Der autonome Energieflussregler, dessen allgemeine Übersicht bereits in einem früheren Artikel, gegeben wurde, befasst sich mit der optimalen Verwaltung der erzeugten Energie aus erneuerbaren Quellen, mit dem Ziel, die Effizienz des Systems zu maximieren. Genauer gesagt ist der Regler Teil eines Mikronetzes, in dem Energieerzeugung und -verbrauch koexistieren, und sein Algorithmus, der Wetterdaten nutzt, entscheidet über die Nutzung der zuvor erwähnten Energie.
Im detail vorgestellt werden, die strukturellen Elemente des Systems, das entweder als Erzeuger oder als Verbraucher der Strom mit der entsprechenden elektrischen Eigenschaften, sowie die Gerät (hardware), die entwickelt werden, und das management von alle die oben genannten Daten. Schließlich präsentieren wir die Steuerung ist ausgewählt für die Entwicklung des Systems mit den entsprechenden features.
Erzeuger und Verbraucher von Strom
Das hybride System, das entwickelt wird, besteht aus den folgenden Teilen:
- Photovoltaik-Paneele mit einer Leistung von insgesamt 41,04 kW
- Kleine vertikale Windkraftanlage mit einer Leistung von 5,00 kW.
- Wasserturm mit einer Wasserkraftanlage mit einer Leistung von 2,00 kW.
- Batterien Energie Lagerung Blei-Säure (EEQ OPzS), mit einer Kapazität von insgesamt 220,00 kWh
- Stromverteilungsnetz
- Lasten des Verbrauchs installation von Gesamt-10,00 kW
Einige dieser Elemente fungieren als Produzenten von Strom-und einige, wie die Verbraucher.
Genauer gesagt, die Stromerzeugung, die aus den folgenden:
a. Photovoltaik-Paneele
b. Windkraftanlage
c. Wasserturmsystem mit Wasserkraftanlage
d.... Stromverteilungsnetz
e. Akkumulatoren (in der phase der Entladung)
Beziehungsweise, das elektrische Energie verbraucht wird durch die folgenden Elemente:
a. Lasten der Einrichtung,
b. Akkumulatoren (in der phase der Aufladung)
c. Bohrung (in der Füllphase des Wasserturms)
Dann präsentieren wir Ihnen im detail alle Teile des Systems, die technische und elektrische Eigenschaften.
Photovoltaik-Paneele
Photovoltaik-panels, die Arbeit als Produzentin von Strom. Das system von Photovoltaik installiert werden eine Gesamtleistung von 41,04 kW und besteht aus 72 Tafeln, power 570Wp jeder. Die Paneele verwendet wird, ist einseitig, monokristalline Silizium, 72 Zellen.
Die Photovoltaik-Module erzeugen Strom durch Absorption von Sonnenstrahlung. Im Kern geht es um die Umwandlung von Sonnenenergie in elektrische Energie. Den erzeugten Strom durch die Photovoltaik-panels ist Gleichstrom (DC), während die Nominale Spannung des offenen Stromkreises für ein panel ist gleich 50,11 V.
Die Photovoltaikanlage wird installiert werden, auf dem Boden und der Paneele platziert werden auf eine stabile Metall-Basen-support .Am Ausgang der Anlage, Photovoltaik-Systeme werden an drei Laderegler 450/200 mit Eingang Spannung von pv bis zu 450V und Ausgang Strom ist 200A.
Der Laderegler steuert den Ladevorgang der Batterien und den interrupt, wenn es ist gefunden, die für die volle Ladung diese.
Zur gleichen Zeit, wird es ermöglichen, den automatischen Neustart des Ladevorgangs der Batterien, wenn es ist gefunden, dass die Spannung fiel unter einen bestimmten Ladezustand. Die Leistung von alle die Laderegler werden in einem Gerät verbunden die DC-BUS-mit 48V DC (DC 48V BUS) installiert werden.
Windkraftanlage
Die Windkraftanlage arbeitet als Produzent von Strom. Die wind turbine, die installiert werden, werden vertikale Achse, die Kraft von 5,00 kW und wird platziert werden in einem Metall Säule der Unterstützung für eur 12,00 m.
Die aktuellen von der Windkraftanlage erzeugt Wechselstrom (AC), Spannung 220V. Am Ausgang von der wind turbine, wird eine Verbindung mit einem Laderegler mit einer Ausgangsspannung von 48 V und Ausgangsstrom 105A.
