Ağıllı Enerji İzləmə Sistemi: 3 addım

2024 Müəllif: John Day | [email protected]. Son dəyişdirildi: 2024-01-30 07:46

Enerji tələbatı gündən -günə artır, Hal -hazırda, bir bölgədəki istifadəçilərdən elektrik enerjisi istehlakı, elektrik tarifinin hesablanması üçün elektrik şöbəsinin texniki işçiləri tərəfindən tez -tez sahə ziyarətləri ilə izlənilir və hesablanır. Bir ərazidə minlərlə evin və eyni mənzillərdə çoxsaylı mənzillərin olması çox vaxt aparan bir işdir. Bir şəhərə və ya qəsəbəyə gəldikdə, bu çox gərgin bir prosesdir. Müəyyən bir müddətdə evlərin fərdi enerji istehlakını yoxlamaq və ya təhlil etmək və ya müəyyən bir ərazidə enerji axını hesabatı yaratmaq üçün heç bir müddəa yoxdur. Bu, dünyanın bir çox yerində belədir.

Yuxarıdakı problemi həll etmək üçün tətbiq olunan həllər yoxdur. Beləliklə, enerji tariflərinin yoxlanılması, monitorinqi, təhlili və hesablanmasını asanlaşdıracaq ağıllı bir enerji izləmə sistemi hazırlayırıq. STEMS sistemi, əlavə olaraq istifadəçiyə və ya sahəyə aid xüsusi cədvəllər və hesabatların enerji istehlakı və enerji axını analiz etməsinə imkan verəcək.

Addım 1: İş axını

STEMS modulu əsasən enerji istehlakının ölçülməsi lazım olan xüsusi mənzil blokunu müəyyən etmək üçün unikal istifadəçi kodu verilən Seeedstudio Wio LTE modulundan ibarətdir. Güc istehlakı, Wio LTE modulu ilə analoq bağlama bağlantısı ilə əlaqəli bir cərəyan sensoru ilə izləniləcəkdir.

Enerji istehlakı məlumatları, unikal istifadəçi kodu və modulun yeri (Wio inbuilt GPS/GNSS) Wio LTE bağlantısı və Soracom Global SIM istifadə edərək real vaxtda STEMS buluduna (AWS-də yerləşdirilir) yüklənəcək. Buluddan alınan məlumatlar fərdi enerji istehlakını hesablamaq, fərdi və kollektiv enerji cədvəlləri yaratmaq, enerji hesabatları yaratmaq və ətraflı enerji yoxlaması üçün əldə edilə və təhlil edilə bilər. Enerji istehlakı hədd həddini aşarsa bağlı cihazları kəsmək üçün də rölelər birləşdirilir. Bir LCD ekran modulu, real vaxt enerji ölçmə dəyərlərini göstərmək üçün yerli STEMS moduluna birləşdirilə bilər. Quru hüceyrə batareyası və ya Li-Po batareyası kimi portativ bir enerji mənbəyi bağlı olduqda sistem müstəqil işləyəcək. Quraşdırma Avadanlıq quruluşu aşağıda təsvir edilmişdir:

STEMS Avadanlıq quraşdırılması

GPS siqnalının binanın içərisində daha zəif olduğu təsbit edildi. Ancaq modullar xaricə köçürüldükdən sonra yaxşı qəbul etməyə başlayacağıq. Moduldan alınan GPS koordinatları Google Xəritələrdəki faktiki GPS koordinatları ilə müqayisə edildi. Ədalətli miqdarda dəqiqlik əldə edildi.

AC elektrik şəbəkəsindən alınan elektrik enerjisi məişət dövrəsinə inteqrasiya olunmuş cərəyan sensoru vasitəsilə ötürülür. Yükdən keçən AC cərəyanı, Grove cərəyan sensoru modulu tərəfindən algılanır və sensordan çıxan məlumatlar WIO LTE modulunun analog pininə verilir. Analoq giriş WIO modulu tərəfindən qəbul edildikdən sonra güc/enerjinin ölçülməsi proqramın daxilindədir. Hesablanmış güc və enerji daha sonra LCD ekran modulunda göstərilir.

