Жылқы-Күн энергиясымен жұмыс істейтін IoT жүйесі реалдың уақытта су желілерін бақылау үшін

I. Ағымдағы ақпарат және бар болған мәселелер

Азық-су снабжения компанияларының шахта мен ауыл аймағында ұстаған терең су көтерілері бар. Су өндірісі мен таратуының ерекшелеу және басқаруы үшін көтерілердің ағымдағы қызмет көрсету деректерін реттеумен бақылау маңызды. Сондықтан, көтерілер бойынша көптеген деректерді бақылау стансалары орнатылуы керек. Бірақ, көтерілерге жақында тұрақты және иттифатты энергия булактары сирек кездеседі. Энергия қол жетімді болғанда да, арналған энергия линияларын ұстау қымбат, зиянға ұшырайтынын және электр жөніндегі төлемдер үшін коммунальдық қызмет көрсетушілермен татаң координациялануы керек, бұл өзара қиындықтар туғызады.

Бірнеше түрлі көтерілерді бақылау құрылғылары әзірленген, бірақ олардың көпшілігі маңызды шектеулерге ие. Ең көп кездесетін екі ықпалы:

• Жоғары деңгейдегі батареялық қозғалтқыштар: Олар әр топта батареяларды алмасу үшін қажет. Энергия жұмсалу шектеулеріне байланысты, деректерді жіберу дауысы көбінесе сағат сайын бір рет болады, бұл ағымдағы қызмет көрсетудің ерекшелері үшін жетіспейді.

• Күн энергиясы қозғалтқыштар: Олар үлкен қабілетті батареяларға қажет, оларды периодикалық түрде алмасу керек, бұл бастапқы және қызмет көрсету қызметтеріне қымбат төлемдерге алып келеді.

Сонымен, бұл шектеулерді жеңіп түсірген жаңа түрдегі су көтерілерін бақылау жүйесін әзірлеу өтінеміз.

II. Шам-күн гибрид энергия беру жүйесі туралы

Шам-күн гибрид жүйесі - бұл біріктірілген энергия өндіру және қолдану жүйесі. Ол күн панелдері мен шам турбиналары (AC-DC-ге айналдыратын) энергия өндіруге, батарея банкаларында сақтау үшін қолданылады. Энергия қажет болғанда, инвертор батареялардан сақталған DC энергиясын AC энергиясына айналдырып, оны жүкке өткізетін передачалық линиялар арқылы жеткізеді.

Бұл жүйе шам турбиналары мен күн панельдерінің арқылы бірдей уақытта энергия өндіру мүмкіндігін береді. Алғашқы гибрид жүйелер шам турбиналары мен фотогальваникалық модулдердің қарапайым біріктірілген версиялары болды, математикалық моделирование жеткіліксіз болды. Олар негізінен төмен иттифатты қызметтер үшін қолданылған, сондықтан бұл алғашқы жүйелер әдетте қысқа қызмет күніне ие болған.

Нең жылыларында, гибрид жүйелердің қолданылу аумағы кеңейіп, иттифаттық және қымбаттық қажеттіліктері артқанда, халықаралық деңгейде шам, күн және гибрид энергия жүйелерінің өнімділігін модельдеу үшін бірнеше жаңартылған программалық пакеттер әзірленген. Бұл құралдар әр түрлі жүйе конфигурацияларын модельдеу арқылы өнімділік және энергия беру қызметтеріне негізделген оптималды параметрлерді анықтауға мүмкіндік береді.

Азықта, гибрид жүйелерді өлшемдеу үшін екі негізгі ықпал қолданылады:

• Энергия сәйкестендіру ықпалы: PV массиві мен шам турбинасының қосымша энергия өндіру қуаты арқылы өзгеріп отырған күн радиациясы және шам қырғызы деген шарттарда жүк қуатынан артық болуын қамтамасыз етеді. Бұл ықпал негізінен жүйенің оптимизациялау және басқаруы үшін қолданылады.

• Энергия сәйкестендіру ықпалы: PV массиві мен шам турбинасының өзгеріп отырған шарттарда жүк қуатынан артық немесе тең энергия өндіруді қамтамасыз етеді. Бұл ықпал негізінен жүйенің қуатын өлшемдеу үшін қолданылады.

III. Шам-күн гибрид энергия беру жүйесінің компоненттері

Шам-күн гибрид энергия беру жүйесі негізінен шам турбинасы, күн фотогальваникалық (PV) панелдері, контроллер, батарея, инвертор және AC/DC жүктерден тұрады. Жүйе конфигурациясы схемасы қосымша суретте көрсетілген. Бұл жүйе - бұл шам, күн және батареялық сақтау әртүрлі энергия булактарын біріктіріп, жүйенің оптималды қызмет көрсетуі үшін ақылды басқару технологиясын қолданатын гибрид жаңартылған энергия шешімі.

