radio transmission for example according to the standard IEEE 802.15.4 a transmission protocol for wireless personal area networks (WPAN).
  • WPAN wireless personal area networks
  • Transceivers according to this standard are characterized by low energy consumption and a large transmission capacity.
  • the arrangement-specific parameters are parameters of solar modules of a photovoltaic system.
  • the arrangement to be monitored may be a solar module in a photovoltaic system, in which parameters such as current, voltage, power, temperature, light intensity, movement, capacity of a power supply and emission to be monitored.
  • parameters such as current, voltage, power, temperature, light intensity, movement, capacity of a power supply and emission to be monitored.
  • the analysis of the values corresponding to the measured values takes place in such a way that the measured values are compared with known default values.
  • One possibility of analysis consists in comparing the values corresponding to the measured values with default values which can be specified for the method, whereby a tolerance range for the comparison can also be defined.
  • an analysis of a determined voltage measurement value is carried out such that it is checked whether the
  • Voltage reading is within the given by the nominal value and the tolerance default range. If this is the case, a positive analysis result can be output. If this is not the case, an error message is issued and subsequently a search is made for the cause of the error.
  • the analysis of the values corresponding to the measured values takes place in such a way that the measured values of different arrangements are compared with one another.
  • a simplified form of the analysis may be that values of two arrangements corresponding to the measured values are compared with one another. For example, if we compare the measured voltage of two adjacent solar modules with each other, we can quickly make a statement about the proper function of the solar modules. In the normal case, the voltage values will be almost the same, whereby a tolerance range can also be specified in such a comparison. If one of the two voltage values deviates strongly over a certain period of time, it can be assumed that a solar module has a defect. As a result of this analysis, troubleshooting can then be carried out, for example, by means of evaluation of all measured values determined by the central entity. In one embodiment of the invention, it is provided that the values corresponding to the measured values and / or the results of the analysis are output in the form of a graph.
  • Analysis results of both an overall analysis and the partial analyzes can be displayed next to a textual form in one or more graphics.
  • An overall overview can also take place in a summarized form in the manner of a traffic light, in which the green light lights up as long as all parameters are within the tolerance limits.
  • the position of a solar module is linked to its identification number ID by means of a handheld arrangement, which contains a position determination system, and that the position data and the ID are stored in a database.
  • a technician may associate the identification number of the solar module with positional data by positioning the handheld device close to the module and starting a corresponding routine in the handheld device.
  • a further embodiment of the invention provides that a position determination takes place in the arrangement itself by evaluation of determined signal propagation times or the signal strength RSSI of radio links.
  • the radio array in the array may utilize signal strength parameters such as an RSSI value as well as the signal propagation times measured in the array to other radio devices of other solar modules for relative positioning to other radio devices. For this purpose, several RSSI values are determined or several signal propagation times are determined and the position is determined in the manner of a radio bearing method.
  • the object in a device for monitoring arrangement-specific parameters with the arrangement-specific parameters detecting sensors, an evaluation unit and transmission means is achieved in that the device comprises a measuring and radio unit, which from a measuring values detecting sensors containing measuring unit and a first bidirectional Radio arrangement is that the first bidirectional radio arrangement of the measuring and radio unit is at least indirectly connected wirelessly with a second bidirectional radio arrangement of a central instance, that the central instance means for analyzing the measured values received from the measuring and radio unit of the arrangement and for displaying the measured values and / or the results of the analysis.
  • the device comprises a measuring and radio unit which is fastened, for example, to the arrangement of a solar module to be monitored and determines parameters of the solar module or of the immediate surroundings by means of various sensors. These measured values are stored in the measuring and radio unit.
  • the measuring and radio unit can perform an analysis of the measured values, for example, to determine whether the measured values one correspond to certain default value, are larger or smaller or within a predetermined tolerance range.
  • the determined measured values or the results of the analysis are transmitted to the central entity by means of the first and second bidirectional radio unit, which thus comprises both means for transmitting and for receiving.
  • the latter has means of analysis which can correspond to those of the arrangement as described above and for displaying the measured values or the results of the analysis, for example in textual form or in the form of a graphic, wherein the representation and the measured values or results to be presented are analyzed by a user are selectable.
  • the first and the second bidirectional radio arrangement are each connected to a transmitting / receiving antenna for wireless data transmission.
  • the first and the second radio unit each have a suitable connection with which they can be connected to a transmitting / receiving antenna.
  • the measured values or the results of the analysis can be transmitted to the second radio unit, for example via the first radio unit, using a suitable radio standard.
  • the data transmitted in this way are forwarded to the central instance.
  • Another possibility is to transmit initialization data or control data from the central entity via the second radio unit to the first radio unit and further to the measurement and radio unit.
  • a suitable control and logic board in the measuring and radio unit and control for example, the determination of the measured values with respect to the sensors to be used, the time and frequency of the measurements and, if provided, the type of analysis.
  • the Device has means for analyzing the measured values.
  • this device is equipped with assemblies for analyzing the measured values.
  • a test of the operation of the device can be performed and only the result can be transmitted to the central entity.
  • FIG. 1 shows a device for monitoring arrangement-specific parameters of solar modules, which are part of a photovoltaic system
  • FIG. 3 shows a basic arrangement of a device for monitoring arrangement-specific parameters of solar modules with a PC as a central instance and a PC connected to the second radio arrangement and
  • Parameters of solar modules with a PC as the central instance and connected to the PC second radio device and the first radio arrangement containing gateway node.
  • FIG. 1 shows a device for monitoring arrangement-specific parameters of solar modules 1, which Part of a photovoltaic system 2 are.
  • Each solar module 1 is equipped with the device according to the invention for monitoring arrangement-specific parameters 3.
  • This device includes a first radio arrangement 4, which is connected by means of a radio link to the second radio device 5, wherein each radio unit has a connection for connection to an antenna 10, not shown.
  • the second radio device 5 is connected to the central entity 6, which is embodied in FIG. 1 as a personal computer PC. This is controlled by means of an associated control program.
  • the central entity 6 is connected to a database 7 for storing measured values and / or analysis results. Furthermore, control or initialization information, comparison values and threshold values for the method according to the invention can be stored in the database 7.
  • the central entity 6 can be connected to the Internet, then there is the possibility of using an Internet connection by means of a terminal 8 to access the central entity 6 and thus also to the database 7 and all measured values and / or analysis results. Thus, a remote monitoring of the photovoltaic system is possible, which can provide the full range of functions of the central instance 6.
