marți , 21 august 2018
roen

Art. 01 – Vol. 24 – Nr. 2 – 2014

TELEMONITORIZAREA SISTEMELOR DE PRODUCERE A ENERGIEI UTILIZÂND SURSE REGENERABILE

Tudor-George ALEXANDRU
alexandru_tudor_imst@yahoo.com

Universitatea POLITEHNICA Bucureşti, Facultatea IMST

Rezumat: Lucrarea abordează problema sistemelor de telemonitorizare, atât din puctul de vedere al sistemelor de monitorizare a pacienţilor, cât şi al sistemelor de monitorizare a funcţionării sistemelor de producere a energiei utilizând surse regenerabile (centrale fotovoltaice şi turbine/ferme eoliene). Sunt introduse şi utilizate noi paradigme, cum ar fi Internetul Obiectelor, M2M şi Cloud Computing. În finalul lucrării, sunt prezentate trei exemple de sisteme de telemonitorizare a sistemelor de producere a energiei utilizând surse regenerabile şi anume sisteme de monitorizare a centralelor fotovoltaice, turbinelor eoliene, fermelor eoliene offshore şi un exemplu de utilizare a tehnologiei Cloud Computing în managementul centralelor electrice bazate pe surse regenerabile de energie.

Cuvinte cheie: telemonitorizare, Internetul Obiectelot (IoT), M2M, Cloud Computing, surse regenerabile de energie.

Introducere

Telemonitorizarea funcţionării sistemelor tehnice a evoluat în ultimii ani ca urmare a influenţei exercitate de două categorii de factori. Prima categorie o constituie însăşi evoluţia obiectelor conduse caracterizată în principal prin:

  1. apariţia de noi tipuri de procese care necesită sisteme de telemonitorizare adecvate şi
  2. gradul sporit de complexitate a proceselor şi cerinţele în continuă creştere privind indicatorii de calitate urmăriţi (în special eficienţa proceselor, cerinţă vitală în condiţiile accentuării competiţiei şi, mai de curând, siguranţa în funcţionare pentru a nu afecta negativ calitatea mediului). A doua categorie de factori de influenţă o constituie dezvoltările metodologice şi mai ales cele legate de avansul Tehnologiei Informaţiei şi Comunicaţiilor. Rând pe rănd, noi metodologii şi tehnologii au fost considerate şi înglobate în sisteme de conducere din ce în ce mai perfecţionate şi sofisticate. Efectul acţiunii simultane a celor două categorii de factori de influenţă menţionaţi mai sus a permis crearea unor efecte sinergetice atât pentru producătorii de tehnologii informatice, cât şi pentru cei care se ocupă de exploatarea instalaţiilor industriale.

În contextul schiţat mai sus, lucrarea îşi propune o încercare de abordare modernă şi holistică a problemei prezentării unor sisteme moderne de telemonitorizare. Într-adevăr, se abordează noi tipuri de instalaţii industriale (de producere a energiei fotovoltaice şi eoliene) şi se folosesc paradigme informatice moderne (Internetul Obiectelor, M2M şi Cloud Computing).

Vizualizează articolul complet

Concluzii

Monitorizarea sistemelor de generare a energiei regenerabile este esenţială pentru garantarea siguranţei în funcţionare. Identificarea timpurie a avariilor conduce la economii şi îmbunătaţeşte siguranţa livrării de energie regenerabilă. În plus, datele măsurate pot fi utilizate pentru îmbunătăţirea performanţelor sistemului.

Încă de la apariţia tehnologiilor de Cloud şi IoT a fost evidentă necesitatea convergenţei lor. În plus, integrarea lor în eforturile de furnizare a energiei verzi este un subiect fierbinte al cercetării. Aplicaţiile IoT utilizează o gamă largă de reţele heterogene distribuite de senzori. Ele folosesc un număr mare de date achiziţionate de senzori şi beneficiază de capacitatea flexibilă şi distribuită de memorare a sistemelor de Cloud Computing. Aceste structuri Cloud pot stimula capacităţile de calcul ale aplicaţiilor IoT, pentru a permite mai multor aplicaţii multi-senzor să efectueze prelucrări de date de mare complexitate, care sunt supuse la diferite constrângeri QoS.

Viziunea este de a propune un concept pentru integrarea în Cloud a abordărilor M2M existente, prin intermediul unei platforme deschise. De-a lungul ultimilor ani a apărut conceptul dezvoltării, managementului şi monitorizării unei platforme deschise, rezolvând în principal probleme tot numai din punct de vedere tehnologic şi doar în anumite sectoare.

Cadrul propune proiectarea şi implementarea unei platforme open source interoperabile descentralizate de dezvoltare în Cloud a aplicaţiilor IoT, cu obiectivul principal de a spori M2M existente şi fundamentarea lor in IoT.