Der Laderegler steuert den Ladevorgang der Batterien und abgeschnitten, wenn es ist gefunden, die für die volle Ladung diese. Zur gleichen Zeit, können für den automatischen Neustart des Ladevorgangs der Batterien, wenn es ist gefunden, dass die Spannung fiel unter einen bestimmten Ladezustand. Auch, die Ladung regler Steuern die Umleitung des überschüssigen Energie der Windkraftanlage, um die Ladung Ablehnung (dump load). Der Ausgang des ladereglers verbunden werden, um die DC-BUS-48V installiert werden.
Wasserkraftanlage
Die Wasserkraftanlage funktioniert als Erzeuger elektrischer Energie. Es wird ein System installiert, das aus einem Wasserturm und einer Wasserkraftanlage mit einer Leistung von 2,00 kW besteht. Mit demselben System wird auch eine Bohrung mit einer Leistung von 4,50 kW verbunden, die je nach den Energieanforderungen des zu entwickelnden Systems in Betrieb genommen wird.
Der Strom, der von der Wasserkraftanlage erzeugt wird, ist Wechselstrom (AC) mit einer Spannung von 38V, 75V, 150V oder 200V (je nach Modell).
An den Ausgang der Wasserkraftanlage wird ein Laderegler 48|105 angeschlossen, mit einer Ausgangsspannung von 48V und einem Ausgangsstrom von 105A.
Der Laderegler steuert den Ladevorgang der Batterien und abgeschnitten, wenn es ist gefunden, die für die volle Ladung diese.
Zur gleichen Zeit, können für den automatischen Neustart des Ladevorgangs der Batterien, wenn es ist gefunden, dass die Spannung fiel unter einen bestimmten Ladezustand. Der Ausgang des ladereglers verbunden werden, um die DC-BUS-48V installiert werden. Unterhalb des Profils einer Verbindung der Schaltung von υδρογεννήτριας und die technischen und elektrischen Eigenschaften der Laderegler installiert werden.
An den Ausgang der Wasserkraftanlage wird ein Laderegler 48|105 angeschlossen, mit einer Ausgangsspannung von 48V und einem Ausgangsstrom von 105A. Der Laderegler wird den Ladevorgang der Batterien überwachen und ihn unterbrechen, wenn die vollständige Aufladung festgestellt wird. Gleichzeitig wird er eine automatische Wiederaufnahme des Ladevorgangs der Batterien ermöglichen, wenn festgestellt wird, dass die Spannung unter ein bestimmtes Ladelevel gefallen ist. Der Ausgang dieses Ladereglers wird mit dem DC-BUS 48V verbunden, der installiert wird. Unten sind das Schaltbild der Verbindungen der Wasserkraftanlage und die technischen sowie elektrischen Merkmale des zu installierenden Ladereglers dargestellt.
Batterien Energie Lagerung
Die Batterien Energie Lagerung Betrieb als Produzent von Strom (in der phase der Entladung) und als Konsumenten von Strom (in der phase der Ladung).
In beiden Fällen, den Strom von den Batterien, Gleichstrom (DC), Spannung 48 Volt.
In dieser speziellen Anwendung erfordert die installation von Batterien mit einem stromspeicher gleich 220kWh. Wir verwenden zwei parallele arrays von Blei-Säure-Batterien RES OPzS.
Jedes array besteht aus 24 Stück Batterie-Spannung: 2V-Kapazität 2286AH.
Die Module des Akkus angeschlossen werden, die mit dem zentralen BUS (48-V-DC-BUS).
Stromverteilungsnetz
Das Stromverteilungsnetz funktioniert als Erzeuger elektrischer Energie. Der Strom des Netzwerks ist drei-phasig, Wechselstrom (AC)mit einer Spannung von 400V und einer Frequenz von 50Hz.
Das Stromverteilungsnetz wird mit einer AC-BUS-Anordnung verbunden, wie weiter unten beschrieben.
Lasten Verbrauch
Lasten von setup-Arbeit als Verbraucher Strom. In dieser speziellen Anwendung, die insgesamt power Lasten der Verbrauch ist gleich 10,00 kW. Die Lasten sind unterteilt in die folgenden drei Kategorien:
- Die kritischen Werte (Critical loads) – 1,50 kW: Sie gehen zu Lasten erfordern eine kontinuierliche und Unterbrechungsfreie Stromversorgung (PCs, Beleuchtung, Steckdosen)
- Normaler Ladung (Normale Beanspruchung) – 4,00 kW: Das ist für den rest der Lasten der installation (PCs)
- Laden rig – 4,50 kW: Dies ist der Bohrer in Verbindung mit dem system υδατόπυργου-υδρογεννήτριας und wird in Betrieb gesetzt werden unter den Bedingungen und in übereinstimmung mit den Anforderungen des Systems in Aktion.