  • the device to be monitored which may be a solar module 1, a machine or a vehicle, is assigned a device for monitoring device-specific parameters 3, which is equipped or connected with a plurality of sensors for determining measured values. These sensors detect one or more measurements of the device being monitored, such as current, voltage, power, temperature, motion, and more. Also, detection of multiple currents, voltages, etc. is provided.
  • the values corresponding to the determined measured values are wired or wirelessly transmitted to a central entity 6.
  • the central entity 6 is equipped in such a way that it makes possible an analysis of the values corresponding to the determined measured values as well as a representation of the measured values and / or results of the analysis.
  • the central entity 6 can be realized by a PC with a corresponding PC-controlling analysis and evaluation software.
  • solar modules 1, which do not have the full functionality can be located quickly.
  • the system displays an eye-catching module 1 in an output on a screen of the central entity 6 or generates a notification to the responsible maintenance personnel, for example by mail or SMS.
  • the responsible maintenance personnel for example by mail or SMS.
  • the exact location of the conspicuous module within the photovoltaic system can be determined and displayed.
  • the central entity 6 can display the measurement and / or analysis values, for example in a graphical form, in the manner of a traffic light with the states "full function", “restricted function” and “defect” or in text form 2 at a central location an overview of the condition of the entire system 2.
  • Threshold values for the object-specific parameters can be specified at the central instance 6 exceeding or falling below an output of a message, an alarm message or a notification as described above.
  • the measured values and the various analysis values are stored in a database 7 of the central entity and can subsequently be retrieved from the central entity 6 itself or via remote access, for example via the Internet. If access to the central instance 6 via the Internet is permitted, the measurement and / or analysis output can also be output on a terminal 8 connected via the Internet.
  • the measured values such as current, voltage and movement determined by the sensors can be used for a theft display at the central instance 6 or an alarm generation. If no voltage and / or current is suddenly measured on a solar module 1 during the day, in addition to a failure of the solar module 1, the cause may lie in the removal of the module 1 from the photovoltaic system, ie a theft.
  • Another method for theft display is to analyze measured values of motion sensors of the device-specific parameter monitoring device 3. If the solar module 1 is moved at a speed above a predetermined threshold, the theft display is generated.
  • a suitable threshold value is advantageous, since a solar module 1 of the path of the sun can be automatically tracked at a very low speed or a module 1 can move slightly shaped by wind load.
  • the device for monitoring arrangement-specific parameters 3 advantageously has its own power supply in the form of a battery or a rechargeable battery via the solar module 1.
  • the solar module itself no Energy generated, measured values are determined and transmitted, and measured values are determined after separation of the solar module 1 from the photovoltaic system 2, for example by means of the motion sensor and transmitted to the central entity 6.
  • the device 3 may, for example, also comprise an antenna, a battery or a rechargeable battery as well as a battery charging circuit, which are not shown in FIG.
  • FIG. 2 shows a measuring and functional unit 9 arranged in the device for monitoring arrangement-specific parameters 3.
  • the measuring and functional unit 9 is interposed with its terminals IN +, IN- and OUT +, OUT- in a two-wire line, which connects the solar module otherwise either with another solar module of the same string or a downstream arrangement of the photovoltaic system.
  • This downstream arrangement may be a converter with a control and regulating device of the photovoltaic system or a battery. Whereby the nature of the downstream unit has no significance for the functioning of the measuring and functional unit 9.
  • the measuring and functional unit 9 is connected via the ANT terminal to a transmitting / receiving antenna for the wireless transmission of the measured values to the central instance 6. Also shown is a control and logic unit 11 within the measuring and functional unit 9, which the
  • a configurable measuring unit 12 is arranged, to which the sensors, not shown, are connected.
  • Each measuring and functional unit 9 is connected by means of a radio link using the first and second radio arrangement 4 and 5 with the central entity.
  • FIG. 4 shows an alternative, for example, from FIG. 3.
  • the values of a plurality of measuring and functional units 9 corresponding to the determined measured values are combined in a node 13 and transmitted to the central entity 6.
  • the node 13 has at least one radio arrangement not shown in detail.
  • the central instance 6 also several second radio devices 5 can be connected.
  • Division of the data to be transmitted in groups of nodes 13 or solar modules 1 done and the number of solar modules to be monitored 1 can be increased.
  • the method according to the invention can subsequently provide information:
  • the information is stored over an adjustable period of time in the database 7, displayed in a GUI and, depending on the customer's request, can also be made available in another form, such as email or SMS.
  • email or SMS By assigning geographical data to the solar modules 1, the service personnel can be directed to the eye-catching modules.
  • a characteristic curve of a solar module 1 can be used, which is specified by the manufacturer of the solar module. For example, this characteristic shows the relationship between
  • Illuminance, current and voltage at a module 1 Such a characteristic curve can also be recorded for a solar module 1 by measurements on the module itself.
  • the determination of the desired voltage or the desired current can be carried out according to two variants.
  • a conversion of the recorded U / I characteristic curves for the current ambient conditions according to DIN EN 60891 can take place or the expected values for current and voltage are determined from known data sets. After a certain amount of time, you have determined enough data records during operation to no longer have to calculate the setpoint voltage and the setpoint current. Then can be dispensed with such a calculation function in the process.
  • the radio-based solution makes it possible to equip any existing solar system with a device for monitoring device-specific parameters without major installation effort.
  • Installation support is provided by a SolarEagle handheld.
  • the system can be expanded to an infinite number of modules.
  • the SolarEagle handheld is a portable mobile device that is characterized by lightness and ergonomics. It is powered by batteries or gold caps and has a display.
  • the SolarEagle handheld Key technical components of the SolarEagle handheld are a GPS receiver and an active RFID reader.
  • the device for monitoring device-specific parameters is also equipped with an RFID module.
  • the SolarEagle handheld with GPS receiver and active RFID reader makes it possible to plan routes to eye-catching modules in large photovoltaic systems and provides installation assistance through automatic geographic localization.

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Abstract

Der Erfindung, welche ein Verfahren zur Überwachung von anordnungsspezifischen Parametern betrifft, liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzugeben mit welchem der Aufwand zur Überwachung von anordnungsspezifischen Parametern reduziert wird. Die Aufgabe wird verfahrensseitig dadurch gelöst, dass den ermittelten Messwerten entsprechende Werte an eine räumlich von der Anordnung getrennte zentrale Instanz übermittelt werden, dass nachfolgend diese von der zentralen Instanz empfangenen entsprechenden Messwerte analysiert werden und dass die Ergebnisse der Analyse ausgegeben werden.

