Sistemi i Monitorimit të Energjisë së Zgjuar: 3 hapa

2024 Autor: John Day | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2024-01-30 12:19

Kërkesa për energji po rritet dita ditës, Aktualisht, konsumi i energjisë elektrike nga përdoruesit në një zonë monitorohet dhe llogaritet nga vizitat e shpeshta në terren të bëra nga teknikë nga departamenti i energjisë elektrike për llogaritjen e tarifës së energjisë. Kjo është një detyrë që kërkon kohë pasi do të ketë mijëra shtëpi në një zonë dhe apartamente të shumta në të njëjtat banesa. Kur bëhet fjalë për një qytet ose qytezë, ky është një proces shumë i vrullshëm. Nuk ka asnjë dispozitë për të kontrolluar ose analizuar konsumin individual të energjisë të shtëpive në një periudhë kohore dhe as për të krijuar një raport të rrjedhës së energjisë në një zonë të caktuar. Ky është vetëm rasti në shumë vende në botë.

Nuk ka zgjidhje ekzistuese të zbatuara për të trajtuar problemin e mësipërm. Prandaj, ne jemi duke zhvilluar një sistem të zgjuar të monitorimit të energjisë që do të lehtësojë inspektimin, monitorimin, analizën dhe llogaritjen e tarifës së energjisë. Sistemi STEMS gjithashtu do të lejojë krijimin e tabelave dhe raporteve të veçanta të përdoruesve ose zonave të veçanta për të analizuar konsumin e energjisë dhe rrjedhën e energjisë.

Hapi 1: Rrjedha e punës

Moduli STEMS përfshin kryesisht modulin Seeedstudio Wio LTE të cilit i jepet një kod unik i përdoruesit për të identifikuar njësinë e veçantë të banimit ku duhet të matet konsumi i energjisë. Konsumi i energjisë do të monitorohet nga moduli Wio LTE me ndihmën e një sensori aktual të ndërlidhur duke përdorur lidhjen e korijeve analoge.

Të dhënat e konsumit të energjisë, kodi unik i përdoruesit dhe vendndodhja (Wio inbuilt GPS/GNSS) e modulit do të ngarkohen në STEMS cloud (të strehuara në AWS) në kohë reale duke përdorur lidhjen Wio LTE dhe Soracom Global SIM. Të dhënat nga reja mund të arrihen dhe analizohen për të llogaritur konsumin individual të energjisë, për të gjeneruar tabela individuale dhe kolektive të energjisë, për të gjeneruar raporte të energjisë dhe për inspektim të detajuar të energjisë. Reletë gjithashtu ndërfaqen për të ndërprerë pajisjet e lidhura në rast se konsumi i energjisë shkon përtej kufijve të pragut. Një modul i ekranit LCD mund të integrohet në modulin vendor STEMS për të shfaqur vlerat e matjes së energjisë në kohë reale. Sistemi do të funksionojë në mënyrë të pavarur nëse është bashkangjitur një burim portativ i energjisë, siç është bateria me qeliza të thata ose bateri Li-Po. Konfigurimi Konfigurimi i harduerit përshkruhet më poshtë:

STEMS Konfigurimi i harduerit

Sinjali GPS u zbulua se ishte më i dobët brenda ndërtesës. Por, pasi modulet të zhvendosen jashtë, ne do të fillojmë të marrim një pritje të mirë. Koordinatat GPS të marra nga moduli u krahasuan me koordinatat aktuale GPS në Google Maps. Amountshtë marrë një sasi e drejtë saktësie.

Fuqia nga rrjeti AC tërhiqet dhe kalon përmes sensorit aktual i cili është i integruar në qarkun shtëpiak. Rryma AC që kalon përmes ngarkesës ndihet nga moduli i sensorit të rrymës së grove dhe të dhënat e daljes nga sensori furnizohen me kunjin analog të modulit WIO LTE. Pasi të merret hyrja analoge nga moduli WIO, matja e fuqisë/energjisë është brenda programit. Fuqia dhe energjia e llogaritur shfaqen më pas në modulin e ekranit LCD.

