Monitoraggio fotovoltaico, si testa l’approccio Grande Fratello
Con la crescita delle risorse rinnovabili non programmabili in rete, il monitoraggio fotovoltaico ha assunto un ruolo di primo piano. Negli ultimi anni sul mercato si sono progressivamente affacciate nuove e sempre più avanzate tecnologie di misurazione con l’obiettivo di rendere la produzione solare più prevedibile e gestibile.
Un’attenzione costante all’operatività, compresa quella infrastrutturale, che ha generato involontariamente un altro tipo di sfida: una quantità enorme di dati. Come gestirli al meglio? A rispondere è oggi un gruppo di scienziati dell’Università di Cordova, creatori di un innovativo sistema di monitoraggio ad alta precisione basato su una rete di sensori sincronizzata.
Per comprendere meglio il funzionamento, occorre fare un passo indietro.
Dispositivi di monitoraggio nelle smart grid
Lo studio parte da una precedente indagine che ha analizzato da vicino diversi dispositivi di monitoraggio impiegati in una smart grid, focalizzandosi sui sistemi di comunicazione di tre strumenti avanzati:
- Unità di misura micro-fasore (μPMU), che misura l’ampiezza e la fase di tensione e corrente rispetto a un riferimento temporale assoluto.
- Contatore intelligente.
- Misuratore della qualità dell’energia (PQM).
Ognuno di questi dispositivi è essenziale per la caratterizzazione degli impianti fotovoltaici, ma allo stesso tempo possiede specifiche caratteristiche, richiedendo di conseguenza differenti velocità di trasmissione e livelli di sincronizzazione.
Non solo. Generalmente, ogni apparecchiatura utilizza il proprio framework specializzato.
L’obiettivo della ricerca dell’Università di Cordova è stato quello di integrare i dati provenienti da tali strumenti in un unico sistema sincronizzato per un monitoraggio fotovoltaico più efficiente e accurato.
“Si tratta – spiega lo stesso ateneo – di un sistema di monitoraggio in stile Grande Fratello, progettato non solo per osservare e prevedere le prestazioni di questi impianti, ma anche per adattare l’asta che stabilisce i prezzi dell’energia a condizioni più realistiche”.
L’unità di misura fasori estesa (ePMU)
Il team ha sviluppato e implementato un’architettura hardware per il monitoraggio delle risorse solari distribuite in due impianti fotovoltaici. Questa architettura combina le misure di fasori in tempo reale delle PMU con le misure di produzione di energia provenienti dai compactDAQ, la piattaforma di acquisizione dati creata da National Instruments. Tutte le misure sono state elaborate da un singolo dispositivo che gli autori hanno chiamato unità di misura fasori estesa (ePMU).
L’elemento clou di questo approccio è che i dati vengono raccolti ogni decimo di secondo, con grande dettaglio; così grande da generare circa 2-3 gigabyte di dati al mese. Inoltre, poiché i dispositivi sono sincronizzati tra loro e posizionati in aree diverse, le informazioni che forniscono permettono di vedere in maniera puntuale cosa è successo e di prevedere cosa accadrà.
Come ha sottolineato il ricercatore dell’UCO Víctor Pallares López, “Si tratta di monitorare attentamente i sistemi per raccogliere quante più informazioni possibili ed essere in grado di reagire a qualsiasi effetto negativo che potrebbe compromettere la stabilità della rete elettrica”.
Il lavoro è stato pubblicato nell’articolo “Implementation and Characterization of a High-Precision Monitoring System for Photovoltaic Power Plants Using Self-Made Phasor Measurement Units”, pubblicato su IEEE Sensors Journal.