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Überwachung von anordnungsspezifischen Parametern
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überwachung von anordnungsspezifischen Parametern bei welchem in einer Anordnung mittels Sensoren Messwerte ermittelt und ausgegeben werden.
Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zur Überwachung von anordnungsspezifischen Parametern, mit die anordnungsspezifischen Parameter erfassenden Sensoren, einer Auswerteeinheit und Übertragungsmitteln.
Die Überwachung von anordnungsspezifischen Parametern ist bei einer Vielzahl von Anordnung notwendig, bei welchen Parameter der Anordnung mittels verschiedener Sensoren gemessen und direkt am Messort oder an einem vom Messort entfernten Ort angezeigt und/oder analysiert werden sollen.
Dabei können Parameter wie Strom, Spannung, Leistung, Temperatur, Lichtintensität, Bewegung, Kapazität einer Stromversorgung und Emission erfasst werden. Unter dem Parameter Bewegung ist eine Bewegungsüberwachung der Anordnung mittels Bewegungssensoren und unter dem Parameter Emission beispielsweise eine Messung des
Verschmutzungsgrades der Luft zu verstehen.
Beispielsweise bei aus Solarmodulen bestehenden Photovoltaikanlagen wird eine möglichst effektive und zuverlässige Funktionsweise der Anlage erwartet. Dabei kommt es insbesondere darauf an, dass jedes Solarmodul seinen
Dienst in einer kontinuierlichen Qualität verrichtet. Ob ein Modul optimal arbeitet oder nicht, kann bisher nur durch einen Fachmann anhand von aufwendigen und umfangreichen Messungen, welche zumeist direkt an dem Solarmodul erfolgen müssen, festgestellt werden.
Aus dem Stand der Technik sind Lösungen bekannt, bei welchen Messdaten für Strom und Spannung in einer Photovoltaikanlage am Wechselrichter erzeugt werden. Dort werden die Messdaten über externe Vorrichtungen meist unter Nutzung von Datenloggern zur Auswertung gesammelt und manuell zu einer Zentrale übermittelt.
Diese Messdaten liegen nicht Solarmodul-genau sondern Wechselrichter-genau vor, dass heißt, Spannung und Strom beziehen sich auf ein verschaltetes System von mehreren Solarmodulen. Probleme und Leistungsverluste einzelner Solarmodule können nicht detektiert werden. Probleme werden abhängig von der Art der Datenweiterleitung nicht in Echtzeit erkannt.
Eine Diebstahlerkennung erfolgt nach dem Stand der Technik meist über Videosysteme oder auch Reisleinensysteme. Diese Systeme sind aufwendig zu installieren und zu warten. Es werden auch Systeme diskutiert, bei denen in die bestehende PV-Anlage nachts (oder wenn kein Strom erzeugt wird) Ströme eingespeist werden. Diese Verfahren erkennen Diebstahl nicht Solarmodul-genau und positionsgenau.
Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung anzugeben, mit welchem der Aufwand zur Überwachung von anordnungsspezifischen Parametern reduziert wird.
Gemäß der Erfindung wird die Aufgabe bei einem Verfahren zur Überwachung von anordnungsspezifischen Parametern dadurch gelöst, dass den ermittelten Messwerten entsprechende Werte an eine räumlich von der Anordnung getrennte zentrale
Instanz übermittelt werden, dass nachfolgend diese von der zentralen Instanz empfangenen entsprechenden Messwerte analysiert werden und dass die Ergebnisse der Analyse ausgegeben werden.
Die Überwachung von anordnungsspezifischen Parametern einer Anordnung erfolgt überall dort, wo Parameter einer Anordnung mittels verschiedener Sensoren gemessen und direkt am
Messort oder vorzugsweise an einem vom Messort entfernten Ort angezeigt und/oder analysiert werden sollen. Die Messwerte oder die Ergebnisse der Analyse können beispielsweise durch eine an der Anordnung selbst angebrachten Anzeige dargestellt oder zu einem zentralen Überwachungspunkt übertragen und angezeigt werden. Somit wird eine Überwachung einer Anordnung im laufenden Betrieb bereitgestellt, mit welcher Aussagen über den Zustand der Anordnung möglich sind.
Erfindungsgemäß werden in einem ersten Verfahrensschritt mittels Sensoren zu verschiedenen Parametern Messwerte ermittelt. Diese Messwerte werden nachfolgend an eine die Parameter anzeigende und überwachende zentrale Instanz, beispielsweise einen Computer, übertragen. Diese Übertragung kann über ein Kabel oder einen Datenbus, vorzugsweise aber über eine Funkschnittstelle erfolgen. Die übertragenen Messwerte werden in der zentralen Instanz analysiert. Durch diese Analyse können Aussagen über den Zustand der Anordnung wie beispielsweise „ordnungsgemäße Funktionsweise", „nichtordnungsgemäße Funktionsweise", „fehlerhafte
Kommunikation" oder „Anordnung ist defekt oder fehlt" erzeugt werden. Die zentrale Instanz gibt die Messwerte oder die Ergebnisse der Analyse aus. Die Ausgabe kann beispielsweise in Form einer Grafik oder bei den Zuständen der Anordnung in Textform oder in Art einer Ampel erfolgen.
Somit wird eine schnelle zentrale Überwachung mehrerer Parameter einer oder mehrerer Anordnungen von einem zentralen Punkt aus realisiert. In einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die den ermittelten Messwerten entsprechenden Werte die Messwerte selbst sind.
Bei der Überwachung von anordnungsspezifischen Parametern können die von den Sensoren in der Anordnung ermittelten Messwerte direkt also ohne eine Verarbeitung oder Analyse der Messwerte an die Zentrale Instanz übertragen werden.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die den ermittelten Messwerten entsprechenden Werte von der Anordnung aufbereitete Werte sind.
Die ermittelten Messwerte werden von der Anordnung Verarbeitet oder Analysiert. So kann beispielsweise eine Analyse derart erfolgen, dass geprüft wird ob der Messwert innerhalb eines vorgegebenen Toleranzbereichs oder über bzw. unter einem vorgegebenen Schwellwert liegt. Eine Verarbeitung des Messwertes kann derart erfolgen, dass ein Mittelwert gebildet wird. Eine andere Verarbeitung kann darin bestehen, dass aus einem Strommesswert und einem Spannungsmesswert die Leistung berechnet wird.
In einer Ausgestaltungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass aufbereitete Werte Messwerte sind, welche durch eine erste Teilanalyse in der Anordnung selbst erzeugt werden.