Në analizën e qarkut AC, tensioni dhe rryma ndryshojnë sinusoidalisht me kohën.

Fuqia e Vërtetë (P): Kjo është fuqia e përdorur nga pajisja për të prodhuar punë të dobishme. Isshtë shprehur në kW.

Fuqia reale = Tensioni (V) x Rryma (I) x cosΦ

Fuqia Reaktive (Q): Kjo shpesh quhet fuqi imagjinare e cila është një masë e fuqisë që lëkundet midis burimit dhe ngarkesës, që nuk bën punë të dobishme. Shprehet në kVAr

Fuqia Reaktive = Tensioni (V) x Rryma (I) x sinΦ

Fuqia e dukshme (S): Përkufizohet si produkt i Tensionit Root-Mean-Square (RMS) dhe Rrymës RMS. Kjo gjithashtu mund të përkufizohet si rezultat i fuqisë reale dhe reaktive. Isshtë shprehur në kVA

Fuqia e dukshme = Tensioni (V) x Rryma (I)

Marrëdhënia midis fuqisë reale, reaktive dhe asaj në dukje:

Fuqia reale = Fuqia në dukje x cosΦ

Fuqia Reaktive = Fuqia në dukje x sinΦ

Ne jemi të shqetësuar vetëm për fuqinë reale për analizën.

Faktori i fuqisë (pf): Raporti i fuqisë reale me fuqinë e dukshme në një qark quhet faktori i fuqisë.

Faktori i fuqisë = Fuqia reale/Fuqia në dukje

Kështu, ne mund të masim të gjithë formën e fuqisë si dhe faktorin e fuqisë duke matur tensionin dhe rrymën në qark. Pjesa në vijim diskuton hapat e ndërmarrë për të marrë matjet që kërkohen për të llogaritur konsumin e energjisë.

Dalja nga sensori aktual është një valë e tensionit AC. Llogaritja e mëposhtme është bërë:

• Matja e tensionit kulmin në pikun (Vpp)
• Ndaj pikun në pikun e tensionit (Vpp) me dy për të marrë tensionin e pikut (Vp)
• Shumëzoni Vp me 0.707 për të marrë tensionin e rms (Vrms)
• Shumëzoni ndjeshmërinë e sensorit aktual për të marrë rms aktuale.
• Vp = Vpp/2
• Vrms = Vp x 0.707
• Irms = Vrms x Ndjeshmëria
• Ndjeshmëria për modulin aktual është 200 mV/A.
• Fuqia reale (W) = Vrms x Irms x pf
• Vrms = 230V (e njohur)
• pf = 0.85 (e njohur)
• Irms = Marrë duke përdorur llogaritjen e mësipërme

Për llogaritjen e kostos së energjisë, fuqia në vat shndërrohet në energji: Wh = W * (koha / 3600000.0) Watt orë një masë e energjisë elektrike ekuivalente me një konsum të energjisë prej një vat për një orë. Për kWh: kWh = Wh / 1000 Kostoja totale e energjisë është: Kosto = Kosto për kWh * kWh. Informacioni më pas shfaqet në ekranin LCD dhe njëkohësisht i shkruhet kartës SD.

Hapi 2: Testimi

Ndërsa testimi u bë pranë ballkonit, u mor një sasi e drejtë e pritjes së GNSS.

Hapi 3: Planet e së ardhmes

Do të krijohet një aplikacion për të hyrë në të dhënat e cloud STEMS për të monitoruar konsumin e energjisë së përdoruesit në kohë reale dhe për të parë ose gjeneruar raporte të analizës së energjisë. Përditësimi i modulit STEMS mund të bëhet lehtësisht për shkak të pajtueshmërisë Arduino IDE. Pasi të përfundojë me sukses, ky modul mund të prodhohet në treg dhe mund të përdoret nga ofruesit e shërbimeve të energjisë në të gjithë botën.