IoTゲートウェイによる太陽光パネルの遠隔監視

概要

✔ 太陽光発電所（ソーラー発電所）の普及に伴い、円滑な運用および機器健全性の維持が重要な課題となっています。この課題の解決には、遠隔監視と予知保全を実現するためのスケーラブル（規模の拡大に対応できる、の意）な太陽光エネルギー・ソリューションが必要です。

✔ このIoTソリューションにコネクティビティを組み込むにあたり、IoTゲートウェイ「TRB140」とアンマネージドスイッチ「TSW210」を使用しました。これにより少数のIoTゲートウェイで複数のソーラーパネルに対応し、ネットワークを形成することができます。

✔ 「TRB140」および「TSW210」は、いずれも産業用グレードで、コンパクトかつエネルギー効率に優れたネットワークデバイスです。太陽光発電所（ソーラー発電所）やソーラーファームの過酷な環境にも耐え得るように設計されています。

課題 ― スマートな太陽光発電

過去数十年で、世界市場における再生可能エネルギーのシェアは増加し、2023年には3.9TW（テラワット）で全体の43％に達しました。さまざまな再生可能エネルギー源がありますが、その中で最も重要なのは太陽光で、その電力量は2023年には1418 GW（ギガワット）を占めています。

このように、太陽光発電所（ソーラー発電所）は世界中で急速に普及しています。毎年多くの太陽光発電所（ソーラー発電所）が建設され、広大なエリアに数多くの太陽光パネルが設置されている状況です。これらの太陽光パネルには、太陽光パワーコンバータ、コントローラ、蓄電池システムなど、複雑なインフラが組み込まれています。

これらのインフラは、円滑な運用と機器の健全性を維持するために、24時間365日の監視が必要です。そして、太陽光発電所（ソーラー発電所）はしばしば遠隔地に設置されているため、IoTによる遠隔監視が可能な、スケーラブルな太陽光エネルギーソリューションが求められます。

この遠隔監視により運転効率が最大化されるだけでなく、予知保全を導入でき、設備の故障リスクを未然に防ぐことができます。

遠隔監視を実現するためには、IoTゲートウェイとアンマネージスイッチという2つのネットワークデバイスを導入する必要があります。

トポロジー

ソリューション ― IoTゲートウェイとアンマネージスイッチ

この遠隔監視と予知保全を実現するための太陽光エネルギーソリューションには、テルトニカのIoTゲートウェイ「TRB140」とアンマネージドスイッチ「TSW210」を使用します。

各太陽光パネルのエンドデバイスを、RJ45を介して「TSW210」に接続します。「TSW210」はポートを8つ備えたスイッチなので、追加のスイッチを使用することなく各コンポーネントを個別に監視することができます。その後、各アンマネージスイッチを他スイッチに接続し、ネットワークを一つ（スイッチワーク）形成します。これにより、ネットワーク内の1つのアンマネージスイッチのみを、RJ45ポートを1つ搭載しているIoTゲートウェイ「TRB140」に接続します。

このセットアップにより、複数の8ポートスイッチを利用して使用するIoTゲートウェイの総数を減らし、IoTソリューションのコストを抑え、「TRB140」の効率を最大化することができます。また、これでソリューションをスケーラブル対応にすることができ、LTEゲートウェイ1つだけで複数の太陽光パネルのネットワーク接続源をまかなうことができます。

「TSW210」デバイスは、IoTゲートウェイ「TRB140」のLTE Cat 4コネクティビティを太陽光パネルのネットワークに分配し、「TRB140」は収集したデータをModbus TCPプロトコルを介して遠隔地の太陽光ERP（企業資源計画）システムに転送し、そこでデータを集約・分析します。

そのシステムにアクセスすることで、データへのアクセスも可能となり、IoTによる遠隔監視と予知保全が実現できます。

「TRB140」と「TSW210」は、いずれも産業用グレード、コンパクトかつエネルギー効率の高いネットワークデバイスで、品質や機能性を担保しながら、工業用IoTソリューションのコスト削減をサポートします。さらに、重要な産業用VPNプロトコルに対応しており、多数のセキュリティ機能を備えているためインターネット接続の安全性を確保できます。