A napenergia intelligens vezérlése A hibrid napelemekre alkalmazott IOT; CASADOMO

Szerzői

Dra. Raquel Simón Allué, K + F mérnök, EndeF Engineering
Óscar Puyal Latorre, IoT mérnök, Monitoring Osztály, EndeF Engineering
Dra. Isabel Guedea Medrano, projektmenedzser, vezérigazgató, EndeF Engineerin

Összegzés

A hibrid napelemeket a hő- és fotovoltaikus energia előállítása jellemzi ugyanabban a panelben. Ez a kettős gyártás optimalizálja a fedélzeten rendelkezésre álló helyet, lehetővé téve négyzetméterenként akár 40% -kal több energia előállítását, mint mindkét technológia külön-külön. Ebben a cikkben bemutatjuk az első hibrid vezérlőrendszert, a MeshControlt, amely képes a napelemes létesítmények termikus és/vagy elektromos termelésének nyomon követésére és szabályozására a keresleti profilok és a felhasználói igények alapján. Ez a rendszer a szabad technológia elvein és a tárgyak internetének koncepcióján alapszik az energia területén alkalmazott vezérlés megtervezéséhez. Ennek a vezérlésnek az első feltételezéseinek integrálása egy hibrid létesítménybe egy tipikus esetben 11% -os növekedést eredményezett az energiatermelésben, ami 66% -ot jelent a hagyományos napelemes rendszerekhez képest.

Kulcsszavak

Napenergia, hibrid napelem, figyelés, intelligens vezérlés, a tárgyak internete, energiahatékonyság

Bevezetés/háttér

A 2010/31/EU európai irányelv megállapítja, hogy az Európai Unióban 2020-tól minden új épületnek szinte nulla energiafogyasztásúnak kell lennie, elősegítve a hőburkolat javítását, a megújuló energia helyben történő előállítását és a magas fokú energiaforrások telepítését energiatakarékos berendezések. E kötelezettségvállalások teljesítése megköveteli a megújuló energia nagyobb termelését az építőiparban tiszta és megfizethető technológiák révén, amelyek közül a napenergia kiemelkedik az egyik legígéretesebb alternatívaként. A naptechnika fejlődésének kezdete óta kétféle panelt különböztetnek meg: fotovoltaikus modulok, amelyek villamos energiát termelnek, és hőkollektorok, amelyek melegítik a vizet. Mindkét technológia kombinációjából hibrid panelek keletkeznek, amelyek megkülönböztethetők azzal, hogy képesek a napsugárzást egyszerre villamos energiává és hővé alakítani, mindkét technológiát ugyanazon a panelen elhelyezve.

A hibrid panel közismert nevén PVT, rövidítése angolul (Photovoltaic/Thermal). Noha eredete az 1970-es években következett be, csak évek múlva alakult ki a technika fejlődése és az olcsóbb fotovoltaikus energia, amely lehetővé tette a hibrid napelemek kereskedelmi életképességének elérését. Fejlesztését három különböző koncepció motiválja, amelyek egyazon technológiai megoldás felé konvergálnak: a napsugárzás jobb kihasználása, a PV-laminátum hűtése annak hatékonyságának javítása érdekében és a tetőtér optimalizálása (Michael et al., 2015).

A hibrid panelek kettős energiatermelésének szintén kulcsfontosságú előnye van: lehetővé teszi a felhasználó számára, hogy vezérlő mechanizmusokat alkalmazzon a hő- vagy elektromos energia előállításának elősegítésére ugyanazon napelemes telepítésen belül. Eddig a piacon kapható szolárvezérlő rendszerek hő- vagy elektromos berendezések külön mérésére és szabályozására készültek (Resol, SolarLog stb.), A piacon nem létezett olyan gazdaságilag elfogadható termék, amely képes lenne mindkét hozzájárulás figyelemmel kísérésére és ellenőrzésére. ugyanaz az eszköz. A hibrid naptechnika piacának felbomlása azonban új ablakot nyit a napszabályozás területén, mivel lehetővé teszi az egyes energiafajták előállításának előnyét azáltal, hogy olyan belső működési paraméterekre hat, mint az áramlás, a hajlás, az üzemi hőmérséklet stb. . Ma ezt a vezérlést passzívan hajtják végre hibrid létesítményekben, a környezeti feltételek figyelemmel kísérése és a rendszer összegyűjtött adatainak felhasználásával az alkatrészekre (szivattyú vagy ventilátor fűtőberendezésekre) hatva a túlmelegedés vagy a fagyás ellen.

Ez a projekt egy lépés előrelépését javasolja a technika állása szerint, kihasználva a feltörekvő technológiák és a dolgok internetének hatalmas lehetőségeit, hogy intelligensen ellenőrizzék a hibrid napelemek energiatermelését. Ebből a célból egy új, kifejezetten a hibrid napelemek igényeihez igazított vezérlő és felügyeleti rendszer tervezését és gyártását javasolják, amely felhasználja az egyes felhasználók sajátos fogyasztási profilját, valamint az időjárási előrejelzéseket vagy az elektromos áram árát termikus kWh, a hibrid létesítmény működésének kezelésére. Ez az ellenőrzési rendszer még fejlesztés alatt áll, és várhatóan a következő hónapokban elkészül egy prototípus. Ennek az ellenőrzésnek az előnyei nemcsak a létesítmény jobb energiafelhasználására, hanem a termelés jobb irányítására is hatással lesznek, amely gazdasági megtakarításokat eredményez a végszámlában.

Megoldás leírása

Az itt bemutatott berendezéseket MeshControl néven gyűjtik össze, amely egy fizikai eszközt és egy virtuális helyet is tartalmaz a felhőben. A MeshControlt intelligens irányítási rendszerként javasolják, amely kifejezetten a hibrid telepítések kezelésére irányul.

Kapcsolat a rendszerrel

Megfelelő működésének biztosítása érdekében a rendszer három különböző forrásból származó információkra támaszkodik, amelyek a rendszer inputjait képeznék:

Másrészt a vezérlőrendszer képes arra is, hogy befolyásolja és befolyásolja a környező környezetet, módosítva a berendezés üzemmódját anélkül, hogy fizikailag megváltoztatná azt. Ezen paramétereken belül, amelyeket a vezérlés módosíthat, és amelyeket rendszer kimeneteknek nevezünk, a következők:

Mindezek az intézkedések célja a megtakarítások biztosítása lenne a létesítmény felhasználója számára. Tekintettel azonban a felhőben található szoftver rugalmasságára, a kliens sajátos igényeinek megfelelően módosítható.

Építészeti leírás

A MeshControl intelligens vezérlőrendszer alkatrészek sorozatából áll, a fent említett szenzoroktól és működtetőktől kezdve a beltéri egység hardveréig és szoftveréig. A MeshControl által alkotott technológia nyitott, lehetővé teszi és megkönnyíti a hozzáférést azokhoz a gyártókhoz és telepítőkhöz, akik szeretnék bevezetni a rendszereikben. A termék forgalmazásának engedélye a GPL (General Public License), amely garantálja a felhasználók közötti együttműködést és a rendszer folyamatos fejlesztését eredményezi.