Nel 2009 Dolphin, assecondando la propria passione per il settore delle energie rinnovabili, decide di sfruttare le conoscenze acquisite in ambito industriale per creare un sistema di monitoraggio per l’impianto fotovoltaico ad alte prestazioni creando la famiglia Energy Monitor.
Fin dal principio era parso evidente che molti dispositivi presenti in commercio evidenziavano carenze funzionali; l’esito dell’analisi eseguita può essere riassunto nei seguenti punti:
- I dispositivi proposti sono spesso semplici datalogger, che si limitano a raccogliere dati dal campo ed inviarli ad un server. Non viene fornita alcuna indicazione circa l’utilizzo di tali informazioni, rimettendo quindi l’onere dell’interpretazione dei dati al cliente finale. Di fatto sistemi del genere richiedono da parte dell’utilizzatore conoscenze approfondite in campo fotovoltaico e una buona disponibilità di tempo per elaborare il tutto.
- Alcuni monitoraggi si concentrano esclusivamente sui dati prelevati dagli inverter. Questa scelta offre un ottimo livello di dettaglio circa lo stato dell’inverter ma non permette di analizzare altrettanto bene il funzionamento dell’intero impianto. L’inverter infatti non è in grado di valutare se quanto sta producendo è in linea con le condizioni ambientali.
- I monitoraggi basati esclusivamente sulla comunicazione con gli inverter presentano un’altro problema potenziale: la comunicazione non sempre è possibile. Le cause possono essere diverse: documentazione irreperibile in quanto inverter prodotti da aziende non più operanti, costruttori che decidono di non rendere pubblico il protocollo, interfaccia di comunicazione assente,…
- All’estremo opposto si collocano i sistemi basati esclusivamente sulla lettura dei sensori. Questo approccio permette di adattarsi facilmente da ogni tipo di inverter ed architettura di impianto. Tuttavia questa soluzione presenta due problemi potenziali: il primo è di natura economica in quanto bisogna prevedere tanti sensori quante sono le grandezze da monitorare, il secondo di tipo logistico poiché non sempre c’è lo spazio ed il modo di applicare i dispositivi. L’inverter effettua già buona parte delle misure elettriche di interesse, quindi se è disponibile la comunicazione è senz’altro conveniente sfruttare quest’ultima.
- Alcuni monitor che si trovano in commercio sono poco più che gadgets da tavolo che a dispetto di un design accattivante non forniscono indicazioni realmente utili alla buona conduzione dell’impianto.
- I sistemi proposti dai costruttori di inverter risultano spesso molto validi ma richiedono agli installatori multimarca un grosso impegno temporale in quanto risultano tra loro incompatibili. Per ogni marchio gestito sarà necessario imparare ad utilizzare il prodotto specifico.
- Taluni dispositivi non presentano caratteristiche costruttive coerenti con gli obbiettivi di durata minima richiesta ad un impianto fotovoltaico. Spesso tali dispositivi vengono installati in ambienti ostili in presenza di condizioni climatiche rigide e devono pertanto essere opportunamente progettati.
- La maggior parte dei sistemi non dispone di un display, mentre altri pur possedendolo, non ne consentono l’utilizzo per la configurazione o la piena operatività . Normalmente per interagire con questi dispositivi è necessario portare con se un PC con un software dedicato, cavi, adattatori e disporre di adeguate conoscenze elettriche ed informatiche.
Dalle considerazioni fatte nasce la nostra idea di monitoraggio per l’impianto fotovoltaico che può essere riassunta nei seguenti punti:
- Ove possibile il sistema comunica direttamente con inverter, cassette di stringa e contatori di energia elettrica.
- E’ possibile collegare un numero consistente di sensori per il rilevamento delle condizioni ambientali e dello stato dei dispositivi elettromeccanici dell’impianto ed eventualmente per ovviare alla mancanza di comunicazione con gli inverter.
- Il dispositivo effettua direttamente i controlli sullo stato dell’impianto ed avvisa, in caso di necessità, le persone preposte alla manutenzione.
- I controlli mirano oltre all’individuazione dei guasti a rilevare decadimenti nella performance dell’impianto.
- La configurazione e la verifica dell’impianto può essere effettuata direttamente dal dispositivo, senza necessità di strumentazione aggiuntiva.