IV. Шам-күн гибрид энергия беру жүйесінің компоненттері

Шам-күн гибрид энергия беру жүйесі неше маңызды компоненттен тұрады:

• Шам турбинасы: Шам энергиясын механикалық энергияға айналдырып, содан соң генератор арқылы электр энергиясына айналдыратын. Бұл электр энергиясы контроллер арқылы батареяларды зарядтау және инвертор арқылы жүктерге құралады.

• Күн PV панелдері: Фотогальваникалық әсерлерді пайдаланып, күн жарығын электр энергиясына айналдыратын, батареяларды зарядтау және инвертор арқылы жүктерге құралады.

• Инверторлық система: Батарея банкаларынан сақталған DC-ді стандартты 220V AC-ге айналдыратын бірнеше инверторлардан тұрады, бұл AC жүктердің стабилді қызмет көрсетуін қамтамасыз етеді. Ол автоматтық напряжение стабилизациясын қамтамасыз ету арқылы энергия сапасын жақсартады.

• Контроллер: Күн жарығы, шам қырғызы және жүк өзгерістеріне қарай батареялардың абалын реттеу. Ол DC/AC жүктерге тікелей энергия үлесін басқару және артық энергиян батареяларда сақтау. Энергия өндіру жетіспейтін кезде, ол батареялардан энергия алу арқылы жүйенің үздіксіздігін сақтайды.

• Батарея банкасы: Шам және күн булактарынан энергияны сақтайтын, энергия регуляциясы және жүктерді балансындау үшін маңызды рөл атқарады. Ол энергия жетіспейтін кезде үздіксіз энергия қызмет көрсетуін қамтамасыз етеді.

Шам-күн гибрид жүйелерінің артықшылықтары - энергия қосылуы арқылы жоғары стабилділік және иттифаттылық, батарея қабілетін азайту, және тыңғы өндірістерге қатысты төлемдерді минималдау, сонымен қатар экономикалық және қоғамдық пайданы жақсартады.

V. Шам-күн гибрид жүйелерінің өзіндік қасиеттері

• Толығымен шам және күн ресурстарын қолдану, сыртқы энергия булактарын қажет етпейді.

• Күн-түн және мезгілдік қосылуы, жүйенің жоғары стабилділігі мен қымбаттығын қамтамасыз етеді.

• Бақылау жұмыстарын және қызмет көрсету қызметтерін қиын қысқартады.

• Табиғатты кедергілерге тәуелсіз тұрақты энергия қызмет көрсетуін қамтамасыз етеді.

• Төмен напряжение арқылы қауіпсіз қызмет көрсету және қарапайым техникалық қызмет көрсету.

VI. Шам-күн гибрид көтерілерін бақылау жүйесінің құрамы

Бұл жүйе екі негізгі бөліктерден тұрады: жердегі станциялар және бақылау орталықтары. Жердегі станциялар:

• Шам турбиналары: Шам энергиясын батареяларға жинау және басқару қутына құралады.

• Күн панелдері: Күн энергиясын батареяларға жинау немесе тікелей қолдану үшін құралады.

• Контроллерлер: Жүйенің қызмет көрсетуін басқару, оптималды зарядтау/разрядтау циклдерін қамтамасыз ету және теріс зарядтау қорғау.

• Батареялар: Шам турбиналары мен күн панелдерінің артық энергиясын жинау және энергия жетіспейтін кезде қолдану үшін.

VII. Шам-күн гибрид бақылау станцияларын қолдану үшін маңызды қарастырулар

• Шам турбинасын таңдау: Таза жұмыс және әдемі көрініс, башындағы жүктерді азайту.

• Оптималды конфигурация өнімділігі: Мекендеңіздегі табиғи ресурстарға қарай жүйенің қуатын өлшеп, өнімділікті максаттау.

• Постың күштілігін өнімділігі: Шам турбиналары мен күн панелдерінің өлшемдері мен орналасу биіктігін қарастырып, конструкциялық тұрақтылықты қамтамасыз ету.

VIII. Шам-күн гибрид жүйелері туралы қолдану қауіптері

• Қауіпсіздік қауіптері: Жүйелер қатты абау атқарылатын жағдайларға қарсы құрылған, мүмкін болатын қауіптерді алдын алу.

• Энергия қызмет көрсету иттифаттылығы: Жеткілікті сақтау шешімдері арқылы өзгеріп отырған абау шарттарында да үздіксіз энергия қызмет көрсетуін қамтамасыз етеді.

• Қымбаттық қауіптері: Технологиялық қадамдар қымбаттықтарды азайтуға үлес қосты, бұл жүйелерді қызмет көрсету және техникалық қызмет көрсету қызметтеріне қатысты қызметтердің қымбаттықтарын азайту арқылы экономикалық қызмет көрсетуін қамтамасыз етеді.

Бұл қысқаша қысқарту шам-күн гибрид жүйелерінің көтерілерін бақылау үшін қолданылатын құрамы, артықшылықтары және қауіптерін көрсетеді.