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ITMI20111024A1 - INTEGRATED SYSTEM FOR THE REMOTE MANAGEMENT OF PHOTOVOLTAIC SYSTEMS - Google Patents

INTEGRATED SYSTEM FOR THE REMOTE MANAGEMENT OF PHOTOVOLTAIC SYSTEMS Download PDF

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Publication number
ITMI20111024A1
ITMI20111024A1 IT001024A ITMI20111024A ITMI20111024A1 IT MI20111024 A1 ITMI20111024 A1 IT MI20111024A1 IT 001024 A IT001024 A IT 001024A IT MI20111024 A ITMI20111024 A IT MI20111024A IT MI20111024 A1 ITMI20111024 A1 IT MI20111024A1
Authority
IT
Italy
Prior art keywords
panels
panel
fact
monitoring system
string
Prior art date
Application number
IT001024A
Other languages
Italian (it)
Inventor
Paolo Torri
Original Assignee
Voltalink Srl
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Voltalink Srl filed Critical Voltalink Srl
Priority to IT001024A priority Critical patent/ITMI20111024A1/en
Publication of ITMI20111024A1 publication Critical patent/ITMI20111024A1/en

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04QSELECTING
    • H04Q9/00Arrangements 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
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02SGENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
    • H02S50/00Monitoring or testing of PV systems, e.g. load balancing or fault identification
    • H02S50/10Testing of PV devices, e.g. of PV modules or single PV cells
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10FINORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
    • H10F77/00Constructional details of devices covered by this subclass
    • H10F77/95Circuit arrangements
    • H10F77/953Circuit arrangements for devices having potential barriers
    • H10F77/955Circuit arrangements for devices having potential barriers for photovoltaic devices
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Selective Calling Equipment (AREA)

Description

Descrizione di una domanda di brevetto per invenzione industriale dal titolo: Sistema integrato per la gestione remota di impianti fotovoltaici. Description of a patent application for industrial invention entitled: Integrated system for the remote management of photovoltaic systems.

L'invenzione si riferisce ad un sistema integrato per la gestione remota di impianti fotovoltaici. The invention refers to an integrated system for the remote management of photovoltaic systems.

Un primo sistema noto che anticipa tale concetto (US 2009/0179662 “system for monitoring individuai photovoltaic modules"] consiste nel fatto che ogni pannello è provvisto di un’unità sensore che monitorizza parametri fisici ed elettrici e li trasmette ad un'unità centrale utilizzando ricetrasmettitori a radiofrequenza o ad onde convogliate, sfruttando i cavi di connessione dei pannelli stessi; tale configurazione però non comprende ne sistemi di sicurezza per il distacco dei pannelli in caso d’emergenza o d’incendi, ne apparati antifurto. A first known system that anticipates this concept (US 2009/0179662 "system for monitoring individuai photovoltaic modules"] consists in the fact that each panel is equipped with a sensor unit that monitors physical and electrical parameters and transmits them to a central unit using radio frequency or conveyed wave transceivers, using the connection cables of the panels themselves; however, this configuration does not include safety systems for detaching the panels in the event of an emergency or fire, or anti-theft devices.

Un altro sistema noto (US 2009/0242011 "Installation of telecontrolled modules") prevede l’uso di interruttori per isolare i pannelli in caso di manutenzione, senza però prevedere il possibile distacco automatico, cioè non remotamente comandato, di tutti i pannelli in caso d’emergenza. Lo stesso sistema, prevede anche l'apertura degli interruttori in caso di furto, in modo da rendere inutilizzabile il od i pannelli rubati, ma non prevede tecniche per la rilevazione e la notifica del furto stesso; in più, questo sistema prevede l'uso di condensatori in parallelo agli interruttori per consentire comunque la comunicazione ad onde convogliate anche in caso di apertura degli interruttori stessi, ma tali condensatori possono introdurre forti attenuazioni al segnale ad onde convogliate, specie nel caso di molti pannelli connessi in serie tra loro; infine, i sistemi di monitoraggio basati su onde convogliate prevedono un collettore di dati, separato dai pannelli, connesso ai terminali di stringa (pannelli connessi tra loro in serie) o ai terminali di combinatori di stringhe, ma tale concentratore risulta però critico dal punto di vista realizzativo e di isolamento, essendo connesso ad una tensione molto alta che deriva dalla somma delle tensioni di tutti i pannelli di stringa. Another known system (US 2009/0242011 "Installation of telecontrolled modules") provides for the use of switches to isolate the panels in case of maintenance, without however providing for the possible automatic detachment, that is not remotely controlled, of all the panels in case of emergency. The same system also provides for the opening of the switches in the event of theft, so as to make the stolen panel or panels unusable, but does not provide for techniques for detecting and reporting the theft itself; in addition, this system provides for the use of capacitors in parallel with the switches to still allow the line wave communication even in case of opening of the switches themselves, but these capacitors can introduce strong attenuations to the line wave signal, especially in the case of many panels connected in series with each other; finally, the monitoring systems based on conveyed waves provide a data collector, separated from the panels, connected to the string terminals (panels connected together in series) or to the terminals of string combiners, but this concentrator is however critical from the point of construction and insulation view, being connected to a very high voltage which derives from the sum of the voltages of all the string panels.

