如何將物聯網雲端技術導入太陽能發電廠網路建置

背景

在炎熱且陽光明媚的北迴歸線，一座新的太陽能發電廠正開始運作。太陽能電池板安裝的現場中，包括一個了農場、一個湖泊和當地建築物的頂部。由於追蹤太陽運動的太陽能電池板可以比固定電池板多接收 10% 至 40% 的能量，因此系統設置了一個中央控制器來調整電池板角度。此外，該設施必須要記錄和傳輸有關當前能源穩定性狀態的數據，以及隨時偵測現場溫度，必要時將啟動冷卻系統。而如果天氣晴朗，氣溫不太高，發電量低於設定參數，網路系統將會發布自動通知，請工作人員前來現場清潔鏡面。

挑戰

在這樣的緯度，熱量是一個持續存在的問題。不僅因為過多的熱量會影響太陽能板晶圓的功率吸收效率，還有可能會因為過熱而導致現場所安裝非常昂貴的電氣以及網路設備。另一個挑戰是工廠位置偏遠。人們認為不可能從本地 ISP 運行網路佈線，但該設施必須在線並連結到雲端。對於 4G 解決方案，具有公用 IP 位址的 SIM 卡非常昂貴。最後，系統必須的毀損。為了能夠有效連接到 Modbus 控制器。Modbus 是一種用於透過串行電纜傳輸資料的通訊協議，而太陽能設施中的許多設備，都使用這個協議。

因此，我們所選擇安裝在太陽能發電廠這樣子的應用環境，必須要克服上述的這些障礙。

系統需求包括：

在遠端進行網路安裝現場的監控
能夠向手機發送警報
RS-485 介面並支援 Modbus 協定
支援 MQTT 雲端協議
支援微軟 Azure 雲端
能夠在極端溫度下穩定運行
Dual cellular cards 支援網路備援
支援 VPN 安全隧道

網路解決方案: 工業級 4G EW50 & EW200

EW50 是一款智慧工業級閘道器，專為關鍵基礎設施和工業應用而設計。它提供專為惡劣環境設計的可靠、安全的遠端連接，透過遠端監控為長期網路通訊提供即時的偵測與通知。EW200 是 EW50的進階版。它結合了 IEEE 802.11b/g/n/ac WLAN 和 4G LTE 閘道技術。

這兩款設備均提供乙太網路、串列、DI/DO 和 Modbus 的橋接功能，非常適合連接網路安裝現場的各種逆變器、Sensor 感應器以及其他設備。最重要的是，他們都支持 MQTT。MQTT 是一種透過雲端，-傳輸資料與訊息的通訊協定。 MQTT 是雲端中最基本的通訊方式，也是需要隨時偵測與告警、通知的的 IIoT 工業物聯網相關設備與應用程式的理想選擇。

選擇以上兩款機種作為解決方案的好處很多。Modbus 閘道將 Modbus RTU/ASCII 轉換為 Modbus TCP 格式。EW50則裝有浮動 IP SIM 卡，充當 VPN 啟動器，連接到安裝在電力公司遠端位置的公共固定 IP SIM 卡的 VPN 伺服器，以實現安全的站點到站點通訊。每次重新建立蜂窩連線時，VPN 都會自動生效。

EW50 和EW200均具有強固等級耐高溫的工業用規格，即使在最熱的條件下也能達到長期穩定運作的目的。

結語

以太陽能發電作為再生能源，現在已經越來越廣泛的被認可和推動。近年預期在建設太陽能資源的站點，將持續增加。而這些太陽能都具有遠端的監控和管理需求，包括即時監控和訊息傳遞、面板傾斜控制、功率預測和功率控制系統。

在許多情況下，由於成本或環境問題，用於監控和管理的傳統有線基礎設施是不可行的。所以，為這些站點配備適當的 4G/LTE 閘道器，是相當理想的作法。這樣的方式能透過手機進行遠端管理，當配備 DI/DO 介面時甚至可以透過 DO 中繼模式，可以在遠端就簡單重幾啟 IPC。閘道器上的串列介面，可以減少對 PLC 的需求，因此能降低整體的佈建成本。

背景

挑戰

網路解決方案: 工業級 4G EW50 & EW200

結語

相關產品：