Sisteme SCADA pentru gestionarea eficientă a energiei regenerabile
SCADA este un sistem de control și monitorizare utilizat în industrie pentru gestionarea proceselor, inclusiv în domeniul energiei verzi.SCADA permite operatorilor să monitorizeze, controleze și optimizeze în timp real echipamentele de generare a energiei, maximizând producția și reducând riscurile de avarii.
Ce este SCADA?
SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition) este o platformă software-hardware care permite:
- Colectează date în timp real de la senzori (vânt, radiație solară, temperatură, curent, tensiune).
- Afișează și analizează performanța instalației printr-o interfață vizuală (HMI).
- Permite controlul de la distanță (ex. pornire/oprire invertoare, reglaje baterii).
- Stochează și analizează date istorice pentru întreținere predictivă și optimizare.
Arhitectura unui sistem SCADA
- Senzori și Dispozitive de acționare
Măsurători analogice/digitale (viteză vânt, tensiune CC, curent, temperatură, iradiere)
Dispozitive de acționare (bariere, motoare de orientare, ventile, întrerupătoare) - PLC (Programmable Logic Controller) / RTU (Remote Terminal Unit)
PLC pentru procese intensive și medii industriale
RTU pentru instalații dispersate geografic
Ambele prelucrează datele de la senzori și livrează comenzi către SCADA. - Rețea de comunicații
Ethernet industrial, Modbus TCP/RTU, OPC-UA, DNP3, 4G/5G, radio
Asigură transportul sigur și rapid al datelor între teren și centrul de control. - Server SCADA & HMI
Server: baze de date istorice, motor de alarme, motor de rapoarte
HMI (Human-Machine Interface): interfață grafică cu diagrame în timp real, trenduri și butoane de control.
Cum funcționează SCADA într-un parc eolian sau solar?
- Achiziția datelor
- Senzorii măsoară parametri importanți (radiație solară, viteză vânt, temperatură, curent, tensiune)
- RTU sau PLC preia semnalul și îl transmite la centrul de control.
- Procesarea datelor
- SCADA verifică dacă valorile sunt în parametri normali.
- Dacă nu, declanșează o alarmă și poate corecta automat problema.
- Control și automatizare
- Operatorii pot porni/opri invertorul, regla puterea sau comuta baterii.
- PLC-urile pot acționa singure după o logică predefinită (ex. când radiația e slabă → reduc injectarea în rețea).
Rețeaua SCADA – Cum se leagă toate?
Ce rețele sunt folosite?
LAN – leagă toate componentele din centrală între ele.
WAN + VPN – permite accesul la SCADA de la distanță (ex. de pe telefon sau din alt oraș).
Firewall + IDS – protejează sistemul împotriva atacurilor cibernetice.
Beneficii și funcții ale SCADA
|
SCADA pentru uz rezidențial
SCADA nu este rezervat doar marilor parcuri eoliene sau solare; există multiple implementări testate chiar la nivel de gospodărie, cu sisteme de monitorizare şi control low-cost bazate pe Arduino, Raspberry Pi sau soluţii open-source.
Pentru prosumatorii cu cunoștințe tehnice, soluțiile open-source oferă flexibilitate și costuri reduse:
- 💻Hardware minim: Raspberry Pi, senzori (radiație, tensiune), contor de energie
- 📊Software: platforme open-source (Emoncms, Grafana, Node-RED).
- 🛠️Ce poți face?
Monitorizezi producția/consumul în timp real
Primești alerte pe telefon
Optimizezi consumul → ex. pornești mașina de spălat când e soare/vânt
Îți crești randamentul cu 5–10% - 💸Cost estimativ: 250–500 € pentru echipamente, amortizare în 1–2 ani.
Procesul de implementare mini SCADA
- Evaluarea nevoilor: Determinarea parametrilor care trebuie monitorizați (producție, consum, stocare).
- Selectarea echipamentelor: Alegerea senzorilor, contoarelor și a platformei SCADA potrivite.
- Instalarea hardware-ului: Montarea senzorilor și conectarea acestora la microcontroler sau la sistemul SCADA comercial.
- Configurarea software-ului: Setarea platformei pentru colectarea și vizualizarea datelor.
- Testarea și optimizarea: Verificarea funcționării sistemului și ajustarea parametrilor pentru performanță optimă
Fezabilitate economică mini SCADA
- Investiție inițială: Relativ redusă, în special pentru soluțiile DIY.
- Economii pe termen lung: Monitorizarea eficientă poate duce la economii semnificative prin optimizarea consumului și identificarea rapidă a defecțiunilor.
- Recuperarea investiției: În funcție de dimensiunea sistemului și de economiile realizate, investiția poate fi recuperată în câțiva ani.
Analize avansate în SCADA
- Analize de performanță – vezi dacă panourile produc cât ar trebui (ex. PR = 0,85–0,9)
- Detectare defecțiuni – SCADA te alertează dacă un panou fotovoltaic s-a murdărit sau o turbină eoliană are dezechilibru
- Previziuni meteo – unele SCADA pot integra date de la stații meteo pentru a estima producția viitoare.
Exemplu de implementare SCADA pentru panouri fotovoltaice de 5 kW
– gospodărie în județul Cluj
🔧 Configurație tehnică
- Panouri: 5 kW (aprox. 12 panouri de 420 W)
- Invertor: Huawei SUN2000, cu port RS485/Modbus
- Contor bidirecțional: Smart Meter trifazat (Huawei Smart Power Sensor)
- Baterii: 5 kWh LiFePO4
- Microcontroler: Raspberry Pi 4
- SCADA Software: Emoncms + Node-RED + Grafana (instalat pe RPi)
- Rețea: Wi-Fi local + VPN pentru control remote
🎯 Funcționalități SCADA obținute
- Vizualizare live a producției, consumului și injectării în rețea
- Istoric zilnic/lunar de energie (în kWh și lei)
- Alerte pentru subperformanță sau invertor oprit
- Comutare automată a încărcării bateriilor la surplus
💰 Costuri
- Creștere randament cu 5–10%
- Reducere timp nefuncționare (detectare rapidă defecțiuni)
- Amortizare cheltuieli 1.5 ani
Întrebări frecvente despre SCADA
Este SCADA doar pentru panouri solare și turbine eoliene?
Nu. SCADA poate fi folosit pentru a monitoriza orice echipamente electrice sau industriale, inclusiv centrale termice, sisteme de iluminat public, sau chiar rețele de distribuție a apei. Pentru gospodării, se poate folosi pentru panouri solare, turbine eoliene, dar și pentru monitorizarea consumului casnic (ex. încălzire, electrocasnice).
Ce trebuie să știu despre securitatea unui sistem SCADA?
Securitatea este esențială, mai ales în cazul în care SCADA este conectat la internet. Trebuie implementate măsuri de protecție, precum criptarea datelor și utilizarea unor parole puternice. De asemenea, este recomandat să ai un sistem de backup pentru a evita pierderea datelor în caz de atacuri cibernetice sau defecțiuni hardware.
Care sunt beneficiile SCADA în gestionarea energiei eoliene și solare?
SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition) joacă un rol esențial în gestionarea eficientă a sistemelor de producție a energiei eoliene și solare. SCADA permite monitorizarea în timp real a producției de energie, optimizarea operațiunilor, reducerea timpilor de nefuncționare, prevenirea defecțiunilor și reducerea costurilor de mentenanță prin întreținere predictivă.