Fernwartung von Photovoltaikanlagen

Sicherer Zugriff für Betreiber und Servicepersonal

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Durch die verstärkte Nutzung regenerativer Energien soll die Energieversorgung zukünftig ressourcenschonender und umweltfreundlicher werden. Entsprechend nimmt die Erzeugung elektrischer Energie durch die Nutzung der Sonnenstrahlung zu. Die dazu verwendeten Photovoltaikmodule sind ohne mechanisch bewegliche Teile aufgebaut. Wären sie nicht der Witterung ausgesetzt, könnten sie über viele Jahre nahezu verschleißfrei arbeiten. In der Praxis ist eine Photovoltaikanlage (PV-Anlage) aber verschiedenen Risiken wie starkem Wind, Hagel- und Blitzschlag ausgesetzt. Eine kontinuierliche Überwachung ist deshalb wichtig – beispielsweise über ein webbasiertes Service-Portal und entsprechende intelligente Endgeräte.


Genau dafür hat der Fernwartungsspezialist MB Connect Line eine flexible Lösung entwickelt. PV-Anlagen sind in verschiedenen Größenordnungen vom Garagendach über Fabrikhallendächer bis hin zu riesigen Freilandanlagen anzutreffen. Neben den Witterungseinflüssen können auch fehlerhafte Bauteile wie gebrochene Zellen, defekte Wechselrichter und Kontaktprobleme durch Alterungseffekte zur Leistungsreduzierung oder zum Totalausfall führen. Die Ertragseinbußen sind gravierend, falls der Leistungsabfall erst beim jährlichen Ablesen des Energiezählers entdeckt wird.

mbConnect24 Solar-schema


Richtig verbunden unabhängig von der Infrastruktur

Mit den mbNET-Geräten bietet MB Connect Line universelle Industrie-Router für die Fernwartung an. Die Router sind über sichere Internetverbindungen erreichbar und ermöglichen einen geschützten und transparenten Zugriff auf die Steuerungskomponenten der PV-Anlage. Ein Servicetechniker kann sich den Anlagenzustand im Detail anschauen, Parameter ändern oder Softwareupdates einspielen, ohne dass er zur Anlage fahren muss. Nicht überall sind Telefon- oder DSL-Anschlüsse vorhanden. Je nach Infrastruktur vor Ort können die mbNET-Router den Internetzugang über Ethernet (WAN) aufbauen oder über das integrierte Modem (UMTS, GPRS, EDGE, GSM, Analog oder ISDN).

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Die Industrie-Router mbNET UMTS unterstützen mit HSDPA und HSUPA die derzeit schnellsten verfügbaren Übertragungsverfahren im Mobilfunkbereich. Sie bieten mit Download-Raten bis zu 7,2 MBit/s und Upload-Raten bis zu 2 MBit/s eine DSL-ähnliche Bandbreite. Falls UMTS an einem bestimmten Ort noch nicht bereitgestellt wird, können die Router auch die GSM-basierenden GPRS- oder EDGE-Dienste nutzen. Die Mobilfunk-Varianten haben zwei SIM-Karten-Steckplätze mit Failover-Funktionalität für eine erhöhte Ausfallsicherheit. Die Umschaltung zwischen SIM1 und SIM2 ist konfigurierbar. Kriterien können die Stärke des Netzpegels und/oder das Provider-Roaming sein. Die Verbindung zum Internet wird in konfigurierbaren Abständen zyklisch geprüft und im Störungsfall wird auf die andere SIM umgeschaltet

Vielfältige Schnittstellen

Für die Komponenten in der PV-Anlage bieten die Industrie-Router vielfältige Anschlussmöglichkeiten. Der integrierte 4-Port-Switch ermöglicht den direkten Anschluss von bis zu vier Ethernet-Geräten. Daneben haben die Router bis zu zwei serielle Schnittstellen, die per Software als RS-232 oder RS-485 konfiguriert werden können. Für den direkten Zugriff auf die S7-300- und S7-400-Steuerungen von Siemens ist optional eine MPI-/Profibus-Schnittstelle verfügbar, die Übertragungsraten bis 12 MBit/s unterstützt.