Scopo della presente invenzione è quello di eliminare i suddetti inconvenienti mediante un sistema di monitoraggio e controllo di impianti fotovoltaici caratterizzato secondo quanto espresso nella prima rivendicazione. Altre caratteristiche formano oggetto delle rivendicazioni dipendenti. The object of the present invention is to eliminate the aforementioned drawbacks by means of a monitoring and control system for photovoltaic plants characterized according to what is expressed in the first claim. Other characteristics form the subject of the dependent claims.

I vantaggi conseguiti per mezzo della presente invenzione consistono essenzialmente nel fatto: The advantages achieved by means of the present invention essentially consist in the fact:

. di comprendere sistemi di sicurezza atti ad effettuare il distacco, anche automatico, degli insiemi di pannelli o di singoli pannelli in caso di manutenzioni e, specialmente, in caso di incendi; . to include safety systems suitable for detaching, even automatically, the sets of panels or individual panels in the event of maintenance and, especially, in the event of fire;

. che, nel caso dì rilevamento e/o di comunicazione di condizione d'allarme presso un pannello, il distacco di un interruttore locale determina in automatico il distacco di tutti gli altri in quanto l’assenza di corrente di stringa viene interpretata come condizione d’allarme da parte di ciascun pannello; . that, in the case of detection and / or communication of an alarm condition at a panel, the disconnection of a local switch automatically determines the disconnection of all the others since the absence of string current is interpreted as a condition of alarm from each panel;

. che, per il distacco dei pannelli, viene adottato un deviatore anziché un interruttore, il quale, in presenza d'allarme, si chiude verso un percorso parallelo di “bypass" a bassa tensione e a bassa impedenza che permette tra l’altro, nel caso di comunicazione ad onde convogliate, la trasmissione del segnale senza attenuazione, pur essendo i pannelli elettricamente disconnessi e quindi in modalità sicura; . that, for the disconnection of the panels, a diverter is adopted instead of a switch, which, in the presence of an alarm, closes towards a parallel path of low voltage and low impedance "bypass" which allows, among other things, of conveyed wave communication, the transmission of the signal without attenuation, even though the panels are electrically disconnected and therefore in safe mode;

. che la gestione remota di pannelli fotovoltaici con l’uso di onde convogliate, comunicazione radiofrequenza o cavi dedicati (bus di comunicazione), prevede l'uso di almeno un concentratore per stringa, connesso ad un pannello, o coincidente con l'unità di monitoraggio di un pannello; tale scelta fa si che il concentratore si trovi sempre connesso su una bassa tensione pari a quella di un pannello; . that the remote management of photovoltaic panels with the use of conveyed waves, radio frequency communication or dedicated cables (communication bus), requires the use of at least one concentrator per string, connected to a panel, or coinciding with the monitoring unit of a panel; this choice means that the concentrator is always connected to a low voltage equal to that of a panel;

. che un concentratore per stringa, in grado di comunicare da un lato con i pannelli di stringa e dall'altro lato con l’utenza finale anche mediante mezzi fisici e tecnologie di comunicazioni differenti ed indipendenti, rende il sistema di monitoraggio facilmente scalabile, a prescindere dalle dimensioni dell'impianto. . that a concentrator for string, able to communicate on one side with the string panels and on the other side with the end user also by means of different and independent physical means and communication technologies, makes the monitoring system easily scalable, regardless the size of the plant.

