Tài liệu Sử dụng máy tính nhúng để quản lý hệ thống năng lượng mặt trời ppt

Sử dụng máy tính nhúng để quản lý hệ
thống năng lượng mặt trời của bạn
Năng lượng mặt trời là một trong những chủ đề nóng nhất trong các phương tiện truyền
thông phổ biến ngày nay, đặc biệt khi mà giá cả nhiên liệu hóa thạch tăng vọt. Là một
trong những cái được gọi là " năng lượng tái tạo ", bao gồm gió, thủy điện, năng lượng
sinh học, địa nhiệt, và hydrogen, thị trường năng lượng mặt trời kích thước dự kiến sẽ đạt
được 74 tỷ USD trở lên (nguồn: Clean Edge, 2008).
Tại một số nước, chi phí cho việc
phát triển năng lượng mặt trời được giải quyết phần nào với sự trợ cấp của chính phủ trợ
cấp. Đức và Nhật Bản là một ví dụ, đây là hai trong số các nước đầu tiên cung cấp cho
các cá nhân và các công ty với ưu đãi cho việc phát triển năng lượng mặt trời. Các chính
sách này đã dẫn tới một nhu cầu đáng kể về trang thiết bị năng lượng mặt trời, làm cho
ngành năng lượng mặt trời tăng trưởng trên toàn thể.
Trong những năm gần đây, một số nước đã bắt đầu giảm trợ cấp cho phát triển năng
lượng mặt trời. Ví dụ, Đức vừa thông qua một dự luật giảm trợ cấp năng lượng mặt trời
5-6,5% năm trong 2008 và tỷ lệ giảm hàng năm 8-10% từ 2009 đến 2011. Tuy nhiên,
việc giảm trợ cấp vẫn còn thấp hơn dự kiến tốc độ tăng trưởng trong nhu cầu thị trường.
Dựa trên một nghiên cứu của Deutsche Bank, ngành công nghiệp năng lượng mặt trời dự
kiến sẽ phát triển với tốc độ 23-27% trong ba năm tới.
Công nghệ năng lượng mặt trời được thiết kế để sử dụng năng lượng mặt trời để sưởi ấm,
cung cấp ánh sáng, tạo ra nước nóng, phát điện, và thậm chí cả điều hoà không khí cho
gia đình, các doanh nghiệp, và ứng dụng công nghiệp. Các khía cạnh cơ bản của một hệ
thống năng lượng mặt trời bao gồm các thành phần (như quang điện, các tế bào năng
lượng mặt trời, và bộ chuyển), được cài đặt tích hợp. Máy vi tính cũng đóng một vai trò
thiết yếu trong hệ thống năng lượng mặt trời, đặc biệt để đạt tới hiệu quả năng lượng tối
đa hóa.
Máy tính nhúng là lý tưởng để sử dụng trong hệ thống năng lượng thông minh với vai trò
như là hệ thống quản lý. Tính năng quan trọng bao gồm:
1. 1. Kích thước nhỏ gọn: So với các máy tính công nghiệp truyền thống máy tính nhúng
được thiết kế nhỏ gọn phù hợp đặt trong các tủ nhỏ
2. 2. Thiết kế mạnh mẽ: máy tính nhúng dùng ít quạt, cáp hơn và thay vì sử dụng một đĩa