Die folgende Tabelle zeigt alle Elemente des Systems werden so gestaltet werden, mit ähnlichen elektrischen Eigenschaften.
Lasten Verbrauch
| Laden | Leistung (kW) | Typ (Dreiphasig/Einstufig) |
|---|---|---|
| Kritische Lasten | ||
| 1 PCS | 0.25 | Einstufig |
| PC 2 | 0.25 | Einstufig |
| PC 3 | 0.25 | Einstufig |
| Beleuchtung | 0.3 | Einstufig |
| Sockets | 0.45 | Einstufig |
| Zwischensumme | 1.5 | Einstufig |
| Normale Lasten | ||
| 1 PCS | 0.45 | Einstufig |
| PC 2 | 0.45 | Einstufig |
| PC 3 | 0.45 | Einstufig |
| PC 4 | 0.45 | Einstufig |
| PC 5 | 0.45 | Einstufig |
| PC 6 | 0.45 | Einstufig |
| PC 7 | 0.45 | Einstufig |
| PC-8 | 0.45 | Einstufig |
| PC-9 | 0.4 | Einstufig |
| Zwischensumme | 4 | Einstufig |
| Laden rig | ||
| Bohren | 4.5 | Dreiphasig |
| Zwischensumme | 4.5 | Dreiphasig |
| Summe | 10 | Dreiphasig |
Elektrisches system Eigenschaften
| System-Komponenten | Typ (AC/DC) | Ausgangsspannung (V) | Gesamtleistung (kW) | Kapazität (kWh) |
|---|---|---|---|---|
| Hersteller | ||||
| Photovoltaik-Paneele | DC | 50.11 | 7.4 | – |
| Windkraftanlage | AC | 220 | 5 | – |
| Wasserkraftanlage | AC | 38,00 V 75,00 V 150,00 V oder 200,00 V | 2 | |
| Akkumulatoren | DC | 48 | – | 220 |
| Stromverteilungsnetz | AC | 400 | – | – |
| Verbraucher | ||||
| Akkumulatoren | DC | 48 | – | 220 |
| Lasten der Einrichtung, | AC | 400 | 10 | – |
Lasten von Konsum verbunden sein wird, in dem gleichen layout AC-BUS Sie werden angeschlossen und das Stromverteilungsnetz.
Zwischen den beiden BUS (AC-BUS, DC-BUS-48V) es wird eine Verbindung von drei Einphasen-Wechselrichter/Ladegeräte, power 15,00 KW jede und jeder. Die Wechselrichter wandeln den Gleichstrom in Wechselstrom um, um wieder aufzufüllen, die Lasten der installation, während zur gleichen Zeit benutzt werden für das aufladen der Batterien in Fällen, in denen dies als notwendig erachtet wird, durch die zentrale Steuerung des Systems. Der Ausgang des Wechselrichter angeschlossen werden, um die AC BUS installiert werden, um zu füttern die Lasten der installation. Unten sind die technischen und elektrischen Eigenschaften der Wechselrichter installiert werden soll, sowie die Profil-Verbindung für alle Kreise rund um Netzwerk und die Lasten der installation.
Es wird darauf hingewiesen, dass das zu entwickelnde System erweiterbar ist und beliebige zusätzliche Geräte wie Generatoren, Wasserkraftanlagen, Windkraftanlagen, Photovoltaikanlagen usw. angeschlossen werden können.
Systemcontroller
Der Systemcontroller für die Steuerung der Mikronetze ist ein Raspberry Pi 4 Model B, das neueste Produkt der Raspberry Pi-Computerserie. Es handelt sich um ein vollständiges Computer-System auf einer Platine, das aus einer zentralen Verarbeitungseinheit (CPU), einem integrierten Grafikprozessor (GPU), Speicher, RAM und Eingangs-/Ausgangsports (GPIO) besteht.
Speziell der Raspberry Pi 4 Modell B besteht aus einem quad-core-Prozessor ARM Cortex-A72, Architektur, 64-bit und einer Frequenz von 1,5 GHz. Speicher-RAM-Typ LPDDR4 und hat eine Größe von 4 GB, die macht es zulässig, für die Ausführung von komplexen und parallelen Prozessen. Die Stromversorgung erfolgt über einen USB-C 5V und 3A. Darüber hinaus wird die Vernetzung kann entweder kabelgebunden über den host-Ethernet-oder wireless via Wi-Fi. Immer noch gibt es eine Möglichkeit, Daten transfer über Bluetooth 5.0.
Im Hinblick auf die Verwendung der controller in das system der Raspberry Pi angeschlossen werden durch die relais-platine mit dem relais von der Schalttafel der Anlage und auf diese Weise werden Sie Befehle geben, die die Gestaltung der Energieströme.
