Więcej informacji Ta strona używa plików cookie do świadczenia usług i analizy ruchu. Korzystając z tej strony, zgadzasz się na to.
 

Systemy OFF-GRID


Systemy są zaprojektowane tak, aby pomóc ludziom w funkcjonowaniu bez dostępu do sieci elektrycznej. Energię słoneczną lub wiatrową można wykorzystać do zasilania, monitorowania i sterowania systemami na odległych obszarach, np. place budowy, tereny rolnicze, granice państw, niebezpieczne odcinki dróg, itp.

pic

Główne zalety

Jak to się zaczęło

Pomysł, który skłonił mnie do opracowania systemu wyspowego OFF-GRID, powstał przy tworzeniu winnicy w odległym miejscu bez dostępu do elektryczności. Największym wyzwaniem było opracowanie ładowarki MPPT, ponieważ zdecydowaliśmy się podłączyć ładowarkę z iniektorem PoE+ i interfejsem Modbus do sterowania i monitorowania ładowarki. Nie chcieliśmy zbytnio zwiększać rozmiaru ładowarki za pomocą dużego radiatora. Dlatego najpierw skupiliśmy się na maksymalizacji efektywności projektu, a następnie dodaliśmy mały wentylator sterowany przez procesor. Procesor mierzy temperaturę ładowarki, i gdy jest za wysoka - aktywuje wentylator. Jednocześnie procesor mierzy inne zmienne robocze, takie jak prąd ładowania, napięcie akumulatora, prąd z paneli fotowoltaicznych, itp. Sterownik PLC przechowuje mierzone wartości w bazie danych, i w razie potrzeby wyświetla je online na stronie internetowej. Na początku testów 24/7 korzystaliśmy z połączenia PLC 2G / 3G, które później zastąpiliśmy wersją finalną obsługującą sieć 4G-LTE. Ogromną zaletą zastosowanego sterownika PLC jest duża różnorodność wejść i wyjść. W tym systemie wykorzystaliśmy wejścia alarmowe, do których podłączyliśmy czujniki MW do ochrony winnicy i styk sabotażowy do wykrywania otwarcia obudowy. W przypadku alarmu, PLC wysyła SMS na określone numery i automatycznie włącza zasilanie PoE w kamerze. Dzięki klientowi VMS na telefonie komórkowym lub komputerze, mogę zdalnie sprawdzić winnicę. Kolejnym zadaniem PLC jest automatyczne sterowanie drzwiami pomieszczenia dla kaczek. Wiosną 2019 dodamy sterowanie pompowaniem wody.
Napisał Tomáš Metelka

Schemat blokowy systemu

pic

 

Wniosek

Kompletny system OFF-GRID osiągnął, a nawet przekroczył cele, jakie wyznaczyliśmy przed rozpoczęciem projektu. System jest w stanie chronić zdalny obiekt, jednocześnie wykonywać program sterujący i bezpiecznie dostarczać dane do zdalnych użytkowników. Podczas upalnego lata i wielu burz, system wykazał swoją odporność na ekstremalne warunki pogodowe.

Informacja dla winiarzy:

Czeska Sklalica nie należy oczywiście do typowych regionów winiarskich. Kuks jest najbliższym obszarem uprawy winorośli i znajduje się około 15 km od Czeskiej Skalicy. Niemniej jednak w ostatnich latach w Nachodzie i Trutnowie posadzono kilka ton winorośli. Dla własnej małej winnicy wybrałem odporne odmiany Solaris i Cabernet Cortis. Sadzonki dostarczyła firma Bílovin z Wielkich Bilowic.

Pobór mocy zastosowanego sprzętu

 
Urządzenie Pobór mocy [W]* Uwagi
IPLOG-G2-05 2.2 W 3G/2G PLC METEL - model PLC użyty podczas pierwszych testów (czerwiec)
IPLOG-G3-05-RE8.1 - 4G/3G/2G PLC METEL - PLC planowany na kwiecień 2018
BM-MPPT-6-PoE 1 W Ładowarka MPPT POE+ z iniektorem PoE:
- 2 wejścia dla panelu PV / turbiny, 
- wyjście dla akumulatora 
- kompensacja temperaturowa napięcia ładowania.
Wydajność step-up konwertera wynosi 93% przy pełnym obciążeniu.
Kamera AXIS P142-LE 12.8 W Pobór mocy zawiera oświetlenie IR. (4 lipca zastąpiona przez kamerę PTZ)
PTZ kamera AXIS P5512-E 12.5 W IEEE 802.3 af class.3 - zainstalowana 4 lipca
SIP-3020 0,4 W czujnik OPTEX 30 x 20 m
SIP-3020/5 0.4 W czujnik OPTEX 30 x 20 m + wbudowany czujnik sufitowy
*Podane wartości są przybliżone.

