مزايا استخدام البروفوس في الطاقة الخضراء والطاقة الشمسية محطات توليد الطاقة

أهم مزايا الطاقة الخضراء ونباتات الطاقة الشمسية

نقل البيانات الموثوق بها في ظروف هش

وكثيراً ما تقع مرافق الطاقة المتجددة في بيئات نائية أو متطرفة: فالصحاري التي لها درجات حرارة عالية والغبار، والمنصات البحرية التي تحتوي على رذاذ الملح والهتزازات، أو مواقع عالية العرض مع التعرض للأشعة فوق البنفسجية ومخاطر البرق، وقد بنيت هذه البروفات لتتحمل الضوضاء الكهربائية، والاختلافات المحتملة في الأرض، والتدخل الكهرومغناطيسي، وخيارات المتوازنة في العزلة تضمن أن نقل البيانات لا تزال دقيقة حتى عندما تكون الكابلات متينة متينة متينة إلى جانب محطات عالية القدرة.

Scalability and Flexibility for Expanding Plants

وكثيرا ما تبدأ محطات الطاقة الشمسية كمشاريع تجريبية صغيرة وتزيد إلى مئات من الميغاوات على عدة مراحل، وتدعم البروبوس ريبياً أو تضاريساً لا يعتمد على الأشجار يصل إلى 127 جهازاً لكل قطاع، ويمكن توسيع نطاقها عن طريق أجهزة إعادة الإرسال وأجهزة تحويل الألياف الضوئية، كما أن إضافة خطوط جديدة لللافتات، أو أجهزة التحكم في أجهزة التعقب، أو أجهزة رصد تتطلب الحد الأدنى من إعادة التشكيل؛ كما أن التصورات الأساسية القائمة لا تزال دون تغيير.

الاتصالات في الوقت الحقيقي المحدد

وفي محطة توليد الطاقة، تستلزم حلقات مراقبة لتتبع نقاط القوة القصوى، ومزامنة الشبكة، وتنظيم الترددات أوقات الاستجابة المقيدة، ويعرض الرسم البياني DP فترات زمنية منخفضة تصل إلى 1 مترا لشبكة من طراز 32ديفيس، تكون فيها محمية مضمونة مستقلة عن حافلات الحافلات، ويضمن هذا التحديد أن يتلقى المحاورون نقاطاً وإشارات خاطئة في إطار نوافذ محددة، ويتجنب عدم الاستقرار.

انخفاض الوقت في العمل وتحسين التشخيص الافتراضي

وفي الوقت الذي يُجرى فيه العمل في محطة شمسية، يقلل مباشرة من الإيرادات ويمكن أن يفرض عقوبات على أهداف الجيل المفقودة، ويوفر هذا الرسم قدرات تشخيصية واسعة النطاق متضمنة في البروتوكول، وعندما تفشل الأجهزة أو تعطل الكابلات، يتلقى المركز برقية تشخيصية منظمة تحدد نوع الخطأ (مثلاً، الدائرة القصيرة، وخطأ التشكيل)، ويمكن لأفرقة الصيانة أن تعزل المشكلة بسرعة دون فحص كل فترة زمنية مزدوجة.

التكلفة - الأثر والتوحيد

ونظراً لأن البروفوس معيار دولي مفتوح، فإن مكونات مئات المصنعين قابلة للتشغيل المتبادل، وهذه المنافسة تؤدي إلى خفض تكاليف المعدات - والكابلات، ومكررات، ووحدات الربط البيني متاحة على نطاق واسع وغير مكلفة نسبياً مقارنة بنظم الحرق الميداني المستردة، وتُبسط الاختبارات بواسطة مبادئ توجيهية موحدة (مثلاً، الحد الأقصى لطول الجزء 1200 متر في 1.5 ميغاغرام)، والأدوات مثل أجهزة الإنفاق المزودة باليدونات.

Profibus in Solar Power Plants: Detailed Applications

رصد ومراقبة المجني عليهم

وهذه الأجهزة الحديثة من الأجهزة الإلكترونية للكهرباء التي تتطلب تنسيقا دقيقا، وتربط أجهزة التحكم عن طريق المحارق بنظام المراقبة الإشرافية للمصنع واقتناء البيانات، وتحيل القياسات مثل فولتاغ/العملية، وإنتاج شبكة الطاقة التابعة للشركة، ودرجة الحرارة، ورموز العيوب الداخلية، ويمكن للمتفرجين الحصول على أوامر فعالة للحد من تواتر الطاقة، ووضع أنظمة للكهرباء بأثر رجعي، وتعليمات المتعلقة بالتكامل في جميع أنحاء العالم.

Solar Tracker Automation

وقد تشمل مزرعة شمسية كبيرة آلاف أجهزة تتبع ذات دفعة واحدة أو ذات دفعة مزدوجة تتبع الشمس لتعظيم التلقيح الإشعاعي، ولكل جهاز تتبع خاص به متحكم في السيارات ومجس الزوايا، ويربط هذه الأجهزة بجهاز تتبع مركزي، يحسب النمر الأمثل على أساس المقاييس الفلكية وبيانات الطقس.