Kontrollsystem
Das Ziel des Forschungsprojektes ist die Konzeption und Entwicklung eines Gerätes (hardware), die die Möglichkeit für die Verwaltung und Verteilung aller Energieströme, die aus den oben genannten Produzenten und Konsumenten. Das Gerät nimmt als input-Daten die folgenden Informationen:
- Klimatische Daten mit einer Vorhersage von 4-5 Tagen (Sonnenschein, Windgeschwindigkeit usw.).
- Verbrauch von kritischen Lasten
- Verbrauch von normalen Lasten
Sie erhalten diese Daten, das Gerät wird in der Lage sein zu kontrollieren, die alle auf Daten und führt die Zuordnung zur Erreichung der maximal möglichen Leistung. Zum Beispiel, wenn bei einem sonnigen Tag, die panels ein Haus Energie erzeugen und die Batterien sind nicht voll aufgeladen ist, wird das Gerät machen eine Wahl. Wenn das Wetter über den Tag, sofern für trübe wird, die Batterien aufzuladen so es ist Lager, sonst, wird direkt die überschüssige Energie an das Stromnetz.
Alle Eingangsdaten werden in eine Software auf einem Computer eingegeben, die momentane Daten von den Schaltungen des Geräts erhält und die entsprechenden Richtungen der Energieflüsse entscheidet. Um dies zu erreichen, wird ein Raspberry Pi Model B Controller der Raspberry Pi-Computerserie entwickelt. Im Wesentlichen wird der Controller spezifische Befehle empfangen, mit denen Kontakte von Schaltern (Relais) geöffnet oder geschlossen werden, und die Verteilung der Energie zu und von allen Komponenten des Systems (Photovoltaikanlagen, Windkraftanlagen, Wasserkraftanlagen, Batterien, Stromverteilungsnetz, Verbrauchslasten und andere Geräte, die angeschlossen werden könnten) wird überwacht.
Die relais der Vorstand wird über power Versorgung Spannung 12V, Strom 3A, und power 36W. In der obigen Abbildung wird Hinzugefügt, und ein 7 " touch-Bildschirm, Auflösung 1024×600. Die Verbindung zum Raspberry Pi über ein HDMI-Kabel bei eingeschalteter Stromversorgung erfolgt über ein USB-Kabel. Die folgende Abbildung zeigt das Netzteil verwendet wird, sowie die Bildschirm, dass eine Verbindung mit dem Raspberry Pi .
Für den Betrieb des Controllers zu Steuern die relais des Systems, die Verfahren ist wie folgt:
- Verbindung des relais des Systems mit diesem Brett
- Entwicklung von software, die läuft auf dem Raspberry Pi
- In der software, Lesen Sie die Daten aus der cloud.
- Je nach den Werten der Daten und die Logik des Programms (code), ändern Sie den status des relais auf der Hauptplatine in einem Normalen Schließen oder Normal Offen für die weitere Fahrt (power) des relais in das system
- Anzeige der Daten auf dem Bildschirm, der mit dem Raspberry Pi verbunden ist, und die Möglichkeit zur weiteren Steuerung, wie das Deaktivieren des gesamten Mikronetzes und die Überwachung verschiedener Energieflüsse.
Auf dem Bildschirm des Controllers, in dem es alle Informationen über das system überprüft.
Beobachten Sie die Bilder der Figur, es ist Schluss, dass die Anwendung, die ist verantwortlich für die Visualisierung der Daten besteht aus drei Haupt-Menüs. Ein gemeinsames Merkmal aller drei ist, dass der Bildschirm ist unterteilt in sechs kleinere Fenster.
Schließlich ist es erwähnenswert, dass die Art von Anwendung, die entwickelt werden, für die Steuerung des Systems und die Anzeige von Daten auf dem Bildschirm kann eine web-Anwendung (web oder desktop oder mobile Anwendung.
In mehr detail, die Steuerung und Entscheidungsfindung im text vorkommt “Eigenständiger Controller: Hardware“
Finanzierung
Das AmEFC (EMION) wird vom Generalsekretariat für Forschung und Innovation der Hellenischen Republik finanziert, mit der Angebotsnummer [T2EDK-02878], finanziert von der Europäischen Union.
Das Projekt wird unter der Schirmherrschaft des Sonderdienstes für das Management und die Durchführung von Maßnahmen in den Bereichen Forschung, technologische Entwicklung und Innovation (SDM). Mit Kofinanzierung von Griechenland und der Europäischen Union.