AC dövrə analizində həm gərginlik, həm də cərəyan zamanla sinusoidal olaraq dəyişir.

Real Güc (P): Bu cihazın faydalı iş çıxarmaq üçün istifadə etdiyi gücdür. KVt ilə ifadə olunur.

Real Güc = Gərginlik (V) x Cərəyan (I) x cosΦ

Reaktiv Güc (Q): Buna tez -tez heç bir faydalı iş görməyən, mənbə ilə yük arasında salınan güc ölçüsü olan xəyali güc deyilir.

Reaktiv Güc = Gərginlik (V) x Cərəyan (I) x sinΦ

Görünən Güc (S): Kök-Orta Meydan (RMS) Gərginliyinin və RMS Cərəyanının məhsulu olaraq təyin olunur. Bu da real və reaktiv gücün nəticəsi olaraq təyin edilə bilər. KVA ilə ifadə olunur

Görünən Güc = Gərginlik (V) x Cərəyan (I)

Real, Reaktiv və Görünən güc arasındakı əlaqə:

Real Güc = Görünən Gücü x cosΦ

Reaktiv Güc = Görünən Güc x sinΦ

Analiz üçün yalnız Real gücdən narahatıq.

Güc Faktoru (pf): Həqiqi gücün bir dövrədə görünən gücə nisbətinə güc faktoru deyilir.

Güc Faktoru = Real Güc/Görünən Güc

Beləliklə, dövrədəki gərginliyi və cərəyanı ölçərək bütün güc növlərini və güc faktorunu ölçə bilərik. Aşağıdakı hissədə enerji istehlakını hesablamaq üçün lazım olan ölçüləri əldə etmək üçün atılan addımlar müzakirə olunur.

Cari Sensorun çıxışı AC gərginlik dalğasıdır. Aşağıdakı hesablama aparılır:

• Pikdən zirvəyə qədər gərginliyin ölçülməsi (Vpp)
• Pik gərginliyi (Vp) əldə etmək üçün zirvəni pik gərginliyə (Vpp) ikiyə bölün.
• Rms gərginliyini (Vrms) əldə etmək üçün Vp -ni 0.707 ilə vurun.
• Rms cərəyanını əldə etmək üçün cari sensorun Həssaslığını vurun.
• Vp = Vpp/2
• Vrms = Vp x 0.707
• İrms = Vrms x Həssaslıq
• Cari modul üçün həssaslıq 200 mV/A -dir.
• Real Güc (W) = Vrms x Irms x pf
• Vrms = 230V (məlumdur)
• pf = 0.85 (məlumdur)
• İrms = Yuxarıdakı hesablamadan istifadə edərək əldə edilmişdir

Enerji dəyərinin hesablanması üçün vattdakı enerji enerjiyə çevrilir: Wh = W * (vaxt / 3600000.0) Vatsaat saatı, bir vattın bir saatlıq enerji istehlakına bərabər olan elektrik enerjisinin ölçüsü. KWh üçün: kWh = Wh / 1000 Ümumi Enerji dəyəri: Cost = kWh * kWh başına olan xərclərdir. Məlumat daha sonra LCD ekranda göstərilir və eyni zamanda SD Karta yazılır.

Addım 2: Test

Test balkona yaxın aparıldığı üçün ədalətli miqdarda GNSS qəbulu əldə edildi.

Addım 3: Gələcək Planlar

İstifadəçinin enerji istehlakını real vaxtda izləmək və enerji təhlili hesabatlarına baxmaq və ya yaratmaq üçün STEMS bulud məlumatlarına daxil olmaq üçün bir tətbiq yaradılacaq. Arduino IDE uyğunluğu sayəsində STEMS moduluna bir yüksəliş asanlıqla edilə bilər. Uğurla tamamlandıqdan sonra bu modul bazarda istehsal edilə bilər və bütün dünyada enerji xidməti təminatçıları tərəfindən istifadə edilə bilər.