Komfort und Sicherheit durch Fernwartungsportal

Bei der praktischen Umsetzung sind technische und organisatorische Aspekte hinsichtlich des Verbindungsmanagements, der Datensicherheit und des Zugriffsschutzes zu betrachten. Mit einem zentralen Fernwartungsportal wie mbCONNECT24 von MB Connect Line ist das umfassend gelöst. Das Portal dient als intelligente Vermittlungsstelle zwischen dem Anlagenbetreiber, dem Servicepersonal und den Photovoltaikanlagen. Die Architektur von mbCONNECT24 als Portallösung erfüllt die hohen Sicherheitsanforderungen, welche für die Datenübertragung über Internet-Verbindungen bestehen. Bei mbCONNECT24 werden die Verbindungen sowohl von der Service-Seite als auch von den PV-Anlage immer zum Portal-Server hin aufgebaut. Verbindungsanfragen vom Portal zur Anlage oder zum Servicerechner kommen systembedingt nicht vor, so dass eingehende Verbindungen auf beiden Seiten komplett gesperrt werden können.

Verbindungsmanagement

Die in die PV-Anlage integrierten Industrie-Router mbNET registrieren sich am Portal und bauen eine gesicherte VPN-Verbindung auf. Der Verbindungsaufbau kann automatisch erfolgen, sobald der Router mit Spannung versorgt wird oder bei Bedarf. Dazu kann der Verbindungsaufbau von der PV-Anlage über ein Signal an einen digitalen Eingang des Routers ausgelöst werden. Die Vergabe einer dynamischen oder privaten IP-Adresse durch den Provider ist kein Problem, da die Verbindung immer vom Router zum Portal hin aufgebaut wird.

Anlagenüberwachung mit dem Smartphone

Mit mbWEB2go können PV-Anlagen unabhängig von stationären PCs überwacht werden. Als einfacher und mobiler Webzugang ermöglicht mbWEB2go dem Anwender, sich per Smartphone oder Tablet-PC auch von unterwegs die wichtigsten Anlagendaten anzeigen zu lassen. Diese liegen als Webvisualisierung auf dem integrierten Webserver der mbNET-Router oder auf anderen Ethernet-Geräten der PV-Anlage. Die Anmeldung am Fernwartungsportal mbCONNECT24 erfolgt per Benutzerkennung und Passwort über das sichere HTTPS-Protokoll. Der Zugang auf die Webvisualisierung funktioniert mit jedem Browser, ohne dass eine zusätzliche Software oder eine extra App installiert werden muss. Zum Verbindungsaufbau ist weder ein VPN-Client noch ein spezielles Zertifikat erforderlich.

Sicher ist sicher

Die Übertragung der Daten selbst erfolgt über sichere VPN-Verbindungen, basierend auf dem Sicherheitsprotokoll OpenVPN. Das Portal wird in einem Hochleistungs-Rechenzentrum mit einer redundanten Anbindung und 24/7/365-Überwachung gehostet, so dass eine Netzwerkverfügbarkeit von weit über 99 % garantiert ist. mbCONNECT24.net ist fein skalierbar und für die Fernwartung einer PV-Anlage auf dem Einfamilienhaus genauso geeignet wie für die Anbindung einer Vielzahl von PV-Kraftwerken, die weltweit betreut werden. Die Service-Spezialisten benötigen neben ihrem VPN-Client mit Zugangsdaten nur eine Verbindung zum Internet, entweder über das Firmennetzwerk, über den DSL-Anschluss zuhause oder von unterwegs über ein UMTS-Modem.

Hosting oder eigener Server

Neben der Hosting-Lösung ist das Fernwartungsportal mbCONNECT24 zusammen mit passender Serverhardware auch als vorinstalliertes Komplettsystem verfügbar. Das ist für Anlagenhersteller und Service-Dienstleister interessant, die innerhalb ihres Firmennetzes ihr eigenes Serviceportal realisieren wollen. Alle VPN-Verbindungen enden im Einflussbereich des Betreibers. Die vorkonfigurierten mymbCONNECT24-Server übernehmen als Rückgrat der Servicezentrale das gesamte Verbindungsmanagement. Sie werden in zwei Leistungsstufen angeboten: Die Variante „midi“ unterstützt als Box-Lösung bis zu 250 Benutzer und 50 gleichzeitig aktive Verbindungen. In der Variante „maxi“ im 19“-Rack sind bis zu 1000 Benutzer bei 150 gleichzeitig aktiven Verbindungen möglich.

mymbCONNECT24 midi