Die ermittelten Messwerte können wie oben dargestellt in der Anordnung einer Analyse zugeführt werden, wobei nur eine erste Teilanalyse der Messwerte in der Anordnung erfolgt. Der zweite Teil der Analyse erfolgt später in der zentralen Instanz .
In einer Ausgestaltungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass aufbereitete Werte Leistungswerte sind, welche in der Anordnung aus den Messwerten für den Strom und die Spannung gebildet werden. Soll in einer Anordnung der Parameter Leistung überwacht werden, so kann dies beispielsweise derart erfolgen, dass nur ein Sensor für eine Strommessung und eine Sensor für eine Spannungsmessung verwendet wird. Aus den beiden Messwerten kann nachfolgend mittels einer Multiplikation der zugehörige Leistungswert berechnet werde.
In einer weiteren Ausgestaltungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass aufbereitete Werte Bewegungswerte sind, welche in der Anordnung aus den Messwerten der Bewegungssensoren gebildet werden.
Die von den Bewegungssensoren ermittelten Messwerte werden in der Anordnung bereits analysiert, um festzustellen ob tatsächlich eine Bewegung des Solarmoduls stattgefunden hat. Hierfür können beispielsweise Schwellwerte für die gemessenen Werte der Bewegungssensoren vorgegeben werden unterhalb derer keine Bewegung detektiert wird.
In einer Ausgestaltungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die den ermittelten Messwerten entsprechenden Werte von mehreren Anordnungen vor der Übertragung an die zentrale Instanz in Gruppen zusammengefasst und gemeinsam zur zentralen Instanz übertragen werden.
Jede Anordnung kann die ermittelten Messwerte an die zentrale Instanz separat übertragen. Eine andere Möglichkeit besteht darin, die den Messwerten entsprechenden Werte zweier oder mehrerer Anordnungen zusammenzufassen und dann zur zentralen Instanz zu übertragen. Derart können die Anordnungen in Gruppen eingeteilt werden. So können beispielsweise 20 Solarmodule zu einer Gruppe netzwerkartig zusammengefasst werden, wobei eine Photovoltaikanlage mehrere dieser Gruppen umfasst. In jeder Gruppe werden die den Messwerten entsprechenden Werte zusammengefasst und zur zentralen Instanz übertragen. Eine andere Möglichkeit besteht darin die den Messwerten entsprechenden Werte der Gruppe einer Teilanalyse zu unterziehen, bei welcher geprüft wird ob sich alle Messwerte innerhalb einer vorgegebenen Toleranz befinden. Dann kann nur das Ergebnis der Analyse zu der zentralen Instanz übertragen werden, also beispielsweise die Information darüber, dass alle Messwerte im Toleranzbereich liegen.
Für den Fall, dass die Messwerte nicht im Toleranzbereich liegen ist vorgesehen alle den Messwerten entsprechende Werte zur zentralen Instanz für eine Fehleranalyse zu übertragen.
In einer Ausgestaltungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Übertragung an die zentrale Instanz mittels eines drahtlosen Übertragungsverfahrens durchgeführt wird.
Die Übertragung der den Messwerten entsprechenden Werte erfolgt vorteilhaft mittels einer drahtlosen
Funkübertragung, beispielsweise nach den Standard IEEE 802.15.4 einem Übertragungsprotokoll für Wireless Personal Area Networks (WPAN) . Transceiver nach diesem Standard sind gekennzeichnet durch einen niedrigen Energieverbrauch und ein großflächiges Übertragungsvermögen.
In einer Ausgestaltungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die anordnungsspezifischen Parameter Parameter von Solarmodulen einer Photovoltaikanlage sind.
In einer Ausgestaltungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Parameter Strom, Spannung, Temperatur,
Lichtintensität, Bewegung, Kapazität einer Stromversorgung und Emission sind.
Die zu überwachende Anordnung kann ein Solarmodul in einer Photovoltaikanlage sein, bei welchem Parameter wie Strom, Spannung, Leistung, Temperatur, Lichtintensität, Bewegung, Kapazität einer Stromversorgung und Emission überwacht werden sollen. In einer Ausgestaltungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Analyse der den Messwerten entsprechenden Werte derart erfolgt, dass die Messwerte mit bekannten Vorgabewerten verglichen werden.
Eine Analysemöglichkeit besteht darin, die den Messwerten entsprechenden Werte mit Vorgabewerten, welche dem Verfahren vorgegeben werden können, zu vergleichen, wobei auch ein Toleranzbereich für den Vergleich festgelegt werden kann. Somit erfolgt eine Analyse eines ermittelten Spannungsmesswertes derart, dass geprüft wird, ob der
Spannungsmesswert innerhalb des durch den Nominalwert und die Toleranz gegebenen Vorgabebereiches liegt. Ist dies der Fall kann ein positives Analyseergebnis ausgegebenen werden. Ist dies nicht der Fall wird eine Fehlermeldung ausgegeben und nachfolgend eine Suche nach der Ursache des Fehlers veranlasst .
In einer Ausgestaltungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Analyse der den Messwerten entsprechenden Werte derart erfolgt, dass die Messwerte verschiedener Anordnungen miteinander verglichen werden.
Eine vereinfachte Form der Analyse kann darin bestehen, dass den Messwerten entsprechende Werte zweier Anordnungen miteinander verglichen werden. Wir beispielsweise der Messwert Spannung zweier benachbarter Solarmodule miteinander verglichen, kann schnell eine Aussage über ein ordnungsgemäße Funktion der Solarmodule getroffen werden. Im Normalfall werden die Spannungswerte fast gleich groß sein, wobei bei einem derartigen vergleich auch ein Toleranzbereich vorgegeben werden kann. Weicht einer der beiden Spannungswerte über eine gewisse Zeitspanne stark ab ist anzunehmen, dass ein Solarmodul einen Defekt hat. Im Ergebnis dieser Analyse kann dann eine Fehlersuche beispielsweise mittels Auswertung aller ermittelten Messwerte durch die zentrale Instanz erfolgen. In einer Ausgestaltungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die den Messwerten entsprechende Werte und/oder die Ergebnisse der Analyse in Form einer Grafik ausgegeben werden .
Die den Messwerten entsprechende Werte und auch die
Analyseergebnisse sowohl einer Gesamtanalyse als auch der Teilanalysen können neben einer Textform in eine oder mehreren Grafiken dargestellt werden. Eine Gesamtübersicht kann auch in einer zusammengefassten Form in der Art einer Ampel erfolgen, bei welcher das grüne Licht leuchtet solange alle Parameter innerhalb der Toleranzgrenzen sind.
