Ventilo-fotovoltaika hibrida povintita IoT-sistemo por realtempa monitorado de akvokondukaj tuboj

I. Nuna Statuso kaj Ekzistantaj Problemoj

Ĉi-momente, akvofornaj kompanioj havas vastajn retojn de akvotuboj subter en urba kaj ruraj areoj. Realtempa monitorado de operaciodatumoj de la tuboj estas esenca por efektiva komando kaj kontrolado de akvoprodukto kaj distribuo. Pro tio, multaj datummonitoradostacioj devas esti starigitaj laŭ la tuboj. Tamen, stabila kaj fidinda elektrofonto proksime de tiuj tuboj malofte estas disponebla. Eĉ kiam elektroenergio estas atingebla, la kondukado de dedikataj elektraj linioj estas kostega, malforta kontraŭ damaĝo, kaj implikas kompleksan koordinadon kun utilaj provizantoj pri elektra facturo, kreante signifajn administraciajn defiojn.

Diversaj tipoj de tubmonitorilaj aparatoj estas disvolvitaj, sed plejmulte suferas gravaj limigoj. La du plej komunaj aliroj estas:

• Malpotencigita baterie-nutrita monitorilo: Tiuj bezonas regulan baterian anstataŭigon. Pro limigoj de potenco-konsumado, la frekvenco de datumtransdonado estas tipike limigita al unu fojo je horo, kio ne sufiĉas por realtempa operacia gvidado.

• Sunenergie-nutritaj monitoriloj: Tiuj bezonas grandkapacitajn bateriojn, kiuj bezonas periodan anstataŭigon, rezultigante altan komencaĵan investon kaj manutenokostojn.

Do, estas presa bezono evoluigi novan tipon de akvotuba monitorada sistemo, kiu superos tiujn limigojn.

II. Enkonduko al la Vento-Solaj Hibrideraj Elektrofontaj Sistemoj

Vento-sola hibridera sistemo estas integrita generado kaj aplika sistemo. Ĝi kombinas solpanelojn kaj ventturbinetojn (kiuj konvertas AC al DC) por generi elektron, storiganta la energion en bateriobankoj. Kiam elektron necesas, inversilo konvertas la storigitan DC el la baterioj al AC, liveriganta ĝin per transdonlinioj al la ŝarĝo.

Ĉi tiu sistemo ebligas samtempan generadon de elektron de ambaŭ ventturbinetoj kaj sola panelaroj. Fruaj hibrideraj sistemoj estis simplaj kombinaĵoj de ventturbinetoj kaj fotovoltaikaj (PV) moduloj, mankantaj detalajn matematikajn modeligojn. Kiel ili ĉefe uzis por malalta fidindaj aplikoj, tiuj fruaj sistemoj ofte havis mallongan servoperiodon.

En lastaj jaroj, kiel la aplika campo de hibrideraj sistemoj pligrandiĝis kaj postuloj pri fidindeco kaj kostefikeco pliiĝis, kelkaj avancitaj softvarpakoj estas disvolvitaj internacie por simuli la performon de vento, sola, kaj hibridera elektrosistemoj. Ĉi tiuj iloj povas modeligi diversajn sistemanordigojn por determini optimumajn arangojn bazitajn sur performo kaj kostoj de elektroprovizo.

Ĉi-momente, du ĉefaj metodoj estas uzitaj internacie por grandeco de hibrideraj sistemoj:

• Potenco-Kongruiga Metodo: Sekuras, ke la kombinita produkta potenco de la PV-panelaro kaj ventturbineto sub variasolradiado kaj ventrapido superas la ŝarĝopotencon. Ĉi tiu metodo ĉefe uzas por sistemoptimumigo kaj kontrolado.

• Energio-Kongruiga Metodo: Sekuras, ke la totala generita energio de la PV-panelaro kaj ventturbineto dum tempo kontentigas aŭ superas la energion konsumitan de la ŝarĝo sub varias kondiĉoj. Ĉi tiu metodo ĉefe uzas por sistempotencokapaca dizaino.

III. Komponantoj de la Vento-Sola Hibridera Elektrosistema

Vento-sola hibridera elektrosistema ĉefe konsistas el ventturbineto, sola fotovoltaikaj (PV) paneloj, regilo, baterioj, inversilo, kaj AC/DC ŝarĝoj. La sistemanordiga diagramo estas montrita en la aldona figuro. Ĉi tiu sistemo estas hibridera renovigebla enerĝsolvo, kiu integras plurajn energfontojn—vento, sola, kaj bateriestorgo—kune kun inteligenta regilteknologio por optimuma sistemo-operado.