- Il dispositivo è accessibile da remoto per fornire assistenza in caso di necessità.
- I dati vengono trasferiti ed immagazzinati in modo sicuro in un server dedicato.
- L’accesso ai dati tramite portale web consente di verificare ovunque lo stato dei propri impianti. Il portale mette a disposizione strumenti di analisi evoluti per poter eseguire diagnosi attendibili e possibilmente risolvere i problemi direttamente dal proprio ufficio.
- La componentistica utilizzata nella costruzione è di livello industriale onde garantire durata ed affidabilità.
- L’espandibilità del sistema permette il collegamento della componentistica per il monitoraggio dei consumi elettrici e di altre principali fonti come acqua e gas.
- La possibilità di prelevare valori di processo come il numero di pezzi prodotti, le ore di funzionamento, le temperature, le pressione, e altri valori; permette all’utente di rapportare i consumi ad un andamento nel tempo valutando di fatto le performance o il risultato delle attività volte al risparmio.
Monitoraggio impianti fotovoltaici
Energy Monitor Touch / Embedded
Dalle nostre intuizioni e dal continuo confronto con gli operatori del settore è nato Energy Monitor Touch o Embedded (con display touch o senza), prodotto di punta che mira a divenire la risposta definitiva al problema della gestione energetica di un utenza. Il sistema si occupa del monitoraggio dell’impianto fotovoltaico, della gestione dei contatori di produzione, del contatore di scambio e della misurazione dei consumi per singolo carico. L’estrema configurabilità lo rende adatto a qualsiasi tipo di impianto. Può dialogare direttamente con inverter, cassette di stringa e misuratori di energia delle marche principali. Dispone di espansioni per la gestione di sensori di rilevamento ambientale (solarimetri, termometri, anemometri, ..) e di monitoraggio dello stato dei componenti elettrici (fusibili, scaricatori, …). Combinando le informazioni ricavate dalle diverse fonti, Energy Monitor Touch o Embedded esegue in tempo reale diversi controlli e se viene rilevato un guasto o una condizione di funzionamento anomala (es. efficienza bassa) il sistema reagisce inviando una E-mail (o SMS) ad uno o più destinatari. Analogamente viene segnalato il ripristino delle condizioni normali.Il dispositivo è dotato di un ampio display touch-screen da cui è possibile configurare l’impianto, verificarne lo stato ed eventualmente analizzarne i problemi mediante gli strumenti diagnostici integrati.
In pratica Energy Monitor raggiunge i seguenti obbiettivi:
- si adatta a qualsiasi tipo di impianto fotovoltaico nuovo o preesistente,
- identifica tempestivamente non solo i guasti ma anche i cali di prestazioni,
- dispone di strumenti evoluti di diagnosi a distanza che limitano gli interventi,
- permette un controllo completo rilevando i consumi generali ed i consumi di dettaglio delle varie linee presenti in una attività.
Energy Monitor Smart Edition
Per installazioni di potenza minore in ambiente domestico o condominiale è disponibile la versione Home Edition. Rispetto al fratello maggiore Energy Monitor Touch e Embedded, il dispositivo prevede l’uso di un solo sensore di irraggiamento e concentra le proprie funzioni diagnostiche sulla comunicazione con gli inverter. E’ sprovvisto di display ma i dati possono essere configurati e visualizzati tramite pagine web interne. Smart Edition può monitorare il contatore di scambio ed i consumi di 5 utenze permettendo di fatto la realizzazione di una completa gestione energetica del sito.
Energy Portal – portale per l’analisi degli impianti
Tutti i dati raccolti dai sistemi Touch, Embedded e Smart Edition vengono trasferiti ad un server dedicato che si preoccupa di immagazzinarli in maniera sicura e di renderli disponibili attraverso il portale web Energy Portal. Accedendo ad Energy Portal da un PC, un Tablet o uno smartphone connessi alla rete è possibile consultare in qualunque momento i dati dei propri impianti. L’accesso ai dati è protetto da Log In ed organizzato secondo diversi livelli di utenza, permettendo di gestire facilmente tutti i propri impianti. Sul portale vi è un’ampia disponibilità di dati elaborati, tabelle e grafici organizzati in maniera semplice ed intuitiva, che permettono di valutare rapidamente lo stato di funzionamento dell’impianto. Nella sezione “Analisi storica” è possibile esaminare periodi di tempo per individuare eventi particolari ed effettuare analisi comparative sia in formato grafico che numerico. Energy Portal può essere configurato per inviare report di produzione periodici tramite E-mail; particolarmente apprezzata è la funzione di lettura dei contatori per la compilazione dei registri UTF.
