Monitorización remota de sistemas de generación de energía eléctrica fotovoltaica en Senegal
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junio 18, 2021El grupo de investigación Circuitos y Sistemas de Comunicación (CIRCUIT) ha desarrollado un sistema que permite monitorizar remotamente sistemas de generación de energía eléctrica fotovoltaica.
CIRCUIT ha aplicado este sistema (un kit de monitorización) en un proyecto del Centro de Cooperación para el Desarrollo (CCD) de la UPC en el Senegal en colaboración con la Fundación PUSE (Por una sonrisa en África). El proyecto ha dado diferentes necesidades que requerían soluciones en el ámbito de las TIC en la residencia que Fundación PUSE tiene en Mbour, Senegal, y también en un refugio de alta montaña (Refugio de Góriz). El grupo CIRCUIT instaló in situ un sistema de control para facilitar el seguimiento remoto de la estación fotovoltaica de la residencia PUSE.
El kit de monitorización consiste en un dispositivo empotrado de bajo coste que permite obtener información de la energía producida, el consumo de la residencia o el estado de las baterías de la instalación fotovoltaica.
La información recogida es almacenada localmente en el mismo kit y enviada a un servidor remoto que permite hacer un seguimiento a distancia mediante gráficas. Gracias a esta información se puede conocer el estado en tiempo real de la instalación, realizar un control predictivo y detectar posibles fallos.
El sistema está basado en un microprocesador AVR de uso común en placas Arduino, capaz de realizar simultáneamente varias medidas, calcular medias y detectar parámetros críticos para generar alarmas. Este prototipo se centra en la medida de la tensión proporcionada por placas fotovoltaicas, la de un convertidor DC-DC a 24 V y la del consumo de corriente proporcionada por un convertidor DC-AC a 230V. A partir de las medidas se calculan valores eficaces, valores de potencia y de rendimiento.
Sobre la base de una placa base Raspberry Pi se ha implementado todo el sistema de comunicaciones para enviar y almacenar los datos recogidos a un servidor local y remoto en la nube. La visualización de los datos se realiza mediante Grafana (un software de código abierto para análisis y supervisión de series de datos temporales). Dispone de sistemas de avisos local (display, LED y zumbador) y remoto (mediante un bot de Telegram). El sistema de comunicación incorpora conexión Wi-Fi y GSM ofreciendo un servicio de red privada virtual VPN.
También se ha desarrollado una segunda versión mejorada de este prototipo con aplicación directa a la monitorización del consumo de máquinas eléctricas en el entorno industrial, incorporando entradas estándar para sensores industriales: digitales (0 - 24V) y analógicas (de tensión: 0 - 10V, de corriente: 4-20mA), y de un puerto de comunicación 485. Esta segunda versión se está aplicando a la monitorización del consumo eléctrico y de las vibraciones en una fresadora industrial.
Este proyecto se inició el 1/1/2019 y finalizó el 31/3/2021. Se enmarca en la iniciativa Smart Factory del proyecto Looming Factory , cofinanciado por el Fondo Europeo de Desarrollo Regional de la Unión Europea en el marco del Programa Operativo FEDER de Cataluña 2014-2020 con una ayuda de 2.000.000,00 €.
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