L'invenzione viene descritta in dettaglio nel seguito, secondo una sua forma realizzativa data solo a scopo esemplificativo e non limitativo, con riferimento agli allegati disegni, in cui: The invention is described in detail below, according to an embodiment thereof given only by way of non-limiting example, with reference to the attached drawings, in which:

la fig. 1 rappresenta l'architettura della rete di monitoraggio di un impianto fotovoltaico secondo l'invenzione dotato di "nodi slave” (NS) per ogni pannello e di "nodo concentratore locale" (CL) per ciascuna stringa, fig. 1 represents the architecture of the monitoring network of a photovoltaic system according to the invention equipped with "slave nodes" (NS) for each panel and "local concentrator node" (CL) for each string,

la fig. 2 rappresenta lo schema a blocchi di un nodo "slave" (NS) provvisto di deviatore (D) e di circuito "bypass”, e la fig. 3 rappresenta lo schema a blocchi di un “nodo concentratore locale” (CL) provvisto di deviatore (D) e di circuito "bypass”. fig. 2 represents the block diagram of a "slave" node (NS) equipped with a switch (D) and a "bypass" circuit, and fig. 3 represents the block diagram of a "local concentrator node" (CL) equipped with diverter (D) and "bypass" circuit.

Con riferimento alle figure, il sistema integrato per la gestione remota di impianti fotovoltaici prevede l’installazione, presso ciascun pannello solare (P), di schede elettroniche o nodi intelligenti detti “nodi slave (NS)”, comprendenti memorie (M) e sensori (S) di rilevamento, trasmissione e trattamento di parametri fisici ed elettrici quali ed in particolare: temperatura, tensione, corrente, impedenza, energia e potenza. With reference to the figures, the integrated system for the remote management of photovoltaic systems provides for the installation, at each solar panel (P), of electronic cards or intelligent nodes called "slave nodes (NS)", including memories (M) and sensors (S) detection, transmission and treatment of physical and electrical parameters such as and in particular: temperature, voltage, current, impedance, energy and power.

Altre schede elettroniche o nodi intelligenti, detti “nodi concentratori locali" (CL), connessi a detti nodi (NS) e posti al termine di ogni linea o stringa (ST) o di più stringhe di pannelli (P), raccolgono e trasmettono le stesse informazioni ad altri nodi intelligenti, detti “concentratori remoti" (CR), posti presso le cabine di controllo impianto o direttamente presso l'utenza finale, con lo scopo di trasmissione delle medesime informazioni verso sistemi di monitoraggio quali : PC, Web, Internet. La comunicazione tra i nodi (CL) e i nodi (NS) avviene preferibilmente mediante onde convogliate, comunicazione a radiofrequenza o tramite cavi bus di comunicazione dedicati. I nodi concentratori locali (CL) funzionano normalmente da "master” della rete costituita dai nodi "slave" (NS) e comunicano con l'utente finale o con concentratori remoti (CR) mediante detti diversi mezzi di comunicazione. Other electronic boards or intelligent nodes, called "local concentrator nodes" (CL), connected to said nodes (NS) and placed at the end of each line or string (ST) or of several strings of panels (P), collect and transmit the the same information to other intelligent nodes, called "remote concentrators" (CR), located at the plant control cabins or directly at the end user, with the aim of transmitting the same information to monitoring systems such as: PC, Web, Internet . The communication between the nodes (CL) and the nodes (NS) preferably takes place through conveyed waves, radio frequency communication or through dedicated communication bus cables. The local concentrator nodes (CL) normally function as "masters" of the network constituted by the "slave" nodes (NS) and communicate with the end user or with remote concentrators (CR) by means of said different means of communication.