Monitoraggio consumi energetici
Energy Monitor Touch / Embedded
Oltre a quanto già descritto nella sezione dedicata al monitoraggio dell’impianto fotovoltaico, Energy Monitor Touch ed Embedded permettono di connettere 100 misuratori sfruttando la rete Ethernet del cliente. I misuratori possono essere analizzatori o contatori di energia ma anche sensori di temperatura, ingressi digitali, ingressi analogici, ecc… La flessibilità che lo caratterizza permette di eseguire semplici e complesse analisi prestazionali ed energetiche.
Energy Monitor X10
X10 permette di rilevare e concentrare le informazioni prelevate dai misuratori installati. I misuratori possono essere inseriti e visualizzati mediante il web server del dispositivo stesso. Oltre all’interfacciamento con i misuratori di energia, X10 è in grado di elaborare segnali analogici, digitali e impulsivi consentendo l’acquisizione di altri importanti parametri.
X10 non si limita alla sola gestione dei consumi ma si espande anche al rilevamento dei parametri di processo necessari al calcolo degli indici energetici. I valori registrati vengono inviati alla piattaforma web Dolphin Insight o ad altre compatibili mediante una connessione internet e da essi elaborati per la successiva analisi.
Ogni X10 può raccogliere dati da 10 misuratori ed ogni impianto può essere equipaggiato con dieci X10, per un totale di 100 misuratori.
Dolphin Insight – portale per l’analisi dei consumi
La nova piattaforma Dolphin Insight è stata progettata per soddisfare le necessità di analisi legate alla gestione delle fonti energetiche. Il nome Insight, “percezione netta e immediata di fatti esterni o interni”, ci è stata di ispirazione per creare un sistema semplice e flessibile capace di adattarsi alle varie necessità del mercato.
I singoli misuratori collegati ai sistemi di monitoraggio potranno essere visualizzati singolarmente o raggruppati per ricavare valori totali e parziali dell’impianto. E’ possibile scegliere la formula matematica da applicare ad ogni misuratore del gruppo. I misuratori collegati possono esprimere informazioni energetiche ma anche valori di processo come temperature, ore di funzionamento, pezzi prodotti, ecc… in base alle necessità del cliente e all’hardware installato.
Per ogni impianto è possibile creare una Dashboard personalizzata per l’utente finale ed una per il gestore impianto / esperto di gestione energetica. I widget inseribili possono essere grafici (a linea, a barre e a torta) o numerici e posso essere posizionati liberamente all’interno dello spazio ad essi dedicato. Ogni widget consente di abilitare il confronto con il periodo precedente in modo da visualizzare la variazione percentuale. Ad ogni accesso gli utenti avranno a disposizione i valori inseriti nella dashboard senza dover effettuare dedicate interrogazioni.
Per una analisi approfondita è possibile utilizzare la sezione Analisi Consumi. Con questo strumento è possibile richiedere la visualizzazione grafica e numerica dei misuratori e dei gruppi assegnati all’impianto nel periodo temporale selezionato. La funzione di zoom grafico permette di visualizzare nel dettaglio i singoli valori all’interno del grafico. Per ogni interrogazione sono disponibili valori numerici parziali, minimi, massimi, medi e totali. I grafici visualizzati possono essere esportati in diversi formato immagine per essere utilizzati nei propri documenti di analisi.
La visualizzazione dei parametri tecnici di ogni singolo misuratore può essere effettuata mediante lo strumento di analisi tecnica. Per ogni misuratore è possibile selezionare le grandezze da analizzare nel periodo temporale richiesto. Analizzare i valori istantanei, massimi, minimi e medi di valori come tensioni, correnti, cosfi, potenze, temperature, ecc… è un ottimo approccio per diagnosticare l’insorgere di problemi tecnici.