ระบบ IoT ที่ใช้พลังงานไฮบริดลม-แสงอาทิตย์สำหรับการตรวจสอบท่อส่งน้ำแบบเรียลไทม์

I. สถานะปัจจุบันและปัญหาที่มีอยู่

ในปัจจุบัน บริษัทผลิตน้ำมีเครือข่ายท่อประปาที่วางอยู่ใต้ดินครอบคลุมพื้นที่เมืองและชนบท การตรวจสอบข้อมูลการทำงานของท่อประปาแบบเรียลไทม์เป็นสิ่งจำเป็นในการควบคุมการผลิตและการกระจายน้ำอย่างมีประสิทธิภาพ ดังนั้นจึงต้องติดตั้งสถานีตรวจสอบข้อมูลจำนวนมากตามแนวท่อ แต่แหล่งพลังงานที่มั่นคงและเชื่อถือได้ใกล้กับท่อเหล่านี้หายาก แม้ว่าจะมีไฟฟ้าให้ใช้งาน แต่การวางสายไฟเฉพาะก็มีค่าใช้จ่ายสูง มีความเสี่ยงต่อการเสียหาย และต้องประสานงานกับผู้ให้บริการสาธารณูปโภคเพื่อชำระค่าไฟฟ้า ทำให้เกิดความท้าทายในการจัดการอย่างมาก

ได้มีการพัฒนาอุปกรณ์ตรวจสอบท่อหลายประเภท แต่ส่วนใหญ่มีข้อจำกัดสำคัญ วิธีการที่พบบ่อยที่สุดคือ:

• อุปกรณ์ตรวจสอบที่ใช้แบตเตอรี่พลังงานต่ำ: ต้องเปลี่ยนแบตเตอรี่เป็นประจำ เนื่องจากข้อจำกัดในการใช้พลังงาน ความถี่ในการส่งข้อมูลมักจะจำกัดอยู่ที่หนึ่งครั้งต่อชั่วโมง ซึ่งไม่เพียงพอสำหรับการแนะนำการทำงานแบบเรียลไทม์

• อุปกรณ์ตรวจสอบที่ใช้พลังงานแสงอาทิตย์: ต้องใช้แบตเตอรี่ขนาดใหญ่ที่ต้องเปลี่ยนเป็นระยะๆ ทำให้มีค่าใช้จ่ายเริ่มต้นและค่าบำรุงรักษาสูง

ดังนั้นมีความจำเป็นเร่งด่วนในการพัฒนาระบบตรวจสอบท่อประปาใหม่ที่สามารถ客服似乎在发送过程中被截断了。根据要求，我会继续完成剩余部分的翻译：

ดังนั้นมีความจำเป็นเร่งด่วนในการพัฒนาระบบตรวจสอบท่อประปาใหม่ที่สามารถแก้ไขข้อจำกัดเหล่านี้ได้

II. บทนำเกี่ยวกับระบบพลังงานไฮบริดลม-แสงอาทิตย์

ระบบไฮบริดลม-แสงอาทิตย์เป็นระบบการผลิตและใช้พลังงานแบบรวม เป็นการรวมแผงโซลาร์เซลล์และกังหันลม (ที่แปลงไฟฟ้า AC เป็น DC) เพื่อสร้างไฟฟ้า แล้วเก็บพลังงานไว้ในแบตเตอรี่ เมื่อต้องการใช้ไฟฟ้า อินเวอร์เตอร์จะแปลงไฟฟ้า DC ที่เก็บไว้ในแบตเตอรี่เป็นไฟฟ้า AC แล้วส่งผ่านสายส่งไปยังโหลด

ระบบดังกล่าวสามารถผลิตไฟฟ้าจากทั้งกังหันลมและอาร์เรย์แผงโซลาร์เซลล์ได้พร้อมกัน ระบบไฮบริดในระยะแรกเป็นการรวมกังหันลมและโมดูลโฟโตโวลตาิก (PV) โดยไม่มีการจำลองทางคณิตศาสตร์อย่างละเอียด เนื่องจากใช้สำหรับการประยุกต์ใช้ที่มีความน่าเชื่อถือน้อย ระบบเหล่านี้มักมีอายุการใช้งานสั้น