In einer weiteren Ausführungsart der Erfindung ist vorgesehen, dass mittels einer Handheld-Anordnung, welche ein Positionsbestimmungssystem beinhaltet, die Position eines Solarmoduls mit seiner Identifikationsnummer ID verknüpft wird und dass die Positionsdaten und die ID in einer Datenbank gespeichert werden.
Beispielsweise bei der Installation eines Solarmoduls kann mittels einer Handheld-Anordnung, welche ein Positionsbestimmungssystem beinhaltet, ein Techniker die Identifikationsnummer des Solarmoduls mit Positionsdaten verknüpfen, indem er die Handheld-Anordnung nah an dem Modul positioniert und eine entsprechende Routine in der Handheld- Anordnung startet.
Diese bestimmt die aktuellen Positionsdaten beispielsweise über GPS und liest die ID des Solarmoduls aus. Diese Daten werden miteinander verknüpft und in der Handheld-Anordnung oder einer zentralen Datenbank gespeichert. Somit können nachfolgend, bei einem Ausfall eines Solarmoduls, nicht nur die ID sondern auch Positionsdaten an das Servicepersonal übermittelt werden.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass eine Positionsbestimmung in der Anordnung selbst durch Auswertung von ermittelten Signallaufzeiten oder der Signalstärke RSSI von Funkverbindungen erfolgt.
Die Funkanordnung in der Anordnung kann Signalstärkeparameter wie einen RSSI Wert sowie die in der Anordnung gemessenen Signallaufzeiten zu anderen Funkanordnungen anderer Solarmodule zur relativen Positionsbestimmung zu anderen Funkanordnungen nutzen. Hierfür werden mehrere RSSI-Werte ermittelt oder mehrere Signallaufzeiten ermittelt und die Position in der Art eines Funkpeilverfahrens bestimmt.
Gemäß der Erfindung wird die Aufgabe bei einer Vorrichtung zur Überwachung von anordnungsspezifischen Parametern mit die anordnungsspezifischen Parameter erfassenden Sensoren, einer Auswerteeinheit und Übertragungsmitteln dadurch gelöst, dass die Vorrichtung eine Mess- und Funkeinheit aufweist, welche aus einer Messwerte ermittelnde Sensoren beinhaltenden Messeinheit und einer ersten bidirektionalen Funkanordnung besteht, dass die erste bidirektionale Funkanordnung der Mess- und Funkeinheit mit einer zweiten bidirektionalen Funkanordnung einer zentralen Instanz zumindest mittelbar drahtlos verbunden ist, dass die zentrale Instanz Mittel zur Analyse der von den Mess- und Funkeinheit der Anordnung empfangenen Messwerte und zur Darstellung der Messwerte und/oder der Ergebnisse der Analyse aufweist.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfasst eine Mess- und Funkeinheit, welche beispielsweise an der zu überwachenden Anordnung eines Solarmoduls befestigt ist und mittels verschiedener Sensoren Parameter des Solarmoduls oder der unmittelbaren Umgebung ermittelt. Diese Messwerte werden in der Mess- und Funkeinheit gespeichert. Die Mess- und Funkeinheit kann eine Analyse der Messwerte durchführen, beispielsweise um zu ermitteln, ob die Messwerte einem bestimmten Vorgabewert entsprechen, größer oder kleiner sind oder in einem vorgegebenen Toleranzbereich liegen.
Die ermittelten Messwerte oder die Ergebnisse der Analyse werden mittels der ersten und zweiten bidirektionalen Funkeinheit, welche also sowohl Mittel zum Senden als auch zum Empfangen umfasst, an die zentrale Instanz übertragen. Diese verfügt über Mittel zur Analyse, die denen der Anordnung wie oben beschrieben entsprechen können, und zur Darstellung der Messwerte oder der Ergebnisse der Analyse beispielsweise in Textform oder in Form einer Grafik, wobei die Darstellungsweise und die darzustellenden Messwerte oder Ergebnisse einer Analyse von einem Nutzer auswählbar sind.
In einer Ausgestaltungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die erste und die zweite bidirektionale Funkanordnung jeweils mit einer Sende-/Empfangsantenne zur drahtlosen Datenübertragung verbunden sind.
Die erste und die zweite Funkeinheit verfügen über je einen geeigneten Anschluss mit welchen sie sich mit einer Sende- /Empfangsantenne verbinden lassen. Über diese Antennen können die Messwerte oder die Ergebnisse der Analyse unter Nutzung eines geeigneten Funkstandards beispielsweise über die erste Funkeinheit zur zweiten Funkeinheit übertragen werden. Die so Übermittelten Daten werden an die zentrale Instanz weitergeleitet. Eine andere Möglichkeit besteht darin von der zentralen Instanz über die zweite Funkeinheit zur ersten Funkeinheit und weiter zur Mess- und Funkeinheit Initialisierungsdaten oder Steuerdaten zu übertragen. Diese werden durch eine geeignete Steuer- und Logikbaugruppe in der Mess- und Funkeinheit empfangen und steuern beispielsweise die Ermittlung der Messwerte bezüglich der zu verwendenden Sensoren, den Zeitpunkt und die Häufigkeit der Messungen sowie wenn vorgesehen die Art der Analyse.
In einer anderen Form der Erfindung ist vorgesehen, dass die Vorrichtung Mittel zur Analyse der Messwerte aufweist.
Ist es notwendig die Analyse der Messwert bereits in der Vorrichtung zur Überwachung von anordnungsspezifischen Parametern zumindest teilweise durchzuführen, wird diese Vorrichtung mit Baugruppen zur Analyse der Messwerte ausgestattet. Somit kann beispielsweise ein Test der Funktionsweise der Vorrichtung durchgeführt und nur das Ergebnis an die zentrale Instanz übertragen werden.
Die Erfindung soll nachfolgend anhand eines Ausführungsbei- spiels näher erläutert werden. In den zugehörigen Zeichnungen zeigt
Fig. 1 eine Vorrichtung zur Überwachung von anordnungsspezifischen Parametern von Solarmodulen, welche Bestandteil einer Photovoltaikanlage sind,
Fig. 2 eine beispielsweise an einem Solarmodul angeordnete Mess- und Funkeinheit mit Strom- und Spannungsmesssensoren und einer ersten Funkanordnung,
Fig. 3 eine Prinzipanordnung einer Vorrichtung zur Überwachung von anordnungsspezifischen Parametern von Solarmodulen mit einem PC als zentrale Instanz und einer mit dem PC verbundenen zweiten Funkanordnung und
Fig. 4 eine weitere Prinzipanordnung einer Vorrichtung zur Überwachung von anordnungsspezifischen
Parametern von Solarmodulen mit einem PC als zentrale Instanz und einer mit dem PC verbundenen zweiten Funkanordnung sowie einem die erste Funkanordnung beinhaltenden Gatewayknoten.