Mikronetz des Autonomen Controllers
ΙΩΝΙΚΗ Autonomous
Der autonome Energieflussregler, dessen allgemeine Übersicht bereits in einem früheren Artikel, gegeben wurde, befasst sich mit der optimalen Verwaltung der erzeugten Energie aus erneuerbaren Quellen, mit dem Ziel, die Effizienz des Systems zu maximieren. Genauer gesagt ist der Regler Teil eines Mikronetzes, in dem Energieerzeugung und -verbrauch koexistieren, und sein Algorithmus, der Wetterdaten nutzt, entscheidet über die Nutzung der zuvor erwähnten Energie.
Im detail vorgestellt werden, die strukturellen Elemente des Systems, das entweder als Erzeuger oder als Verbraucher der Strom mit der entsprechenden elektrischen Eigenschaften, sowie die Gerät (hardware), die entwickelt werden, und das management von alle die oben genannten Daten. Schließlich präsentieren wir die Steuerung ist ausgewählt für die Entwicklung des Systems mit den entsprechenden features.
Erzeuger und Verbraucher von Strom
Das hybride System, das entwickelt wird, besteht aus den folgenden Teilen:
- Photovoltaik-Paneele mit einer Leistung von insgesamt 41,04 kW
- Kleine vertikale Windkraftanlage mit einer Leistung von 5,00 kW.
- Wasserturm mit einer Wasserkraftanlage mit einer Leistung von 2,00 kW.
- Batterien Energie Lagerung Blei-Säure (EEQ OPzS), mit einer Kapazität von insgesamt 220,00 kWh
- Stromverteilungsnetz
- Lasten des Verbrauchs installation von Gesamt-10,00 kW
Einige dieser Elemente fungieren als Produzenten von Strom-und einige, wie die Verbraucher.
Genauer gesagt, die Stromerzeugung, die aus den folgenden:
a. Photovoltaik-Paneele
b. Windkraftanlage
c. Wasserturmsystem mit Wasserkraftanlage
d.... Stromverteilungsnetz
e. Akkumulatoren (in der phase der Entladung)
Beziehungsweise, das elektrische Energie verbraucht wird durch die folgenden Elemente:
a. Lasten der Einrichtung,
b. Akkumulatoren (in der phase der Aufladung)
c. Bohrung (in der Füllphase des Wasserturms)
Dann präsentieren wir Ihnen im detail alle Teile des Systems, die technische und elektrische Eigenschaften.
Photovoltaik-Paneele
Photovoltaik-panels, die Arbeit als Produzentin von Strom. Das system von Photovoltaik installiert werden eine Gesamtleistung von 41,04 kW und besteht aus 72 Tafeln, power 570Wp jeder. Die Paneele verwendet wird, ist einseitig, monokristalline Silizium, 72 Zellen.
Die Photovoltaik-Module erzeugen Strom durch Absorption von Sonnenstrahlung. Im Kern geht es um die Umwandlung von Sonnenenergie in elektrische Energie. Den erzeugten Strom durch die Photovoltaik-panels ist Gleichstrom (DC), während die Nominale Spannung des offenen Stromkreises für ein panel ist gleich 50,11 V.
Die Photovoltaikanlage wird installiert werden, auf dem Boden und der Paneele platziert werden auf eine stabile Metall-Basen-support .Am Ausgang der Anlage, Photovoltaik-Systeme werden an drei Laderegler 450/200 mit Eingang Spannung von pv bis zu 450V und Ausgang Strom ist 200A.
Der Laderegler steuert den Ladevorgang der Batterien und den interrupt, wenn es ist gefunden, die für die volle Ladung diese.
Zur gleichen Zeit, wird es ermöglichen, den automatischen Neustart des Ladevorgangs der Batterien, wenn es ist gefunden, dass die Spannung fiel unter einen bestimmten Ladezustand. Die Leistung von alle die Laderegler werden in einem Gerät verbunden die DC-BUS-mit 48V DC (DC 48V BUS) installiert werden.
Windkraftanlage
Die Windkraftanlage arbeitet als Produzent von Strom. Die wind turbine, die installiert werden, werden vertikale Achse, die Kraft von 5,00 kW und wird platziert werden in einem Metall Säule der Unterstützung für eur 12,00 m.
Die aktuellen von der Windkraftanlage erzeugt Wechselstrom (AC), Spannung 220V. Am Ausgang von der wind turbine, wird eine Verbindung mit einem Laderegler mit einer Ausgangsspannung von 48 V und Ausgangsstrom 105A.