Przebieg eksperymentu

 
Data Uwagi  
Kwiecień - maj 2017 Podczas tego okresu przeprowadzone zostały główne przygotowania, łącznie z montażem
kolumny, piorunochronu i uziemienia.
5 czerwca Po raz pierwszy uruchomiliśmy system składający się ze sterownika PLC, iniektora PoE,
kamery i modułu ładowania EVB bez zabezpieczenia.
22-25 czerwca System pomyślnie przeszedł 65-godzinny test pracy bez ładowania baterii.
29 czerwca Wymieniliśmy tymczasową ładowarkę na regulator ładowania MPPT.
30 czerwca Mamy w pełni funkcjonalną zdalną kontrolę systemu poprzez SMS i przesyłanie nagrań do
serwera.
30 czerwca Sygnał GSM wynosi średnio około -95 dBm. PLC łączy się zazwyczaj z oddalonym o 15 km
nadajnikiem 2G.
Najbliższy nadajnik 2G/3G/4G (ok. 3 km) jest niestety zacieniony przez las.
4 sierpnia Kamera stałopozycyjna została zastąpiona przez kamerę PTZ, a pojemność baterii wzrosła
do 60 Ah. Podczas alarmu jednostka sterująca:
- obraca kamerę zgodnie z zadanym presetem,
- archiwizuje obrazy w pamięci,
- wysyła wiadomości SMS.
28 września W pierwszej połowie września nad naszym regionem pojawiły się chłodne fronty, chmury i opady deszczowe. Istniejące źródła energii:
- panel słoneczny Victron 80 Wp,
- turbina Rutland 504,
okazały się niezadowalające. Spodziewaliśmy się takiego stanu dzięki ocenie danych przechowywanych w bazie:
1. W dni z minimalnym wzrostem energii, staraliśmy się automatycznie wyłączyć system, gdy napięcie akumulatora spadało poniżej 10V.
2. Dodając drugi panel 80Wp oraz mocniejszą turbinę od Ista Breeze, wzmocniliśmy nasze źródła energii. Nowa turbina uruhamia się przy prędkości wiatru 2.7 m / s.
Planujemy jeszcze dodać dwa kolejne panele 80Wp.
2 października żółty - napięcie panelu PV
zielony - napięcie zasilania IPLOG
niebieski - prąd panelu PV

pic
6 października System jest w pełni zainstalowany pod względem źródeł energii i zawiera:
- 1 turbnę Ista Breeze o średnicy 1m,
- 4 panele 80Wp.
Na materiale wideo została uchwycona aktywność turbiny wiatrowej w zakresie 2 - 7 m/s
pic
30 października Na obszarze, w którym system jest zainstalowany, musimy spodziewać się kilku tygodni bez dni słoneczych w okresie od jesieni do wiosny. Dlatego w październiku wprowadziliśmy system w tryb gotowości.
Kamera uruchamia się teraz tylko na wypadek alarmu lub polecenia z interfejsu internetowego na telefonie lub komputerze. W trybie oszczędzania zużycie energii przez system wynosi około 3W. Dzięki temu można w pełni naładować akumulator systemowy nawet w pochmurne dni.
21 stycznia Na przełomie roku nadeszła zimowa aura z temperaturami w okolicach zera stopni. W styczniu spadł śnieg. System nadal jest zasilany w 99% z paneli fotowoltaicznych. Prędkość wiatru wynosi około 5 m / s, co jest minimalną wartością do wytworzenia energii.  pic
27 lutego

W drugiej połowie lutego temperatury spadły do -15 °C. Zaczął wiać wiatr. Poniższe wykresy pokazują:

  • czerwona linia – okresowo zmieniające się napięcie z paneli PV
  • niebieska linia – wahania napięcia turbiny
  • zielona linia – napięcie akumulatora

pic

pic

pic

28 listopada

Pod koniec listipada 2018 zakończyliśmy eksperymentalną fazę rozwoju. System jest w pełni funkcjonalny i gotowy do wdrożenia. Latem 2018 wdrożyliśmy kolejny demo system w Portugalii do monitorowania placu budowy.
W trakcie opracowywania sytemu, klienci pomyślnie testowali go w aplikacjach dla:
- ochrony granic państwa
- monitorowania ruchu drogowego.

W razie jakichkolwiek pytań, chętnie udzielimy szczegółowych informacji: info@metel.eu

 

Produkty powiązane