cứng, họ sử dụng thẻ CompactFlash để thay thế. Loại thiết kế gồ ghề giúp đảm bảo rằng
toàn bộ hệ thống sẽ hoạt động đáng tin cậy 24 giờ một ngày, 7 ngày một tuần.
3. 3. Tiêu thụ điện năng thấp và hệ điều hành xây dựng sẵn: Máy tính được thiết kế để
được sử dụng với ứng dụng cụ thể. Nói chung, một máy tính nhúng thực hiện chỉ 1 hoặc
2 chức năng, và hệ thống điều hành xây dựng sẵn giúp các kỹ sư phát triển ứng dụng cụ
thể dựa vào nền tảng điện toán. Với kích thước nhỏ gọn và tính năng tất cả-trong-một,
máy tính nhúng tiêu thụ ít năng lượng so với các máy tính công nghiệp truyền thống.
4. 4. Phù hợp với môi trường khắc nghiệt: Thiết kế mạnh mẽ của máy tính nhúng làm cho
nó có thể sử dụng chúng trong môi trường nguy hại, chẳng hạn như sa mạc và rừng mưa.
Một hệ thống năng lượng mặt trời điển hình để mô tả một cách dễ dàng. Khi mặt trời
chiếu sáng trên các tấm pin mặt trời, các tế bào năng lượng mặt trời sản xuất một cách ổn
định dòng điện tử trong các hình thức dòng điện một chiều (DC). Khi được gửi đến các
biến tần, dòng điện tử là chuyển đổi thành dòng xoay chiều. Điện tạo ra bởi hệ thống
quang điện năng lượng mặt trời sau đó kết hợp với điện cung cấp bởi những nơi khác với
sự kết hợp được định tuyến đến các tòa nhà và / hoặc cộng đồng.
Trong những năm gần đây, người dân cũng bắt đầu có thêm hệ thống quản lý thông minh
cho các hệ thống năng lượng mặt trời của mình để giám sát hiệu quả của hệ thống. Đối
với hệ thống lớn hơn, nó cũng cho phép kết nối với hệ thống quản lý cho một trung tâm
điều khiển cho phép dễ dàng quản lý thời gian thực và theo dõi để cập nhập dữ liệu từ
nhiều hệ thống năng lượng mặt trời khác. Thực hiện một giao diện web dễ dàng cho
người dùng để kiểm tra năng lượng của hệ thống là tiết kiệm, và để cung cấp truy cập sẵn
sàng với dịch vụ thanh toán.
Điều khiển nhúng của Moxa
Người dùng đã đạt được những kết quả tốt khi sử dụng máy tính nhúng của Moxa như là
cốt lõi của hệ thống kiểm soát của họ. Việc điều khiển hệ thống sử dụng một bộ điều
khiển phân phối nhúng để đọc dữ liệu từ nhiều nguồn, bao gồm cả các biến tần, đồng hồ
điện, và bộ sạc. Dữ liệu được lấy thông qua cổng nối tiếp, sau khi nó được chuyển qua
mạng LAN hay kết nối không dây để cấu hình kết quả nhận được. Vậy điều gì làm giải
pháp nhúng của Moxa trở lên lý tưởng để sử dụng với hệ thống điều khiển năng lượng
mặt trời. Trước tiên là sự đa dạng của truyền thông với nhiều kiểu kết nối được hỗ trợ:

1.1.Giaotiếpnốitiếp:RS-232/422/485
Thiết bị cấp thấp hơn thường cần phải giao tiếp với các bộ điều khiển đầu cuối bằng cách
sử dụng truyền tải nối tiếp. Moxa hỗ trợ giao tiếp độc quyền UART 3 trong 1 hỗ trợ RS-
232/422/485 tiêu chuẩn và phi tiêu chuẩn
2.2.UniversalSerialBus(USB)
Cung cấp một tùy chọn mở rộng thêm cho thiết bị lưu trữ và / hoặc giao diện đặc biệt.
Nhớ rằng người dùng có thể cần phải cài đặt một trình điều khiển USB cho thiết bị của
họ.
3.3.Giaotiếpmạng:Ethernet,ControlAreaNetwork
Thường được sử dụng với ứng dụng công nghiệp để nhận hoặc gửi dữ liệu.
4.4.I/Orờirạc:
Thông thường đầu vào / đầu ra (GPIO) có thể lập trình được cho việc kiểm soát I / O cho
các thiết bị. Người dùng có thể cấu hình chế độ I / O cho ứng dụng cụ thể của họ.
5.5.Analog-to-Digital/Digital-to-Analog(ADC/DAC)
Được sử dụng cho việc kiểm soát AI / AO và các DI / DO thiết bị.
6. 6. Giao tiếp vô tuyến: WiFi, GSM, GPRS, CDMA Wireless Interface: WiFi, GSM,
GPRS, CDMA
Được sử dụng để nhận hoặc gửi dữ liệu qua cơ sở hạ tầng mạng không dây. Thường được
sử dụng để theo dõi môi trường ứng dụng từ xa mà không có cáp.
Ví dụ về các ứng dụng Solas power
Ứng dụng 1: Năng lượng mặt trời cho cộng đồng
Năng lượng mặt trời cho cộng đồng dân cư dựa chủ yếu vào nhu cầu năng lượng của họ,
và do vậy điều quan trọng là sự ổn định và khả năng giám sát từ xa đáng tin cậy. Sản
phẩm máy tính nhúng W325 và UC-7112 của Moxa là giải pháp lý tưởng cho việc thiết
lập hệ thống toàn bộ. Ư325 và UC-7112 có thể được sử dụng như là thiết bị đầu cuối giao
tiếp máy tính mà kết nối với biến tần PV, bộ đếm đầu vào, và đồng hồ điện. Họ cũng có
thể được sử dụng để theo dõi từ xa, thu thập dữ liệu, dữ liệu đăng nhập, và các giao thức
chuyển đổi.