Die Figur 1 zeigt eine Vorrichtung zur Überwachung von anordnungsspezifischen Parametern von Solarmodulen 1, welche Bestandteil einer Photovoltaikanlage 2 sind. Jedes Solarmodul 1 ist mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Überwachung von anordnungsspezifischen Parametern 3 ausgestattet. Diese Vorrichtung beinhaltet eine erste Funkanordnung 4, welche mittels einer Funkverbindung mit der zweiten Funkanordnung 5 verbunden ist, wobei jede Funkeinheit einen Anschluss zur Verbindung mit einer nicht dargestellten Antenne 10 aufweist. Die zweite Funkanordnung 5 ist mit der zentralen Instanz 6 verbunden, welche in der Figur 1 als ein Personalcomputer PC ausgeführt ist. Dieser wird mittels eines zugehörigen Steuerprogramms gesteuert. Die zentralen Instanz 6 ist mit einer Datenbank 7 zur Speicherung von Messwerten und/oder Analyseergebnissen verbunden. Weiterhin können in der Datenbank 7 Steuer- oder Initialisierungsinformationen, Vergleichswerte und Schwellwerte für das erfindungsgemäße Verfahren abgespeichert werde. Die zentralen Instanz 6 kann an das Internet angeschlossen werden, dann besteht die Möglichkeit unter Nutzung einer Internetverbindung mittels eines Terminals 8 auf die zentrale Instanz 6 und somit auch auf die Datenbank 7 sowie alle Messwerten und/oder Analyseergebnissen zuzugreifen. Derart wird eine Fernüberwachung der Photovoltaikanlage möglich, welche den vollen Funktionsumfang der zentralen Instanz 6 bieten kann.
Gemäß der Erfindung wird der zu überwachenden Anordnung, welche ein Solarmodul 1, eine Maschine oder ein Fahrzeug sein kann, eine Vorrichtung zur Überwachung von anordnungsspezifischen Parametern 3 zugeordnet, welche mit mehreren Sensoren zur Ermittlung von Messwerten ausgestattet oder verbunden ist. Diese Sensoren erfassen einen oder mehrere Messwerte der zu überwachenden Anordnung wie beispielsweise Strom, Spannung, Leistung, Temperatur, Bewegung und andere mehr. Auch eine Erfassung von mehreren Strömen, Spannungen usw. ist vorgesehen. Die den ermittelten Messwerten entsprechende Werte werden drahtgebunden oder drahtlos an eine zentrale Instanz 6 übertragen. Die zentrale Instanz 6 ist derart ausgestattet, dass sie eine Analyse der den ermittelten Messwerten entsprechende Werte sowie eine Darstellung der Messwerte und/oder Ergebnisse der Analyse ermöglicht. Die zentrale Instanz 6 kann durch einen PC mit einer entsprechenden den PC steuernden Analyse- und Auswertungs-Software realisiert werden.
Mittels der erfindungsgemäßen Lösung ist es möglich, jedes einzelne Solarmodul 1 einer Photovoltaikanlage 2 in Echtzeit auf seine Parameter beispielsweise auf die aktuell erzeugte Spannung U zu prüfen. Ebenso kann der Parameter Strom I und somit die Leistung P gemessen werden. Eine andere Möglichkeit zur Ermittlung der Leistung P besteht darin, dass Produkt der ermittelten Spannungs- und des ermittelten Stromwertes gemäß P = U * I zu bilden und nur das Ergebnis an die zentrale Instanz zu übertragen.
Somit können Solarmodule 1, welche nicht die volle Funktionstüchtigkeit aufweisen schnell lokalisiert werden. Das System zeigt ein auffälliges Modul 1 in einer Ausgabe auf einem Bildschirm der zentralen Instanz 6 an oder erzeugt eine Benachrichtigung an das zuständige Wartungspersonal, beispielsweise per Mail oder SMS. Dabei kann auch die genaue Lage des auffälligen Moduls innerhalb der Photovoltaikanlage ermittelt und angezeigt werden.
Die Zentrale Instanz 6 kann die Mess- und/oder Analysewerte beispielsweise in einer grafischen Form, in der Art einer Ampel mit den Zuständen „Volle Funktion", „eingeschränkte Funktion" und „Defekt" oder in Textform anzeigen. Somit hat der Betreiber einer Photovoltaikanlage 2 an einer zentralen Stelle einen Überblick über den Zustand der gesamten Anlage 2.
Der zentralen Instanz 6 können Schwellwerte für die gegenstandsspezifischen Parameter vorgegeben werden bei deren Über- oder Unterschreiten eine Ausgabe einer Meldung, eine Alarmmeldung oder eine Benachrichtigung wie oben beschrieben erfolgt. Die Messwerte sowie die verschiedenen Analysewerte werden in einer Datenbank 7 der zentralen Instanz gespeichert und können nachfolgend von der zentralen Instanz 6 selbst oder über einen Fernzugriff, beispielsweise über das Internet abgerufen werden. Wird ein Zugriff über das Internet auf die zentrale Instanz 6 zugelassen kann die Ausgabe der Mess- und/oder Analysewerde auch auf einem über das Internet angeschlossenem Terminal 8 erfolgen.
Eine weitere vorteilhafte Funktion der Erfindung ist die Diebstahlanzeigefunktion. Die von den Sensoren ermittelten Messwerte wie Strom, Spannung und Bewegung können für eine Diebstahlanzeige an der zentralen Instanz 6 oder eine Alarmgenerierung genutzt werden. Wird an einem Solarmodul 1 am Tag plötzlich keine Spannung und/oder kein Strom mehr gemessen kann neben einem Ausfall des Solarmoduls 1 die Ursache im Entfernen des Moduls 1 aus der Photovoltaikanlage also einem Diebstahl liegen.
Eine weitere Methode zur Diebstahlanzeige besteht darin, Messwerte von Bewegungssensoren der Vorrichtung zur Überwachung von anordnungsspezifischen Parametern 3 zu analysieren. Wird das Solarmodul 1 mit einer über einem vorgegeben Schwellwert liegenden Geschwindigkeit bewegt wird die Diebstahlanzeige generiert. Die Verwendung eines geeigneten Schwellwertes ist vorteilhaft, da ein Solarmodul 1 der Bahn der Sonne automatisch mit einer sehr kleinen Geschwindigkeit nachgeführt werden kann oder sich ein Modul 1 durch Windbelastung geringförmig bewegen kann.