BIBLIOGRAFIE

  1. ALEXANDRU, A.: Diagnoza proceselor tehnologice. Editura ICI, Bucureşti, 1999, ISBN 973-98406-5-5.
  2. TORRES, M.; MUÑOZ, F. J.; MUÑOZ, J. V.; RUS, C.: Online Monitoring System for Standalone Photovoltaic Applications-Analysis of System Performance from Monitored Data. J Sol Energy Eng 2012;134(3).
  3. TINA, G. M.; GRASSO, A. D.: Remote Monitoring System For Stand-Alone Photovoltaic Power Plants: The Case Study of a PV-powered Outdoor Refrigerator, Energy Conversion and Management 78, 2014, pp. 862–871.
  4. World Health Organization. Global Status Report on Noncommunicable Diseases 2010: Description of the Global Burden of NCDs, Their Risk Factors and Determinants. Geneva, Switzerland: World Health Organization; 2011, pp. 1-176.
  5. SHAW, J.E.; SICREE, R.A.; ZIMMET, P.Z.: Global Estimates of the Prevalence of Diabetes for 2010 and 2030. Diabetes Res Clin Pract 2010 Jan;87(1), pp. 4-14.
  6. PARÉ, G.; POBA-NZAOU, P.; SICOTTE, C.: Home Telemonitoring for Chronic Disease Management: an Economic Assessment. Int. J. Technol. Assess Health Care 2013 Apr;29(2), pp. 155-161.
  7. ANKER, S. D.; KOEHLER, F.; ABRAHAM, W. T.: Telemedicine and Remote Management of Patients with Heart Failure. Lancet 2011 Aug 20;378(9792), pp. 731-739.
  8. ROINE, R.; OHINMAA, A.; HAILEY, D.: Assessing Telemedicine: a Systematic Review of the Literature. CMAJ 2001 Sep 18;165(6), pp. 765-771.
  9. DAFONTE VÁZQUEZ, J. C.; MARTÍNEZ, A. C.; GÓMEZ, A.; VARELA, B. A.: Intelligent Agents Technology Applied to Tasks Scheduling and Communications Management in a Critical Care, Telemonitoring System. Computers in Biology and Medicine 37, 2007, pp. 760 – 773.
  10. KEVIN, A.: That ‘Internet of Things’ Thing, in the Real World Things Matter More than Ideas. RFID Journal, 22 June 2009.
  11. Gartner Says the Internet of Things Installed Base Will Grow to 26 Billion Units By 2020. Gartner, 2013-12-12.
  12. MIORANDI, D.; SICARI, S.; DE PELLEGRINI, F.; CHLAMTAC, I.: Internet of Things: Vision, Applications and Research Challenges. Ad Hoc Networks 10, 2012, pp. 1497–1516.
  13. VERMESAN, O.; FRIESS, P.: Internet of Things-Global Technological and Societal Trends. Denmark: River Publishers, 2011.
  14. SUCIU, G.; VULPE, A.; TODORAN, G.; CROPOTOVA, J.; SUCIU, V.: Cloud Computing and Internet of Things for Smart City Deployments, Challenges of the Knowledge Society. IT in Social Sciences, pp. 1409-1416.
  15. TEMPLE, K.: Celebrating International Internet of Things Day. Available at: http://scoop.intel.com/celebrating-international-internet-of-things-day/
  16. NIST cloud definition, version 15 http://csrc.nist.gov/groups/SNS/cloudcomputing/.
  17. MCFEDRIES, P.: The Cloud is the Computer. IEEE Spectrum Online, August 2008. Electronic Magazine, available at http://www.spectrum.ieee.org/aug08/6490.
  18. http://domsternet.com/sensors-and-controls/agriculture/
  19. FOX, G. C.; KAMBURUGAMUVE, S.; HARTMAN, R.: Architecture and Measured Characteristics of a Cloud Based Internet of Things. API Workshop 13-IoT Internet of Things, Machine to Machine and Smart Services Applications (IoT 2012) at The 2012 International Conference on Collaboration Technologies and Systems (CTS 2012) May, 2012.
  20. CHEN, K-C.; LIEN, S-Y.: Machine-to-machine communications: Technologies and challenges. Ad Hoc Netw, 2013, http://dx.doi.org/10.1016/j.adhoc.2013.03.007.
  21. KAUNDINY, D. P.; BALACHANDRA, P.; RAVINDRANATH, N. H.: Grid-connected Versus Standalone Energy Systems for Decentralized Power – A review of literature. Renew Sustain Energy Rev 2009;13(8):2041–50.
  22. BREYER, C.; WERNER, C.; ROLLAND, S.; ADELMANN, P.: Off-grid Photovoltaic Applications in Regions of Low Electrification: High Demand, Fast Financial Amortization and Large Potential. 26th European PV SE Conference; 2011.
  23. GRASSO, A. D.; SAPUPPO, C.; TINA, G. M.; GIUSTO, R.: MPPT Charge Regulator for Photovoltaic Stand-Alone Dual Battery Systems. Electr Eng Res Rep 2009;2(1).
  24. BARCA, G.; MOSCHETTO, A.; SAPUPPO, C.; TINA, G.M.; GIUSTO, R.; GRASSO, A.D.: Optimal Energy Management of a Photovoltaic Stand-Alone Dual Battery System. IEEE MELECON’08; 2008.
  25. MUKARO, R.; CARELSE, X. F.: A microcontroller-based data acquisition system for solar radiation and environmental monitoring. IEEE Trans Instr Meas 1999; 48, pp. 1232–8.
  26. BENGHANEM, M.; MAAFI, A.: Data Acquisition System for Photovoltaic Systems Performance Monitoring. IEEE Trans Instr Meas 1998;47:30–3.
  27. BENGHANEM, M.; ARAB, A. H.; MUKADAM, K.: Data Acquisition System For Photovoltaic Water Pumps. Renew Energy 1999;17, pp. 385–96.
  28. WICHERT, B.; DYMOND, M.; LAWRANCE, W.; FRIESE, T.: Development of a Test Facility for Photovoltaic-Diesel Hybrid Energy Systems. Renew Energy 2001; 22:311–9.
  29. BECKER, E.: Telemonitoring of Wind Turbines. Experience with Condition-based Maintenance of Wind Turbines. PRÜFTECHNIK Condition Monitoring GmbH, pp.1-4.
  30. Advanced Maintenance and Repair for Offshore wind Farms using Fault Prediction and Condition Monitoring Techniques (Offshore&R), Final report, NNEE5/2001/710, Dec. 2005.
  31. KAROLY, R.; DUMITRU, C. D.: Management of a Power System Based on Renewable Energy, Procedia Tehnology 12 (2014), pp. 683-687.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.