Der Laderegler steuert den Ladevorgang der Batterien und abgeschnitten, wenn es ist gefunden, die für die volle Ladung diese. Zur gleichen Zeit, können für den automatischen Neustart des Ladevorgangs der Batterien, wenn es ist gefunden, dass die Spannung fiel unter einen bestimmten Ladezustand. Auch, die Ladung regler Steuern die Umleitung des überschüssigen Energie der Windkraftanlage, um die Ladung Ablehnung (dump load). Der Ausgang des ladereglers verbunden werden, um die DC-BUS-48V installiert werden.
Wasserkraftanlage
Die Wasserkraftanlage funktioniert als Erzeuger elektrischer Energie. Es wird ein System installiert, das aus einem Wasserturm und einer Wasserkraftanlage mit einer Leistung von 2,00 kW besteht. Mit demselben System wird auch eine Bohrung mit einer Leistung von 4,50 kW verbunden, die je nach den Energieanforderungen des zu entwickelnden Systems in Betrieb genommen wird.
Der Strom, der von der Wasserkraftanlage erzeugt wird, ist Wechselstrom (AC) mit einer Spannung von 38V, 75V, 150V oder 200V (je nach Modell).
An den Ausgang der Wasserkraftanlage wird ein Laderegler 48|105 angeschlossen, mit einer Ausgangsspannung von 48V und einem Ausgangsstrom von 105A.
Der Laderegler steuert den Ladevorgang der Batterien und abgeschnitten, wenn es ist gefunden, die für die volle Ladung diese.
Zur gleichen Zeit, können für den automatischen Neustart des Ladevorgangs der Batterien, wenn es ist gefunden, dass die Spannung fiel unter einen bestimmten Ladezustand. Der Ausgang des ladereglers verbunden werden, um die DC-BUS-48V installiert werden. Unterhalb des Profils einer Verbindung der Schaltung von υδρογεννήτριας und die technischen und elektrischen Eigenschaften der Laderegler installiert werden.
An den Ausgang der Wasserkraftanlage wird ein Laderegler 48|105 angeschlossen, mit einer Ausgangsspannung von 48V und einem Ausgangsstrom von 105A. Der Laderegler wird den Ladevorgang der Batterien überwachen und ihn unterbrechen, wenn die vollständige Aufladung festgestellt wird. Gleichzeitig wird er eine automatische Wiederaufnahme des Ladevorgangs der Batterien ermöglichen, wenn festgestellt wird, dass die Spannung unter ein bestimmtes Ladelevel gefallen ist. Der Ausgang dieses Ladereglers wird mit dem DC-BUS 48V verbunden, der installiert wird. Unten sind das Schaltbild der Verbindungen der Wasserkraftanlage und die technischen sowie elektrischen Merkmale des zu installierenden Ladereglers dargestellt.
Batterien Energie Lagerung
Die Batterien Energie Lagerung Betrieb als Produzent von Strom (in der phase der Entladung) und als Konsumenten von Strom (in der phase der Ladung).
In beiden Fällen, den Strom von den Batterien, Gleichstrom (DC), Spannung 48 Volt.
In dieser speziellen Anwendung erfordert die installation von Batterien mit einem stromspeicher gleich 220kWh. Wir verwenden zwei parallele arrays von Blei-Säure-Batterien RES OPzS.
Jedes array besteht aus 24 Stück Batterie-Spannung: 2V-Kapazität 2286AH.
Die Module des Akkus angeschlossen werden, die mit dem zentralen BUS (48-V-DC-BUS).
Stromverteilungsnetz
Das Stromverteilungsnetz funktioniert als Erzeuger elektrischer Energie. Der Strom des Netzwerks ist drei-phasig, Wechselstrom (AC)mit einer Spannung von 400V und einer Frequenz von 50Hz.
Das Stromverteilungsnetz wird mit einer AC-BUS-Anordnung verbunden, wie weiter unten beschrieben.
Lasten Verbrauch
Lasten von setup-Arbeit als Verbraucher Strom. In dieser speziellen Anwendung, die insgesamt power Lasten der Verbrauch ist gleich 10,00 kW. Die Lasten sind unterteilt in die folgenden drei Kategorien:
- Die kritischen Werte (Critical loads) – 1,50 kW: Sie gehen zu Lasten erfordern eine kontinuierliche und Unterbrechungsfreie Stromversorgung (PCs, Beleuchtung, Steckdosen)
- Normaler Ladung (Normale Beanspruchung) – 4,00 kW: Das ist für den rest der Lasten der installation (PCs)
- Laden rig – 4,50 kW: Dies ist der Bohrer in Verbindung mit dem system υδατόπυργου-υδρογεννήτριας und wird in Betrieb gesetzt werden unter den Bedingungen und in übereinstimmung mit den Anforderungen des Systems in Aktion.