الرصد اللأرصادي والبيئي

ومن الضروري توافر بيانات دقيقة عن الطقس في مجال التنبؤ بالطاقة وتحليل أداء النبات، إذ أن أجهزة قياس المقاييس، وأجهزة قياس الحرارة/الثديية، وأجهزة الكشف عن التربة، تدمج في شبكة البروبوس، وتلوث محطة الطقس المخصصة هذه أجهزة الاستشعار وترسل البيانات إلى نظام إدارة الطاقة، لأن الصور تدعم تحويل إنتاج المواد الناظرية إلى الأرقام القياسية على المستوى الأمثل من التنظيف، وتحلل الإشارات.

نظم الاتصال والحماية

ويجب أن تتزامن محطات الطاقة الشمسية على نطاق الترددات مع شبكة النقل وأن تمتثل لمتطلبات الحماية الصارمة، وتربط البروبوس بين أجهزة إعادة التثبيت والقطع والتحول إلى نظام مراقبة النبات، وعندما يحدث خطأ في الشبكة (مثلا، النسيج الفولطي، وانحراف التردد)، ترسل الطورود إشارة ثلاثية عبر تركيبات البروبوس في غضون ثواني، تتزامن مع انخفاض تكاليف الوصل التي تنفذها الشركة لمنع التسلسل الضيق للشحن.

التوسع فيما وراء الشمس: بروبس في ويند وخزن الطاقة

Wind Turbine Pitch and Yaw Control

ويعتمد التربينات الفائزة على بروبساس ادارة لمكافحة الرافعة، والناتشيل ياو، وتورك المولدات، وتتواصل الحركات المتعددة والمجسات داخل ناسيل مع متحكم التربين على جزء قصير من الملامح، وتكفل الطبيعة الحاسمة للبراميل إجراء تعديلات في اطار المسافات ال ١٠٠-٢٠٠ متر للحد من سرعة الدوارة أثناء المزرعة المتحركة.

Battery Energy Storage Systems (BESS)

وتتزايد تضافر نظم تخزين البطاريات مع محطات الطاقة الشمسية والريحية من أجل تيسير الإنتاج وتوفير خدمات الشبكة، حيث تربط البروبوس نظم إدارة البطاريات ونظم تحويل الطاقة ووحدات الإدارة الحرارية، وكل تقرير عن مسار البطاريات يحدد درجة الشحن، ودرجة الحرارة، والفولت، والحدود الحالية على الحافلات، ويقوم متحكم النباتات بتنسيق عمليات الشحن والتبديل، ويحقق التوازن بين حالة الشحن الإجمالية في العديد من المسارات.

الاعتبارات التقنية لتنفيذ بروفيروسات في محطات الطاقة الخضراء

الشبكة: أفضل الممارسات

وبالنسبة لمعظم التطبيقات الشمسية والريحية، يوصى بطبقة من الطبو (السلسلة المتدنية) لأنها تقلل من طول الكابلات وحسابات الاتصال، وينبغي إنهاء كل جزء من هذه الأجزاء في كلا النهايتين بـ 220 جهازاً مقاومة لمنع انعكاسات الإشارات، ويتوقف العدد الأقصى للأجهزة في كل جزء على معدل البدان: في 1.5 ميغابس، يصل إلى 32 جهازاً لكل جزء (دون إعادة إرسال) قياسي.

اختيار البطاقات وبيعها

أما معدلات العصيان المرتفعة التي تُستخدم في إطار برنامج " بروبس " فهي تُدعم معدلات العصيان من 9.6 كيلوب إلى 12 ميغابايت، كما أن ارتفاع معدلات البذور يقلل من وقت الدورة، ويقلص أيضاً طول الكبلات القصوى ويزيد من إمكانية التعرض للضوضاء، وفي النباتات الشمسية التي توزع فيها أجهزة التعقب والتعقب على عدة مئات من المتر، فإن معدل العصيان البالغ 500 كيلو متر أو 1.5 ميغابايت هو معدل نموذجيتر، يتيح توازناً كافياً بين سرعة وطول.

المعلمة والجهاز المسمى " المعلم "

وعلى شبكة " بروبيوس " ، يعمل جهاز واحد بوصفه الماجستير )عادة ما يكون من شركات PLC أو من الاتحاد الروسي( الذي يتحكم في الحافلات ويلوث جميع الأجهزة الأخرى )الرقائات( ويجب أن يكون لكل عبد عنوان فريد )٠-١٢٦( يتم تحديده عن طريق مفاتيح تبديل أو برامجيات برنامجية، كما أن التصدّي السليم وسجل الأجهزة الواضحة أمران بالغا الأهمية بالنسبة للتكليف والصيانة في محطات التشخيص الكبيرة، يوصى باحتفاظ بمجالات ١-٠٨٠ لكل جهاز فرعيا )ه(.