A differenza dei sistemi di monitoraggio di stringhe tradizionali, i concentratori (CL) sono anche posizionabili in serie ai nodi (NS) delle stringhe (ST) invece che essere connessi ai terminali delle stringhe stesse, in modo che ai loro capi non siano presenti le alte tensioni delle stringhe ma, ai più, le basse tensioni dei pannelli, con notevoli vantaggi in termini di sicurezza e gestione (fig.l). Unlike traditional string monitoring systems, the concentrators (CL) can also be positioned in series with the nodes (NS) of the strings (ST) instead of being connected to the terminals of the strings themselves, so that there are no high string voltages but, at most, low panel voltages, with considerable advantages in terms of safety and management (fig.l).

In generale, nel sistema è previsto un solo concentratore (CL) per ogni stringa (ST) di pannelli (P), ma in alternativa, e qualora il segnale di comunicazione non fosse troppo attenuato da inficiare l'affidabilità di comunicazione, è anche possibile l'uso di un solo concentratore locale (CL) anche per più stringhe o combinatori di stringhe. In general, only one concentrator (CL) is foreseen in the system for each string (ST) of panels (P), but alternatively, and if the communication signal is not too attenuated to affect the communication reliability, it is also possible the use of a single local concentrator (CL) even for several strings or string combiners.

L'architettura con un (CL) per singola stringa permette di avere una maggior scalabilità e controllo dell'impianto fotovoltaico, specie se di grandi dimensioni. The architecture with one (CL) per single string allows for greater scalability and control of the photovoltaic system, especially if it is large.

f nodi (CL) ed (NS) sono dolati dei seguenti elementi funzionali: . sensori per la misura dei parametri fisici di interesse (temperatura, tensione, corrente, impedenza, energia e potenza}, The nodes (CL) and (NS) are characterized by the following functional elements:. sensors for measuring the physical parameters of interest (temperature, voltage, current, impedance, energy and power},

. attuatori (interruttori, deviatori (D)) per il controllo di ogni pannello (P) e dei suoi elementi, . actuators (switches, diverters (D)) to control each panel (P) and its elements,

. alimentatore (A) per la conversione della tensione del pannello in tensione utile all’elettronica del nodo, . power supply (A) for converting the panel voltage into useful voltage for the node electronics,

. uno o più dispositivi di comunicazione ad onde convogliate, radiofrequenza, o cavo dedicato (bus di comunicazione), e relativa rete di accoppiamento, . one or more communication devices with conveyed waves, radio frequency, or dedicated cable (communication bus), and relative coupling network,

. memorie (M) non volatili per la registrazione locale dei dati, . uno o più microcontrollori (MC) per la gestione dei sensori degli attuatori e del protocollo di comunicazione. . non-volatile (M) memories for local data recording,. one or more microcontrollers (MC) for managing the sensors of the actuators and the communication protocol.

E’ noto che il metodo più semplice per implementare un dispositivo di sicurezza nei nodi (NS) o (CL) consiste nell'inserire un semplice interruttore in serie al percorso dì corrente; tuttavia, nel caso di comunicazione ad onde convogliate, una volta aperto l'interruttore, non vi è più modo di comunicare in quanto l'interruttore aperto interrompe anche il passaggio delle onde convogliate. Inserire una capacità in parallelo all'interruttore può far passare il segnale ad onde convogliate, ma introduce un'attenuazione al segnale stesso. E' anche chiaro che, in presenza di molti nodi NS, la somma delle attenuazioni introdotte da tali capacità rende molto problematica la comunicazione stessa. It is known that the simplest method to implement a safety device in the nodes (NS) or (CL) consists in inserting a simple switch in series with the current path; however, in the case of conveyed wave communication, once the switch has been opened, there is no longer any way to communicate as the open switch also interrupts the passage of the conveyed waves. Placing a capacitor in parallel with the switch can pass the line wave signal, but introduces attenuation to the signal itself. It is also clear that, in the presence of many NS nodes, the sum of the attenuations introduced by these capacities makes the communication itself very problematic.

Secondo la presente invenzione, al posto di un interruttore viene adottato un deviatore (D) il quale, oltre a potersi aprire per disconnettere elettricamente il pannello è in grado di chiudersi su un “circuito parallelo" (bypass) a bassa tensione e bassa impedenza che permette il passaggio dei segnali elettrici ad onde convogliate senza introdurre attenuazioni indesiderate. Nelle figure 2 e 3 sono mostrati, come esempi, gli schemi a blocchi semplificati di un nodo (NS) e di un nodo (CL) comprendenti tali deviatori (D). According to the present invention, instead of a switch, a diverter (D) is adopted which, in addition to being able to open to electrically disconnect the panel, is able to close on a low voltage and low impedance "parallel circuit" (bypass) which it allows the passage of the electrical signals in conveyed waves without introducing undesired attenuations. Figures 2 and 3 show, as examples, the simplified block diagrams of a node (NS) and a node (CL) including these switches (D).