ในระยะหลัง ด้วยการขยายขอบเขตการใช้งานของระบบไฮบริดและความต้องการในด้านความน่าเชื่อถือและคุณภาพราคาที่เพิ่มขึ้น ได้มีการพัฒนาซอฟต์แวร์ระดับสากลเพื่อจำลองสมรรถนะของระบบลม แสงอาทิตย์ และไฮบริด โปรแกรมเหล่านี้สามารถจำลองการกำหนดค่าระบบต่างๆ เพื่อกำหนดการตั้งค่าที่เหมาะสมที่สุดตามสมรรถนะและการจ่ายไฟฟ้า

ปัจจุบัน มีสองวิธีหลักที่ใช้ระหว่างประเทศในการกำหนดขนาดระบบไฮบริด:

• วิธีการจับคู่กำลังไฟฟ้า: รับประกันว่ากำลังไฟฟ้ารวมจากการอาร์เรย์ PV และกังหันลมภายใต้สภาพแสงแดดและแรงลมที่แตกต่างกันจะเกินกำลังโหลด วิธีนี้ใช้สำหรับการปรับปรุงและควบคุมระบบ

• วิธีการจับคู่พลังงาน: รับประกันว่าพลังงานที่สร้างขึ้นโดยอาร์เรย์ PV และกังหันลมตลอดเวลาจะเท่ากับหรือเกินพลังงานที่โหลดใช้ภายใต้สภาพที่แตกต่างกัน วิธีนี้ใช้สำหรับการออกแบบกำลังไฟฟ้าของระบบ

III. ส่วนประกอบของระบบพลังงานไฮบริดลม-แสงอาทิตย์

ระบบพลังงานไฮบริดลม-แสงอาทิตย์ประกอบด้วยกังหันลม แผงโซลาร์เซลล์ คอนโทรลเลอร์ แบตเตอรี่ อินเวอร์เตอร์ และโหลด AC/DC แผนภาพการกำหนดค่าระบบแสดงอยู่ในรูปภาพที่แนบมา ระบบดังกล่าวเป็นโซลูชันพลังงานทดแทนแบบผสมผสานที่รวมพลังงานหลายแหล่ง—ลม แสงอาทิตย์ และการเก็บพลังงานในแบตเตอรี่—พร้อมเทคโนโลยีควบคุมอัจฉริยะสำหรับการดำเนินงานระบบอย่างมีประสิทธิภาพ

Ⅳ. ส่วนประกอบของระบบพลังงานไฮบริดลม-แสงอาทิตย์

ระบบพลังงานไฮบริดลม-แสงอาทิตย์ประกอบด้วยส่วนประกอบหลักหลายส่วน:

• กังหันลม: แปลงพลังงานลมเป็นพลังงานกล จากนั้นแปลงเป็นพลังงานไฟฟ้าโดยเครื่องกำเนิดไฟฟ้า ไฟฟ้านี้ชาร์จแบตเตอรี่ผ่านคอนโทรลเลอร์และจ่ายให้กับโหลดผ่านอินเวอร์เตอร์

• แผงโซลาร์เซลล์ PV: ใช้ผลกระทบโฟโตโวลตาิกเพื่อแปลงแสงอาทิตย์เป็นพลังงานไฟฟ้า ชาร์จแบตเตอรี่และจ่ายให้กับโหลดผ่านอินเวอร์เตอร์

• ระบบอินเวอร์เตอร์: ประกอบด้วยอินเวอร์เตอร์หลายตัวที่แปลงไฟฟ้า DC จากแบตเตอรี่เป็นไฟฟ้า AC มาตรฐาน 220V รับประกันการทำงานอย่างมั่นคงของอุปกรณ์โหลด AC ยังมีคุณสมบัติปรับแรงดันอัตโนมัติเพื่อปรับปรุงคุณภาพไฟฟ้า

• หน่วยควบคุม: ปรับสถานะแบตเตอรี่ตามความเข้มแสงอาทิตย์ ความเร็วลม และการเปลี่ยนแปลงโหลด จัดการการกระจายพลังงานโดยตรงไปยังโหลด DC/AC และการเก็บพลังงานส่วนเกินในแบตเตอรี่ ในกรณีที่มีการสร้างพลังงานไม่เพียงพอ จะดึงพลังงานจากแบตเตอรี่เพื่อรักษาความต่อเนื่องของระบบ

• แบตเตอรี่แบงก์: เก็บพลังงานจากทั้งลมและแสงอาทิตย์ มีบทบาทสำคัญในการควบคุมและปรับสมดุลโหลด รับประกันการจ่ายไฟฟ้าอย่างต่อเนื่องในช่วงขาดแคลน