Die Vorrichtung zur Überwachung von anordnungsspezifischen Parametern 3 verfügt vorteilhafterweise über eine eigene Stromversorgung in Form einer Batterie oder eines über das Solarmodul 1 aufladbaren Akkus. Somit können auch in der Nacht, also in einer Zeit in der das Solarmodul selbst keine Energie erzeugt, Messwerte ermittelt und übertragen werden, sowie Messwerte nach einer Trennung des Solarmoduls 1 aus der Photovoltaikanlage 2 beispielsweise mittels des Bewegungssensors ermittelt und zur zentralen Instanz 6 übertragen werden.
Die Vorrichtung 3 kann beispielsweise außerdem noch eine Antenne, eine Batterie oder einen Akku sowie eine Akkuladeschaltung umfassen, welche in der Figur 1 nicht dargestellt sind.
In der Figur 2 ist eine in der Vorrichtung zur Überwachung von anordnungsspezifischen Parametern 3 angeordnete Mess- und Funktionseinheit 9 dargestellt.
Die Mess- und Funktionseinheit 9 wird mit ihren Anschlüssen IN+, IN- und OUT+, OUT- in eine Zweidrahtleitung zwischengeschaltet, welche das Solarmodul sonst entweder mit einem weiteren Solarmodul des gleichen Strings oder einer nachgeschalteten Anordnung der Photovoltaikanlage verbindet.
Diese nachgeschaltete Anordnung kann ein Umsetzer mit einer Steuer- und Regeleinrichtung der Photovoltaikanlage oder eine Akku sein. Wobei für die Funktionsweise der Mess- und Funktionseinheit 9 die Art der nachgeschalteten Einheit keine Bedeutung hat.
Über die Eingänge IN der Mess- und Funktionseinheit 9 kann diese konfiguriert werden. Derart kann festgelegt werden welche Messwerte ermittelt werden sollen bzw. zu welchem Zeitpunkt oder wie oft die Messwerte ermittelt werden sollen. Weiterhin kann festgelegt werden ob und wie eine Analyse der Messwerte erfolgen soll.
Die Mess- und Funktionseinheit 9 ist über den Anschluss ANT mit einer Sende- /Empfangsantenne zur drahtlosen Übertragung der Messwerte zur zentralen Instanz 6 verbunden. Weiter dargestellt ist eine Steuer- und Logikeinheit 11 innerhalb der Mess- und Funktionseinheit 9, welche die
Funktionsabläufe steuert. In der Funktionseinheit 9 ist auch eine konfigurierbare Messeinheit 12 angeordnet, an welcher die nicht dargestellten Sensoren angeschlossen sind.
In der Figur 3 ist Beispiel einer Vorrichtung zur
Überwachung von anordnungsspezifischen Parametern 3 von Solarmodulen 1 mit einem PC als zentrale Instanz 6 und einer mit dem PC verbundenen zweiten Funkanordnung 5 dargestellt. Den Solarmodulen 1 ist je eine Mess- und Funktionseinheit 9 zugeordnet. Jede Mess- und Funktionseinheit 9 ist mittels einer Funkverbindung unter Nutzung der ersten und zweiten Funkanordnung 4 und 5 mit der zentralen Instanz verbunden.
Die Figur 4 zeigt eine Alternative zum Beispiel aus der Figur 3. Hier werden die den ermittelten Messwerten entsprechenden Werte mehrerer Mess- und Funktionseinheiten 9 in einem Knoten 13 zusammengefasst und an die zentrale Instanz 6 übertragen. Hierfür verfügt der Knoten 13 über mindestens eine nicht näher dargestellte Funkanordnung. An der zentralen Instanz 6 können auch mehrere zweite Funkanordnungen 5 angeschlossen werden. Somit kann eine
Aufteilung der zu übermittenden Daten in Gruppen von Knoten 13 oder Solarmodulen 1 erfolgen und die Anzahl der zu überwachenden Solarmodule 1 erhöht werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann nachfolgend Informationen zur Verfügung stellen:
Funktionierendes Solarmodul (auch bei Abschattung!) bei Tag
Nicht voll funktionierendes (defektes) Solarmodul bei Tag
• Entwendetes Solarmodul bei Tag / Nacht
Fehlerhafte Funkkommunikation Chaotische Abschattung (Wolken) über Solarmodul bei Tag
Genaue Lokalisierung der auffälligen Module über geographische Daten
Statistische Auswertung der Daten
Die Informationen werden über einen einstellbaren Zeitraum in der Datenbank 7 gespeichert, in einer GUI angezeigt und können je nach Kundenwunsch auch in anderer Form wie beispielsweise Email oder SMS zur Verfügung gestellt werden. Durch die Zuordnung geographischer Daten zu den Solarmodulen 1 kann das Service-Personal zu den auffälligen Modulen geleitet werden.
Zur Analyse der Funktionsweise der Solarmodule 1 kann eine Kennlinie eines Solarmoduls 1 verwendet werden, welche vom Hersteller des Solarmoduls vorgegeben wird. Diese Kennlinie zeigt beispielsweise den Zusammenhang zwischen
Beleuchtungsstärke, Strom und Spannung an einem Modul 1. Eine derartige Kennlinie kann für ein Solarmodul 1 auch durch Messungen an dem Modul selbst aufgenommen werden.
Die Bestimmung der Soll-Spannung oder des Soll-Stromes kann nach zwei Varianten erfolgen. Zum einen kann eine Umrechnung der aufgenommenen U/I-Kennlinien für die aktuellen Umgebungsbedingungen laut DIN EN 60891 erfolgen oder die erwarteten Werte für Strom uns Spannung werden aus bekannten Datensätzen bestimmt. Nach einer gewissen Zeit hat man genug Datensätze im laufenden Betrieb ermittelt um die Soll- Spannung und den Soll-Strom nicht mehr berechnen zu müssen. Dann kann auf eine derartige Berechnungsfunktion im Verfahren verzichtet werden.
Unabhängig davon, ob eine Reihen- oder Parallelschaltung der Solarmodule 1 vorliegt, ist die Integration von der
Vorrichtung zur Überwachung von anordnungsspezifischen Parametern möglich. Damit ist auch eine leichte Austauschbarkeit der Mess-und Funkeinheiten gewährleistet.