Die folgende Tabelle zeigt alle Elemente des Systems werden so gestaltet werden, mit ähnlichen elektrischen Eigenschaften.
Lasten Verbrauch
| Laden | Leistung (kW) | Typ (Dreiphasig/Einstufig) |
|---|---|---|
| Kritische Lasten | ||
| 1 PCS | 0.25 | Einstufig |
| PC 2 | 0.25 | Einstufig |
| PC 3 | 0.25 | Einstufig |
| Beleuchtung | 0.3 | Einstufig |
| Sockets | 0.45 | Einstufig |
| Zwischensumme | 1.5 | Einstufig |
| Normale Lasten | ||
| 1 PCS | 0.45 | Einstufig |
| PC 2 | 0.45 | Einstufig |
| PC 3 | 0.45 | Einstufig |
| PC 4 | 0.45 | Einstufig |
| PC 5 | 0.45 | Einstufig |
| PC 6 | 0.45 | Einstufig |
| PC 7 | 0.45 | Einstufig |
| PC-8 | 0.45 | Einstufig |
| PC-9 | 0.4 | Einstufig |
| Zwischensumme | 4 | Einstufig |
| Laden rig | ||
| Bohren | 4.5 | Dreiphasig |
| Zwischensumme | 4.5 | Dreiphasig |
| Summe | 10 | Dreiphasig |
Elektrisches system Eigenschaften
| System-Komponenten | Typ (AC/DC) | Ausgangsspannung (V) | Gesamtleistung (kW) | Kapazität (kWh) |
|---|---|---|---|---|
| Hersteller | ||||
| Photovoltaik-Paneele | DC | 50.11 | 7.4 | – |
| Windkraftanlage | AC | 220 | 5 | – |
| Wasserkraftanlage | AC | 38,00 V 75,00 V 150,00 V oder 200,00 V | 2 | |
| Akkumulatoren | DC | 48 | – | 220 |
| Stromverteilungsnetz | AC | 400 | – | – |
| Verbraucher | ||||
| Akkumulatoren | DC | 48 | – | 220 |
| Lasten der Einrichtung, | AC | 400 | 10 | – |
Lasten von Konsum verbunden sein wird, in dem gleichen layout AC-BUS Sie werden angeschlossen und das Stromverteilungsnetz.
Zwischen den beiden BUS (AC-BUS, DC-BUS-48V) es wird eine Verbindung von drei Einphasen-Wechselrichter/Ladegeräte, power 15,00 KW jede und jeder. Die Wechselrichter wandeln den Gleichstrom in Wechselstrom um, um wieder aufzufüllen, die Lasten der installation, während zur gleichen Zeit benutzt werden für das aufladen der Batterien in Fällen, in denen dies als notwendig erachtet wird, durch die zentrale Steuerung des Systems. Der Ausgang des Wechselrichter angeschlossen werden, um die AC BUS installiert werden, um zu füttern die Lasten der installation. Unten sind die technischen und elektrischen Eigenschaften der Wechselrichter installiert werden soll, sowie die Profil-Verbindung für alle Kreise rund um Netzwerk und die Lasten der installation.
Es wird darauf hingewiesen, dass das zu entwickelnde System erweiterbar ist und beliebige zusätzliche Geräte wie Generatoren, Wasserkraftanlagen, Windkraftanlagen, Photovoltaikanlagen usw. angeschlossen werden können.
Systemcontroller
Der Systemcontroller für die Steuerung der Mikronetze ist ein Raspberry Pi 4 Model B, das neueste Produkt der Raspberry Pi-Computerserie. Es handelt sich um ein vollständiges Computer-System auf einer Platine, das aus einer zentralen Verarbeitungseinheit (CPU), einem integrierten Grafikprozessor (GPU), Speicher, RAM und Eingangs-/Ausgangsports (GPIO) besteht.
Speziell der Raspberry Pi 4 Modell B besteht aus einem quad-core-Prozessor ARM Cortex-A72, Architektur, 64-bit und einer Frequenz von 1,5 GHz. Speicher-RAM-Typ LPDDR4 und hat eine Größe von 4 GB, die macht es zulässig, für die Ausführung von komplexen und parallelen Prozessen. Die Stromversorgung erfolgt über einen USB-C 5V und 3A. Darüber hinaus wird die Vernetzung kann entweder kabelgebunden über den host-Ethernet-oder wireless via Wi-Fi. Immer noch gibt es eine Möglichkeit, Daten transfer über Bluetooth 5.0.