Nella modalità "operativa”, ossia durante il normale funzionamento diurno del pannello, i deviatori (D) sono chiusi sulla posizione "1 In questa modalità le circuitene dei nodi (NS) e (CL) sono alimentate dai corrispondenti pannelli solari attraverso blocchi alimentatori (A) che convertono parte della tensione dei pannelli nelle tensioni necessarie al funzionamento della circuiferia elettronica del nodo. Ogni nodo (NS) è dotato di un Modem "Power Line" (MPL) il quale è in grado di inviare i dati misurati dai sensori (S) ai concentratori locali di stringa (CL) attraverso i cavi di connessione dei pannelli stessi e, viceversa, ricevere comandi dagli stessi concentratori (CL). In the "operating" mode, ie during normal daytime operation of the panel, the switches (D) are closed on position "1 In this mode the circuits of the nodes (NS) and (CL) are powered by the corresponding solar panels through power supply blocks ( A) which convert part of the voltage of the panels into the voltages necessary for the operation of the electronic circuitry of the node. Each node (NS) is equipped with a "Power Line" (MPL) Modem which is able to send the data measured by the sensors (S) to the local string concentrators (CL) through the connection cables of the panels themselves and, vice versa, receive commands from the concentrators themselves (CL).

Il sistema consente anche di rilevare l’interruzione di un collegamento in seguito ad un guasto o al furto di un pannello, in quanto, in questi casi, si nota che la comunicazione ad onde convogliate non è più possibile. The system also allows you to detect the interruption of a connection following a failure or theft of a panel, as, in these cases, it is noted that the power line communication is no longer possible.

In caso di manutenzione è possibile disconnettere uno o più pannelli mediante un comando remoto proveniente dall’utente attraverso nodi (CRJ e/o (CL) o automaticamente da una situazione di allarme locale dei nodi (NS) (per esempio, qualora venisse rilevata dai sensori locali una condizione anomala come: una temperatura od una tensione od una corrente od una impedenza superiori o inferiori a quelle delle soglie precedentemente programmate. In caso di distacco di un pannelio, il deviatore (D) del corrispondente nodo (NS) si apre rispetto alla posizione di riposo "ì " e si chiude sulla posizione "T, ossia si posiziona su un circuito parallelo di "bypass" a bassa tensione e bassa impedenza, in tale configurazione, i pannelli nei quali si sono rilevate anomalie, vengono energeticamente disconnessi dalla propria stringa (ST), ossia non contribuiscono a produrre energia ma permettono comunque il passaggio di corrente e di segnali lungo il circuito parallelo di "bypass”. In case of maintenance, it is possible to disconnect one or more panels by means of a remote command coming from the user through nodes (CRJ and / or (CL) or automatically from a local alarm situation of the nodes (NS) (for example, if detected by local sensors an anomalous condition such as: a temperature or a voltage or a current or an impedance higher or lower than those of the previously programmed thresholds. In case of detachment of a panel, the switch (D) of the corresponding node (NS) opens with respect to the rest position "ì" and closes on the "T" position, ie it is positioned on a parallel low voltage and low impedance "bypass" circuit, in this configuration, the panels in which anomalies have been detected are energetically disconnected from the its own string (ST), ie they do not contribute to producing energy but still allow the passage of current and signals along the parallel "bypass" circuit.