Die funkbasierte Lösung ermöglicht es, auch jede bestehende Solaranlage ohne größeren Installationsaufwand mit einer Vorrichtung zur Überwachung von anordnungsspezifischen Parametern auszurüsten. Zur Installationsunterstützung dient ein SolarEagleHandheld. Das System ist je nach Funkstandard auf unendlich viele Module erweiterbar.
Der SolarEagleHandheld ist ein tragbares mobiles Gerät, welches sich durch Leichtigkeit und Ergonomie auszeichnet. Es wird über Batterien oder Goldcaps versorgt und verfügt über ein Display.
Wesentliche technische Bestandteile des SolarEagleHandhelds sind ein GPS-Empfänger und ein aktiv RFID-Reader. Zu diesem Zweck wird auch die Vorrichtung zur Überwachung von anordnungsspezifischen Parametern mit einem RFID-Modul ausgestattet .
Das SolarEagleHandheld mit GPS-Empfänger und aktiv RFID- Reader ermöglicht in großen Photovoltaik-Anlagen die Routenplanung zu auffälligen Modulen und stellt durch eine automatische geographische Lokalisierung eine Installationshilfe dar.
Mit Hilfe des SolarEagleHandhelds wird die ID der Mess- und Funkeinheit ausgelesen, geographische Koordinaten werden automatisch über GPS-Einheit zugeordnet. Entweder werden die Koordinaten im Tag gespeichert oder sie werden zur Zentrale gefunkt oder sie werden im Handheld gespeichert und später in die Zentrale überführt. Verfahren und Vorrichtung zur Überwachung von anordnungsspezifischen Parametern
Bezugszeichenliste
1 Solarmodul 2 Photovoltaikanlage
3 Vorrichtung zur Überwachung von anordnungsspezifischen Parametern
4 erste bidirektionale Funkanordnung
5 zweite bidirektionale Funkanordnung 6 zentrale Instanz
7 Datenbank
8 Terminal
9 Mess- und Funktionseinheit
10 Antenne 11 Steuer- und Logikeinheit
12 konfigurierbare Messeinheit
13 Knoten

Claims

Verfahren und Vorrichtung zur Überwachung von anordnungsspezifischen ParameternPatentansprüche
1. Verfahren zur Überwachung von anordnungsspezifischen Parametern bei welchem in einer Anordnung mittels Sensoren Messwerte ermittelt und ausgegeben werden, d a du r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s den ermittelten Messwerten entsprechende Werte an eine räumlich von der Anordnung getrennte zentrale Instanz übermittelt werden, dass nachfolgend diese von der zentralen Instanz empfangenen entsprechenden Messwerte analysiert werden und dass die Ergebnisse der Analyse ausgegeben werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, d a du r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s die den ermittelten Messwerten entsprechenden Werte die Messwerte selbst sind.
3. Verfahren nach Anspruch 1, d a du r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s die den ermittelten Messwerten entsprechenden Werte von der Anordnung aufbereitete Werte sind.
4. Verfahren nach Anspruch 3, d a du r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s aufbereitete Werte Messwerte sind, welche durch eine erste Teilanalyse in der Anordnung selbst erzeugt werden.
5. Verfahren nach Anspruch 3, d a du r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s aufbereitete Werte
Leistungswerte sind, welche in der Anordnung aus den Messwerten für den Strom und die Spannung gebildet werden .
6. Verfahren nach Anspruch 3, d a du r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s aufbereitete Werte Bewegungswerte sind, welche in der Anordnung aus den Messwerten der Bewegungssensoren gebildet werden.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, d a du r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s die den ermittelten Messwerten entsprechenden Werte von mehreren Anordnungen vor der Übertragung an die zentrale Instanz in Gruppen zusammengefasst und gemeinsam zur zentralen Instanz übertragen werden.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, d a du r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s die Übertragung an die zentrale Instanz mittels eines drahtlosen Übertragungsverfahrens durchgeführt wird.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, d a du r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s die anordnungsspezifischen Parameter Parameter von Solarmodulen einer Photovoltaikanlage sind.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s die
Parameter Strom, Spannung, Leistung, Temperatur, Lichtintensität, Bewegung, Kapazität einer Stromversorgung und Emission sind.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s die
Analyse der den Messwerten entsprechenden Werte derart erfolgt, dass die Messwerte mit bekannten Vorgabewerten verglichen werden.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s die
Analyse der den Messwerten entsprechenden Werte derart erfolgt, dass die Messwerte verschiedener Anordnungen miteinander verglichen werden.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadur ch gekenn z e i chnet , da s s die den Messwerten entsprechende Werte und/oder die Ergebnisse der Analyse in Form einer Grafik ausgegeben werden.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadur ch gekenn z e i chnet , da s s mittels einer Handheld-Anordnung, welche ein Positionsbestimmungssystem beinhaltet, die Position eines Solarmoduls mit seiner Identifikationsnummer ID verknüpft wird und dass die Positionsdaten und die ID in einer Datenbank gespeichert werden.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s eine Positionsbestimmung in der Anordnung selbst durch
Auswertung von ermittelten Signallaufzeiten oder der Signalstärke RSSI von Funkverbindungen erfolgt.
16. Vorrichtung zur Überwachung von anordnungsspezifischen Parametern, mit die anordnungsspezifischen Parameter erfassenden Sensoren, einer Auswerteeinheit und Übertragungsmitteln, dadur ch gekenn z e i chnet , da s s die Vorrichtung eine Mess- und Funkeinheit (9) aufweist, welche aus einer Messwerte ermittelnde Sensoren beinhaltenden Messeinheit und einer ersten bidirektionalen Funkanordnung (4) besteht, dass die erste bidirektionale Funkanordnung (4) der Mess- und Funkeinheit (9) mit einer zweiten bidirektionalen Funkanordnung (5) einer zentralen Instanz (6) zumindest mittelbar drahtlos verbunden ist, dass die zentrale Instanz (6) Mittel zur Analyse der von den Mess- und Funkeinheit (9) der Anordnung empfangenen Messwerte und zur Darstellung der Messwerte und/oder der Ergebnisse der Analyse aufweist.
17. Vorrichtung nach Anspruch 16, d a du r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s die erste und die zweite bidirektionale Funkanordnung (4 und 5) jeweils mit einer Sende-/Emfangsantenne zur drahtlosen Datenübertragung verbunden sind.
18. Vorrichtung nach Anspruch 16, d a du r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s die Vorrichtung Mittel zur Analyse der Messwerte aufweist.
19. Vorrichtung nach Anspruch 16, d a du r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s die Anordnung ein Solarmodul einer Photovoltaikanlage ist.
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