Im Hinblick auf die Verwendung der controller in das system der Raspberry Pi angeschlossen werden durch die relais-platine mit dem relais von der Schalttafel der Anlage und auf diese Weise werden Sie Befehle geben, die die Gestaltung der Energieströme.
Kontrollsystem
Das Ziel des Forschungsprojektes ist die Konzeption und Entwicklung eines Gerätes (hardware), die die Möglichkeit für die Verwaltung und Verteilung aller Energieströme, die aus den oben genannten Produzenten und Konsumenten. Das Gerät nimmt als input-Daten die folgenden Informationen:
- Klimatische Daten mit einer Vorhersage von 4-5 Tagen (Sonnenschein, Windgeschwindigkeit usw.).
- Verbrauch von kritischen Lasten
- Verbrauch von normalen Lasten
Sie erhalten diese Daten, das Gerät wird in der Lage sein zu kontrollieren, die alle auf Daten und führt die Zuordnung zur Erreichung der maximal möglichen Leistung. Zum Beispiel, wenn bei einem sonnigen Tag, die panels ein Haus Energie erzeugen und die Batterien sind nicht voll aufgeladen ist, wird das Gerät machen eine Wahl. Wenn das Wetter über den Tag, sofern für trübe wird, die Batterien aufzuladen so es ist Lager, sonst, wird direkt die überschüssige Energie an das Stromnetz.
Alle Eingangsdaten werden in eine Software auf einem Computer eingegeben, die momentane Daten von den Schaltungen des Geräts erhält und die entsprechenden Richtungen der Energieflüsse entscheidet. Um dies zu erreichen, wird ein Raspberry Pi Model B Controller der Raspberry Pi-Computerserie entwickelt. Im Wesentlichen wird der Controller spezifische Befehle empfangen, mit denen Kontakte von Schaltern (Relais) geöffnet oder geschlossen werden, und die Verteilung der Energie zu und von allen Komponenten des Systems (Photovoltaikanlagen, Windkraftanlagen, Wasserkraftanlagen, Batterien, Stromverteilungsnetz, Verbrauchslasten und andere Geräte, die angeschlossen werden könnten) wird überwacht.
Die relais der Vorstand wird über power Versorgung Spannung 12V, Strom 3A, und power 36W. In der obigen Abbildung wird Hinzugefügt, und ein 7 " touch-Bildschirm, Auflösung 1024×600. Die Verbindung zum Raspberry Pi über ein HDMI-Kabel bei eingeschalteter Stromversorgung erfolgt über ein USB-Kabel. Die folgende Abbildung zeigt das Netzteil verwendet wird, sowie die Bildschirm, dass eine Verbindung mit dem Raspberry Pi .
Für den Betrieb des Controllers zu Steuern die relais des Systems, die Verfahren ist wie folgt:
- Verbindung des relais des Systems mit diesem Brett
- Entwicklung von software, die läuft auf dem Raspberry Pi
- In der software, Lesen Sie die Daten aus der cloud.
- Je nach den Werten der Daten und die Logik des Programms (code), ändern Sie den status des relais auf der Hauptplatine in einem Normalen Schließen oder Normal Offen für die weitere Fahrt (power) des relais in das system
- Anzeige der Daten auf dem Bildschirm, der mit dem Raspberry Pi verbunden ist, und die Möglichkeit zur weiteren Steuerung, wie das Deaktivieren des gesamten Mikronetzes und die Überwachung verschiedener Energieflüsse.
Auf dem Bildschirm des Controllers, in dem es alle Informationen über das system überprüft.
Beobachten Sie die Bilder der Figur, es ist Schluss, dass die Anwendung, die ist verantwortlich für die Visualisierung der Daten besteht aus drei Haupt-Menüs. Ein gemeinsames Merkmal aller drei ist, dass der Bildschirm ist unterteilt in sechs kleinere Fenster.
Schließlich ist es erwähnenswert, dass die Art von Anwendung, die entwickelt werden, für die Steuerung des Systems und die Anzeige von Daten auf dem Bildschirm kann eine web-Anwendung (web oder desktop oder mobile Anwendung.
In mehr detail, die Steuerung und Entscheidungsfindung im text vorkommt “Eigenständiger Controller: Hardware“
Finanzierung
Das AmEFC (EMION) wird vom Generalsekretariat für Forschung und Innovation der Hellenischen Republik finanziert, mit der Angebotsnummer [T2EDK-02878], finanziert von der Europäischen Union.
Das Projekt wird unter der Schirmherrschaft des Sonderdienstes für das Management und die Durchführung von Maßnahmen in den Bereichen Forschung, technologische Entwicklung und Innovation (SDM). Mit Kofinanzierung von Griechenland und der Europäischen Union.
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