Oltre al distacco dei pannelli comandato remotamente il sistema prevede anche una modalità di distacco automatico per pannelli a fronte di eventi catastrofi, in questo caso i sensori (S) sono opportunamente configurati per rilevare automaticamente situazioni d'allarme corrispondenti, ad esempio, ad interruzioni di corrente per un determinato periodo ed aumenti di temperatura, tensione e di corrente oltre le soglie prestabilite. Se una tale situazione di allarme è rilevata il deviatore (D) comandato si sposta automaticamente, per un periodo di tempo predefinito, in posizione "0”, interrompendo temporaneamente il passaggio di corrente nella stringa (S) in causa, dopo di che si porta automaticamente nella posizione di bypass "2”. In addition to the detachment of the panels controlled remotely, the system also provides an automatic detachment mode for panels in the event of catastrophic events, in this case the sensors (S) are suitably configured to automatically detect alarm situations corresponding, for example, to interruptions of current for a certain period and increases in temperature, voltage and current beyond the predetermined thresholds. If such an alarm situation is detected, the controlled diverter (D) moves automatically, for a predefined period of time, to position "0", temporarily interrupting the passage of current in the string (S) in question, after which it moves automatically in the bypass position "2".

L’interruzione di corrente viene rilevata come condizione di allarme anche dagli altri nodi della stringa i quali, a loro volta, posizioneranno i rispettivi deviatori nella posizione “0” e dopo nella posizione "2” ; in questo modo, tutta la stringa è messa in una modalità di sicurezza in cui però i segnali e le informazioni sono comunque fluibili liberamente tra il concentratore (CL) ed i nodi (NS) lungo la rete di "bypass" a bassa tensione, in modo da permettere la riconfigurazione della condizione operativa [riarmo dei pannelli) con un semplice comando da remoto, od in modo automatico in caso di cessato allarme , dopo un certo periodo di tempo preprogrammato. The power cut is also detected as an alarm condition by the other nodes of the string which, in turn, will position the respective switches in position "0" and then in position "2"; in this way, the whole string is in a safety mode in which, however, the signals and information can still flow freely between the concentrator (CL) and the nodes (NS) along the low voltage "bypass" network, in order to allow the reconfiguration of the operating condition [ rearming of the panels) with a simple remote command, or automatically in the event of a ceased alarm, after a certain pre-programmed period of time.

Per monitorare l’integrità della rete di pannelli anche durante le ore notturne e rilevare così anche eventuali furti, i nodi (CL) sono alimentati da batterie ricaricabili o da accumulatori di carica ausiliari ricaricabili (ad esempio durante le ore diurne) e sono forniti di un sistema per la misura dell'impedenza o di variazione d'impedenza di stringa. To monitor the integrity of the panel network even during the night and thus also detect any thefts, the nodes (CL) are powered by rechargeable batteries or by rechargeable auxiliary charge accumulators (for example during the day) and are equipped with a system for measuring impedance or string impedance variation.

In questo modo l'eventuale interruzione di una stringa per esempio a causa del furto di un pannello comporta una variazione dell'impedenza della stringa stessa ed è quindi rilevata dal nodo [CL] che può così mandare un allarme all'utente finale. In this way the possible interruption of a string for example due to the theft of a panel involves a variation of the impedance of the string itself and is therefore detected by the node [CL] which can thus send an alarm to the end user.

II sistema per la misura di impedenza è realizzato, per esempio, sfruttando un segnale ad onde convogliate inviato periodicamente dal nodo (CL). The impedance measurement system is realized, for example, by exploiting a conveyed wave signal sent periodically by the node (CL).

Progettando opportunamente la rete di accoppiamento del Modem Power Line (MPL) infatti, l'ampiezza od il guadagno del segnale ad onde convogliate dipenderà daH’impedenza della stringa. Variazioni di impedenza della stringa a causa di un furto di un pannello, determineranno variazioni del guadagno o deH'ampiezza del segnale ad onde convogliate, variazioni che saranno rilevabili dai nodo (CL). By properly designing the coupling network of the Modem Power Line (MPL) in fact, the amplitude or the gain of the conveyed wave signal will depend on the impedance of the string. Variations in the impedance of the string due to a theft of a panel will cause variations in the gain or amplitude of the conveyed wave signal, variations which will be detectable by the node (CL).

