Интелигентен контрол на вашата слънчева енергия IOT, прилаган към хибридни слънчеви панели; КАЗАДОМО

Автори

Дра Ракел Симон Алуе, инженер по научноизследователска и развойна дейност, EndeF Engineering
Carscar Puyal Latorre, инженер на IoT, отдел за наблюдение, EndeF Engineering
Дра Изабел Гудея Медрано, ръководител на проекта, главен изпълнителен директор, инженер EndeF

Обобщение

Хибридните слънчеви панели се характеризират с генериране на топлинна и фотоволтаична енергия в същия панел. Това двойно производство оптимизира наличното пространство на покрива, позволявайки да се генерират до 40% повече енергия на квадратен метър от двете технологии поотделно. В тази статия представяме първата хибридна система за управление, MeshControl, способна да контролира и регулира топлинното и/или електрическото производство на слънчевата инсталация по всяко време въз основа на профилите на търсенето и потребителските изисквания. Тази система се основава на принципите на свободната технология и концепцията за Интернет на нещата за проектиране на контрол, приложен в областта на енергетиката. Интегрирането на първите предположения на този контрол в хибридна инсталация е довело до увеличение от 11% в производството на енергия в типичен повдигнат случай, увеличение, което възлиза на 66% в сравнение с традиционните слънчеви системи.

Ключови думи

Слънчева енергия, хибриден слънчев панел, мониторинг, интелигентен контрол, интернет на нещата, енергийна ефективност

Въведение/Предистория

Европейската директива 2010/31/ЕС установява, че всички нови сгради, построени в Европейския съюз от 2020 г., трябва да бъдат сгради с почти нулево потребление на енергия, насърчаващи подобряването на топлинната обвивка, производството на възобновяема енергия на място и инсталирането на силно енергийно ефективно оборудване. Изпълнението на тези ангажименти изисква по-голямо генериране на възобновяема енергия в строителния сектор чрез чисти и достъпни технологии, сред които слънчевата енергия се откроява като една от най-обещаващите алтернативи. От началото на развитието на слънчевата технология са обособени два вида панели: фотоволтаични модули, които генерират електричество и топлинни колектори, които загряват водата. От комбинацията от двете технологии възникват хибридни панели, които се отличават с това, че могат да трансформират слънчевата радиация в електричество и топлина едновременно, наслагвайки двете технологии върху един и същ панел.

Хибридният панел е известен като PVT, заради неговия акроним на английски (Photovoltaic/Thermal). Въпреки че нейният произход е възникнал през 70-те години, едва години по-късно развитието на техниката и по-евтината слънчева фотоволтаична енергия позволиха на хибридния слънчев панел да достигне търговска жизнеспособност. Развитието му е мотивирано от три различни концепции, които се сближават към едно и също технологично решение: по-добро използване на слънчевото облъчване, охлаждане на PV ламинат за подобряване на ефективността му и оптимизиране на покривното пространство (Michael et al., 2015).

Двойното производство на енергия от хибридни панели също има ключово предимство: позволява на потребителя да използва контролни механизми за насърчаване на генерирането на топлинна или електрическа енергия в рамките на една и съща слънчева инсталация. Досега предлаганите на пазара системи за слънчево управление бяха предназначени за измерване и регулиране на топлинни или електрически инсталации поотделно (Resol, SolarLog и др.), Като на пазара нямаше икономически приемлив продукт, способен да наблюдава и контролира и двата приноса в едно и също устройство. Нарушаването на пазара на хибридни слънчеви технологии обаче отваря нов прозорец в областта на слънчевата регулация, тъй като позволява да се благоприятства производството на всеки вид енергия, като се въздейства върху вътрешните работни параметри като дебит, наклон, работна температура и т.н. . Днес този контрол се извършва пасивно в хибридни инсталации, като се използват данни, събрани от мониторинга на условията на околната среда и самата система, за да въздейства върху нейните компоненти (помпа или нагревател на вентилатора), за да се предпази от прегряване или замръзване.

Този проект предлага да се направи една стъпка по-напред в състоянието на техниката, като се възползва от огромния потенциал на нововъзникващите технологии и интернет на нещата, за да се упражнява интелигентен контрол върху производството на енергия от хибридна слънчева инсталация. За тази цел се предлага проектирането и производството на нова система за контрол и наблюдение, специално адаптирана към нуждите на хибридни централи за слънчеви панели, която използва специфичните профили на потребление на всеки потребител, както и прогнозите за времето или на цената на електрическия и топлинна kWh, за управление на работата на хибридната инсталация. Тази система за контрол все още се разработва и се очаква прототип да бъде готов през следващите месеци. Ползите от този контрол ще окажат влияние не само върху по-доброто използване на енергията на инсталацията, но и върху по-доброто управление на производството, което води до икономически спестявания в окончателната сметка.

Описание на решението

Представеното тук оборудване е събрано под името MeshControl, което обхваща както физическо устройство, така и виртуално пространство, хоствано в облака. MeshControl се предлага като интелигентна система за управление, специално ориентирана към лечението на хибридни инсталации.

Връзка със системата

За да осигури правилното си функциониране, системата използва информация, получена от три различни източника, които биха представлявали входа на системата:

От друга страна, системата за управление също има способността да въздейства и въздейства върху околната среда, като променя режима на работа на инсталацията, без да я променя физически. Сред тези параметри, модифицируеми от контролата, която ние наричаме системни изходи, са:

Всички тези мерки ще бъдат насочени към осигуряване на икономически икономии за потребителя на инсталацията. Въпреки това, предвид гъвкавостта на софтуера, разположен в облака, той може да бъде модифициран в съответствие с конкретните нужди на клиента.

Описание на архитектурата

Интелигентната система за управление MeshControl се състои от поредица от компоненти, вариращи от гореспоменатите сензори и изпълнителни механизми до софтуера и хардуера на вътрешното тяло. Технологията, от която е съставен MeshControl, е отворена, позволяваща и улесняващ достъпа му до производителите и инсталаторите, които искат да го внедрят в своите системи. Лицензът, под който ще се разпространява продуктът, е GPL (General Public License), което гарантира сътрудничество между потребителите и води до непрекъснато подобряване на системата.