Дослідження системи моніторингу електричних параметрів гібридної СЕС приватного домогосподарства на базі модуля ESP32

Abstract

Об’єктом дослідження є процеси моніторингу та керування потоками енергії в гібридних сонячних електростанціях (СЕС) приватних домогосподарств. Мета роботи полягає у підвищенні енергетичної та економічної ефективності функціонування гібридної СЕС шляхом дослідження та вдосконалення системи моніторингу електричних параметрів на базі мікроконтролера ESP32. У процесі виконання поставленої мети: Проведено аналіз сучасних методів та засобів моніторингу відновлюваних джерел енергії, обґрунтовано переваги використання IoT-рішень на базі ESP32 порівняно зі штатними хмарними сервісами. Досліджено апаратно-програмну архітектуру модуля моніторингу, зокрема методи узгодження логічних рівнів інтерфейсів (RS-232/TTL) та особливості високоточного вимірювання параметрів мережі змінного струму. Вдосконалено алгоритми адаптивного енергоменеджменту, які, на відміну від стандартних, базуються на безпосередньому зчитуванні характеристик інвертора та врахуванні зовнішніх факторів (прогноз погоди, графіки відключень). Виконано моделювання енергетичного балансу домогосподарства та перевірку ефективності запропонованих сценаріїв керування («Економія», «Безпека»). Проведено оцінку економічної доцільності впровадження досліджуваної системи, розраховано показники окупності та чистий дисконтований дохід (NPV). На основі виконаної роботи запропоновано дворівневу архітектуру системи моніторингу, що забезпечує глибоку інтеграцію інвертора в екосистему «розумного будинку», дозволяє мінімізувати експлуатаційні витрати за рахунок нічного тарифу та гарантувати енергонезалежність під час аварійних відключень.