Claims (12)

RIVENDICAZIONI 1) Sistema di monitoraggio e controlio di impianti fotovoltaici costituiti da una o più serie o stringhe (ST) di pannelli solari (P) collegati tra loro, in cui ogni pannello è dotato di un "nodo slave (NS)" di misura, trattamento e trasmissione dei propri parametri fisici ed elettrici, quali: tensione, corrente, energia, potenza, temperatura, impedenza, e che ogni stringa o più stringe associate comprendono almeno un “nodo concentratore locale" (CL) di raccolta e trasmissione di detti parametri ad altri nodi intelligenti “remoti” (CR) caratterizzato dal fatto che il circuito elettrico di ogni nodo slave (NS) e di ogni nodo (CL) di ogni pannello comprende un deviatore (D) ed un circuito di “bypass"; detto deviatore (D), oltre ad aprirsi per disconnettere elettricamente il proprio pannello, essendo in grado di chiudersi automaticamente su un “circuito parallelo di bypass” a bassa tensione e bassa impedenza che lascia passare corrente, segnali elettrici e segnali ad onde convogliate senza introdurre attenuazioni. CLAIMS 1) Monitoring and control system of photovoltaic systems consisting of one or more series or strings (ST) of solar panels (P) connected together, in which each panel is equipped with a "slave node (NS)" for measurement, treatment and transmission of its physical and electrical parameters, such as: voltage, current, energy, power, temperature, impedance, and that each string or more associated strings include at least one "local concentrator node" (CL) for collecting and transmitting said parameters to other intelligent "remote" nodes (CR) characterized by the fact that the electrical circuit of each slave node (NS) and of each node (CL) of each panel includes a diverter (D) and a "bypass" circuit; said diverter (D), in addition to opening to electrically disconnect its panel, being able to automatically close on a low voltage and low impedance "parallel bypass circuit" which allows current, electrical signals and conveyed wave signals to pass without introducing mitigations. 2) Sistema di monitoraggio secondo la rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che detti nodi concentratori locali (CL) misurano, trattano e comunicano i parametri fisici ed elettrici relativi ad un pannello (P), o ad una o più stringhe (ST) di pannelli. 2) Monitoring system according to claim 1 characterized by the fact that said local concentrator nodes (CL) measure, process and communicate the physical and electrical parameters relating to a panel (P), or to one or more strings (ST) of panels. 3) Sistema di monitoraggio secondo le rivendicazioni 1 e 2 caraterizzato dal fato che tra i parametri fisici ed eletrici misurati da deti nodi concentratori locali (CL) vi è l’impedenza o la variazione d’impedenza di una stringa (ST) o di più stringhe. 3) Monitoring system according to claims 1 and 2 characterized by the fact that between the physical and electrical parameters measured by certain local concentrator nodes (CL) there is the impedance or the impedance variation of a string (ST) or more strings. 4) Sistema di monitoraggio secondo le rivendicazioni 1 e 3 caraterizzato dal fato che è operativo per effetuare il distacco, anche automatico, degli insiemi di pannelli o di singoli pannelli (P) in funzione degli interventi di manutenzione e in caso di condizioni d'allarme, quale l’incendio. 4) Monitoring system according to claims 1 and 3 characterized by the fact that it is operative to carry out the detachment, even automatically, of the groups of panels or single panels (P) according to maintenance interventions and in the event of alarm conditions , such as fire. 5) Sistema di monitoraggio secondo le rivendicazioni da 1 a 4 caraterizzato dal fato che in presenza di condizioni d'allarme di detti pannelli (P) i deti deviatori (D), dei circuiti eletrici di deti nodo slave (NS) e di deti nodo (CL), si chiudono verso i corrispondenti percorsi paralleli di “bypass" a bassa tensione e a bassa impedenza in grado di trasmete i segnali eletrici ad onde convogliate senza atenuazione e in modalità sicura, anche tra pannelli eletricamente disconnessi. 5) Monitoring system according to claims 1 to 4 characterized by the fact that in the presence of alarm conditions of said panels (P) the deti (CL), close towards the corresponding parallel low voltage and low impedance “bypass” paths capable of transmitting electrical signals in conveyed waves without attenuation and in safe mode, even between electrically disconnected panels. 6) Sistema di monitoraggio secondo le rivendicazione precedenti caraterizzato dal fato che la gestione remota di pannelli fotovoltaici (P) mediante comunicazione ad onde convogliate, comunicazione a radiofrequenza o su cavi dedicati (bus di comunicazione), comprende l’uso di almeno un concentratore per stringa (ST), connesso ad un pannello [P], o coincidente con l'unità di monitoraggio di un pannello. 