Ⅳ.Komponantoj de la Vento-Sola Hibridera Elektrosistema

Vento-sola hibridera elektrosistema konsistas el kelkaj klavaj komponantoj:

• Ventturbineto: Konvertas ventenergion en mekanikan energion, kiu poste konvertiĝas en elektran energion per generaĵo. Ĉi tiu elektron ŝarĝas bateriojn tra regilo kaj liveras ŝarĝojn tra inversilo.

• Sola PV Paneloj: Utiligas fotovoltaikajn efektojn por konverti sunlumon en elektran energion, ŝarĝante bateriojn kaj liverante ŝarĝojn tra inversilo.

• Inversila Sistemo: Konsistas el pluraj inversiloj, kiuj konvertas DC el bateriobankoj en norman 220V AC, sekurante stabilan funkciadon de AC ŝarĝiloj. Ĝi ankaŭ havas aŭtomatan voltstabilon por plibonigita energia kvalito.

• Regila Unuo: Ajustas bateriajn statojn bazitajn sur sola intensivo, ventrapido, kaj ŝarĝŝanĝoj. Ĝi administras direktan potencdistribuon al DC/AC ŝarĝoj kaj ekstra energiestorgon en baterioj. Dum malplena generado, ĝi trakatas el baterioj por daŭrigi sistemonkontinuecon.

• Bateriobanko: Storigas energion el ambaŭ vento kaj sola fontoj, ludante kritikan rolon en energia regado kaj ŝarĝilibro. Ĝi sekuras daŭran potencprovizon dum mankoj.

Avantaĝoj de vento-solaj hibrideraj sistemoj inkludas pli altan stabilecon kaj fidindecon pro energiakomplementeco, reduktitan bateriekapacitan postulon, kaj minimumigitan dependecan de rezervaj generatoroj, kondukante al pli bonaj ekonomiaj kaj sociaj beneficoj.

Ⅴ.Karakterizoj de Vento-Solaj Hibrideraj Sistemoj

• Plene utiligas vento kaj solajn resursojn sen ekstera potencprovizo.

• Ofertas tag-noktajn kaj sezonaĵkomplementecojn, sekurante altan sisteman stabilecon kaj kostefikecon.

• Signife reduktas manutenlan laboron kaj kostojn.

• Provizas sendependan potencprovizon neafektitan de naturaj katastrofoj.

• Funkcias sekure je malaltaj voltoj kun simpla manuto.

Ⅵ.Kompozicio de Vento-Solaj Hibrideraj Tubmonitoraj Sistemoj

Ĉi tiu sistemo konsistas el du ĉefaj partoj: terenaj stacioj kaj monitorcentroj. Terenaj stacioj inkludas:

• Ventturbinetoj: Konvertas ventenergion en elektron por bateriestorgo kaj provizo al regilkesto.

• Solpaneloj: Transformas solenergion en elektron por bateriestorgo aŭ direkta uzo.

• Regiloj: Administras la sisteman funkciadon, sekurante optimumajn ŝarĝ/deŝarĝ ciklojn kaj protektadon kontraŭ superŝarĝado.

• Baterioj: Storigas ekstran energion generitan de ventturbinetoj kaj solpaneloj por uzo dum mankoj.

Ⅶ.Ĉefaj Konsideroj por Realigo de Vento-Solaj Hibrideraj Monitorstacioj

• Selektado de Ventturbineto: Sekuru glatan funkciadon kaj estetan apelon, minimumigante turbotutan ŝarĝon.

• Optima Konfigura Dizaino: Adaptu la sisteman kapablecon bazitan sur lokaj naturaj resursoj por maksimumigi efikecon.

• Streĉforta Dizaino de Polo: Sekuru strukturan integrecon konsiderante la grandon de ventturbinetoj kaj solpaneloj kaj instalejon altecon.

Ⅷ.Adresado de Preokupoj Pri Vento-Solaj Hibrideraj Sistemoj

• Sekurecpreokupoj: Sistemoj estas dizainitaj por resisti severajn veterkondiĉojn, prevenante potencialajn danĝerojn.

• Fiabla Potencprovizo: Adekvataj storgsolvoj sekuras konstantan potencprovizon malgraŭ variablaj veterkondiĉoj.

• Kostproblemoj: Teknikaj progresoj reduktis kostojn, farante ĉi tiujn sistemojn ekonomie realigeblajn kun pli malaltaj operaciaj kaj manutenkostoj kompare al tradiciaj sistemoj.

Ĉi tiu konciza resumo metas en lumon la esencajn aspektojn de vento-solaj hibrideraj sistemoj por tubmonitorado, adresante ilian kompozicion, avantaĝojn, kaj komunajn preokupojn.