ข้อดีของระบบไฮบริดลม-แสงอาทิตย์ ได้แก่ ความมั่นคงและความน่าเชื่อถือสูงกว่าเนื่องจากพลังงานเสริมกัน ลดความต้องการแบตเตอรี่ขนาดใหญ่ และลดความพึ่งพาเครื่องกำเนิดไฟฟ้าสำรอง นำไปสู่ประโยชน์ทางเศรษฐกิจและสังคมที่ดีขึ้น

Ⅴ. ลักษณะของระบบไฮบริดลม-แสงอาทิตย์

• ใช้ประโยชน์จากทรัพยากรลมและแสงอาทิตย์อย่างเต็มที่โดยไม่ต้องใช้พลังงานจากภายนอก

• มีการเสริมกันระหว่างกลางวันและกลางคืน ตลอดจนระหว่างฤดูกาล รับประกันความมั่นคงและคุณภาพราคาของระบบ

• ลดงานบำรุงรักษาและค่าใช้จ่ายอย่างมาก

• ให้พลังงานอิสระที่ไม่ได้รับผลกระทบจากภัยธรรมชาติ

• ทำงานอย่างปลอดภัยที่แรงดันต่ำด้วยการบำรุงรักษาง่าย

Ⅵ. องค์ประกอบของระบบตรวจสอบท่อไฮบริดลม-แสงอาทิตย์

ระบบดังกล่าวประกอบด้วยสองส่วนหลัก ได้แก่ สถานีภาคสนามและศูนย์ตรวจสอบ สถานีภาคสนามประกอบด้วย:

• กังหันลม: แปลงพลังงานลมเป็นไฟฟ้าสำหรับการเก็บในแบตเตอรี่และจ่ายให้กับกล่องควบคุม

• แผงโซลาร์เซลล์: แปลงพลังงานแสงอาทิตย์เป็นไฟฟ้าสำหรับการเก็บในแบตเตอรี่หรือใช้โดยตรง

• คอนโทรลเลอร์: จัดการการทำงานของระบบ รับประกันวงจรชาร์จ-ปล่อยที่เหมาะสมและป้องกันการชาร์จเกิน

• แบตเตอรี่: เก็บพลังงานส่วนเกินที่สร้างขึ้นโดยกังหันลมและแผงโซลาร์เซลล์สำหรับใช้ในช่วงขาดแคลน

Ⅶ. ประเด็นสำคัญในการดำเนินการสถานีตรวจสอบไฮบริดลม-แสงอาทิตย์

• การเลือกกังหันลม: รับประกันการทำงานอย่างราบรื่นและมีความสวยงาม ลดภาระบนเสา

• การออกแบบการกำหนดค่าที่เหมาะสม: ปรับขนาดของระบบตามทรัพยากรธรรมชาติท้องถิ่นเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพ

• การออกแบบความแข็งแรงของเสา: รับประกันโครงสร้างที่มั่นคงโดยพิจารณาขนาดของกังหันลมและแผงโซลาร์เซลล์ รวมถึงความสูงของการติดตั้ง

Ⅷ. การตอบสนองความกังวลเกี่ยวกับระบบไฮบริดลม-แสงอาทิตย์

• ความกังวลเรื่องความปลอดภัย: ระบบถูกออกแบบมาให้ทนทานต่อสภาพอากาศรุนแรง ป้องกันอันตรายที่อาจเกิดขึ้น

• ความน่าเชื่อถือของการจ่ายไฟฟ้า: โซลูชันการเก็บที่เหมาะสมรับประกันการจ่ายไฟฟ้าอย่างต่อเนื่องแม้สภาพอากาศจะเปลี่ยนแปลง

• ปัญหาค่าใช้จ่าย: การพัฒนาเทคโนโลยีได้ลดค่าใช้จ่าย ทำให้ระบบเหล่านี้มีความคุ้มค่าทางเศรษฐกิจ พร้อมค่าใช้จ่ายในการดำเนินงานและบำรุงรักษาที่ต่ำกว่าระบบแบบดั้งเดิม

สรุปสั้น ๆ นี้เน้นถึงส่วนประกอบ ข้อดี และความกังวลทั่วไปของระบบไฮบริดลม-แสงอาทิตย์สำหรับการตรวจสอบท่อ