6) Monitoring system according to the previous claims characterized by the fact that the remote management of photovoltaic panels (P) by means of conveyed wave communication, radio frequency communication or on dedicated cables (communication bus), includes the use of at least one concentrator for string (ST), connected to a panel [P], or coinciding with the monitoring unit of a panel. 7) Sistema di monitoraggio secondo le rivendicazioni precedenti caratterizzato dal fatto che detti deviatori (D) di ogni nodo slave (NS) e di ogni nodo (CL) sono azionati tramite segnali ad onde convogliate ricevuti da un master o nodo concentratore remoto (CR). 7) Monitoring system according to the preceding claims characterized by the fact that said switches (D) of each slave node (NS) and each node (CL) are operated by means of conveyed wave signals received from a remote master or concentrator node (CR) . 8) Sistema di monitoraggio secondo le rivendicazioni precedenti caratterizzato dal fatto che detti nodi (NS) e (CL) sono dotati dei seguenti elementi funzionali principali: - sensori (S) di misura dei parametri fisici di interesse (tensione, corrente, impedenza, temperatura potenza, energia), - attuatori (D) di controllo del pannello e dei suoi elementi, - alimentatore (A) di conversione della tensione del pannello in tensione utile all'elettronica del nodo, - dispositivo di comunicazione ad onde convogliate (MPL) (Power Line Modem ) e relativa rete di accoppiamento, - memorie non volatili (M)per registrazione locale dei dati, - almeno un microcontrollore (MC) di gestione dei sensori degli attuatori e del protocollo di comunicazione. 8) Monitoring system according to the previous claims characterized by the fact that said nodes (NS) and (CL) are equipped with the following main functional elements: - sensors (S) for measuring the physical parameters of interest (voltage, current, impedance, temperature power, energy), - actuators (D) for controlling the panel and its elements, - power supply (A) for converting the panel voltage into useful voltage for the node electronics, - power line modem (MPL) communication device and relative coupling network, - non-volatile memories (M) for local data recording, - at least one microcontroller (MC) for managing the sensors of the actuators and the communication protocol. 9) Sistema di monitoraggio secondo le rivendicazioni precedenti caratterizzato dal fatto che l’azionamento di detti deviatori (D) di detti nodi (NS) e (CL) di ogni pannello (P) determina l’azionamento automatico dei deviatori di †u††i i pannelli della slessa slringa(S). 9) Monitoring system according to the preceding claims characterized in that the actuation of said switches (D) of said nodes (NS) and (CL) of each panel (P) determines the automatic actuation of the switches of † u †† i the panels of the slessa slringa (S). 10) Sistema di monitoraggio secondo le rivendicazioni precedenti caratterizzato dal fatto che detto concentratore (CL) per stringa (SI) è in grado di comunicare, da un lato, con detti pannelli (P) di stringa e, dall’altro lato, con l’utenza finale mediante mezzi fisici e tecnologie di comunicazioni differenti ed indipendenti. 10) Monitoring system according to the preceding claims characterized by the fact that said concentrator (CL) for string (SI) is able to communicate, on one side, with said string panels (P) and, on the other side, with the end users through different and independent physical means and communication technologies. 11) Sistema di monitoraggio secondo le rivendicazioni precedenti caratterizzato dal fatto che, per l'operatività notturna, detti nodi (CL) sono alimentati da batterie ricaricabili o da accumulatori di carica ausiliari ricaricabili durante le ore diurne. 11) Monitoring system according to the preceding claims characterized by the fact that, for night operation, said nodes (CL) are powered by rechargeable batteries or by rechargeable auxiliary charge accumulators during the day. 12) Sistema di monitoraggio secondo le rivendicazioni precedenti caratterizzato dal fatto che detti concentratori (CL) misurano variazioni di ampiezza o guadagno dei segnali trasmessi ad onde convogliate in relazione alla determinazione dell’impedenza o delle variazioni di impedenza di una stringa (ST) o di più stringhe.12) Monitoring system according to the preceding claims characterized by the fact that said concentrators (CL) measure amplitude or gain variations of the transmitted wave signals in relation to the determination of the impedance or of the impedance variations of a string (ST) or of multiple strings.
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