مقارنة بروفيسور بروفيروسات بروتوكولات فيلدبوسات الأخرى وشبكة إثيرنت

Profibus vs. Modbus RTU

ويستخدم برنامج " مودبوس " أكثر بساطة وأرخص، ولكنه يفتقر إلى التوقيت المحدد وإلى عمق التشخيص في بروفيوس، ويستخدم برنامج " مودبوس " في دورات الاستجابة للطلبات التي يمكن أن تصبح غير قابلة للتنبؤ في ظل حركة المرور الثقيل، أما بالنسبة للطلبات التي تتطلب فترات متسقة وتشخيصا مبنيا، فإن " بروبوس " هو الخيار الأعلى، غير أن العديد من المحافيربوس لا يزالون يدعمون " وحدة الاتصالات " .

Profibus vs. Profinet

أما البروفات فهي تطور الشبكة الصناعية للبرافوبوس، حيث توفر معدلات بيانات أعلى (100 مليون طن إلى 1 غبار) وأصول أكثر مرونة، أما بالنسبة للمنشآت الجديدة، فإن برونيت يوصى بها بشكل متزايد لأنها تدمج بشبكات تكنولوجيا المعلومات بشكل سلس، وتدعم التشكيل الشبكي، ويمكن أن تحمل بيانات عن المسارات الخضراء في الوقت الحقيقي، كما أن تطبيقات بروفيروس لا تزال شائعة في مجال تحسين الأرقام القياسية.

Profibus vs. Ethernet/IP

وتستخدم شبكة Ethernet/IP على نطاق واسع في صناعة أمريكا الشمالية ولكنها أقل شيوعا في الطاقة المتجددة خارج بعض أنواع التربين الريحي، كما أنها تتخطى نظام Ethernet، الذي يتطلب هندسة شبكية أكثر حذرا (الزوايا، والشبكات المحلية) لتحقيق الأداء المحدد، ولا تزال البراموس، مع ابسط طبقاتها البدنية وسلوكها السليم في السلاسل الطويلة، هي المفضلة بالنسبة للمزارع الشمسية الكبيرة التي تتسم فيها الشبكة بسلطة.

التوقعات المستقبلية: بروفيروس وتدفق الطاقة المتجددة

ومع استمرار التوسع في الطاقة الخضراء، فإن أهمية بروتوكولات الاتصال الموثوقة مثل بروبوس ستزداد، فالقاعدة المركبة هي أكثر من 50 مليون عقدة من رموز البروبوس في جميع أنحاء العالم، كما أن البروتوكول مدمج في الهيكل الآلي للعديد من النباتات القائمة، ومع ذلك فإن الاتجاهات الصناعية تتحول إلى شبكة إيثرن الصناعية وشبكات للشبكات الحساسة من حيث الوقت هي الخليفة الطبيعية، ومعظم المنشآت الرئيسية المصنعة للشبكة.

وتتيح التطورات في تكنولوجيا البوابة دمج شبكات بروفيروس مع منابر الرصد القائمة على الغيوم والشبكة الدولية لتوحيد المقاييس، وتوسيع نطاق حياة المنشآت القديمة. PI (Profibus & Profinet International) ، مع مواصلة الحفاظ على المعيار وتحديثه، وضمان التوافق الرجعي ودعم الملامح الجديدة لتطبيقات الطاقة، مثل مخططات الشبكة الرقمية الخاصة بأجهزة الدفع المتطورات الناشئة.

وبالنسبة لمشغلي محطات الطاقة الشمسية ومزارع الرياح، فإن القرار بين بروفيروس أو بروفينت أو بروتوكولات أخرى يتوقف في نهاية المطاف على التكلفة، والهياكل الأساسية القائمة، وفترات الدورات المطلوبة، وتوافر مربيات ماهرة، وما زال مؤكداً أن خلفية الاتصالات تتسم بنفس الأهمية التي تتسم بها الشبكة الإلكترونية للطاقة ذاتها، وأن هناك مخططات جيدة للنظم الميدانية ذات الصلة بالنظم العالمية - ورموز الطاقة المتجددة التي تعمل على أقصى قدر من الكفاءة.

خاتمة

وقد أرست هذه البرامج نفسها كبروتوكول اتصال قوي ومحدد وفعال من حيث التكلفة للطاقة الخضراء ومصانع الطاقة الشمسية، كما أن قوتها في الموثوقية، وقابلية التصعيد، وأدائها في الوقت الحقيقي، وتشخيصها تجعل من الأفضل إدارة التفاعلات المعقدة بين المحاورين والمتعقبين والبطاريات ومعدات الشبكات، وفي حين أن البروتوكولات الأحدث القائمة على شبكة إيثيريت مثل مشروعات الصيانة العالمية لا تزال ذات أهمية كبيرة بالنسبة لكل من المنشآت القائمة.

ولمزيد من المعلومات عن تنفيذ بروفوبوس في تطبيقات الطاقة المتجددة، يرجى الرجوع إلى المبادئ التوجيهية الرسمية الواردة من PI ] والتشاور مع أفضل الممارسات في مجال الصناعة من منظمات مثل رابطة ] Solar Power Europe ]]، مع التخطيط الدقيق والخبرة الهندسية الصحيحة، يمكن أن تكون بروبس بمثابة العمود الفقري الذي يقوى الثورة الخضراء.