Mô hình hoá năng lượng và vận hành tối ưu với công nghệ Internet of Thing cho toà nhà tiết kiệm năng lượng

Nghiên cứu được tiến hành với mục tiêu: Xây dựng hệ thống giám sát điều khiển tự động hoá toà nhà; Xây dựng mô hình năng lượng và triển khai mô phỏng năng lượng; Đưa ra chiến lược vận hành tối ưu hoá năng lượng cho toà nhà.

CÁC ĐỀ XUẤT NGHIÊN CỨU KHOA HỌC - SESSION TWELVE MƠ HÌNH HỐ NĂNG LƯỢNG VÀ VẬN HÀNH TỐI ƯU VỚI CƠNG NGHỆ INTERNET OF THING CHO TỒ NHÀ TIẾT KIỆM NĂNG LƯỢNG Đào Văn Dũng(1) (1) Sinh viên khoa Điện – Đại học Công Nghiệp Hà Nội Email: dungdao191299@gmail.com Giảng viên hướng dẫn: TS Đặng Hồng Anh TĨM TẮT Với tình hình biến đổi khí hậu ngày đánh giá hệ thống vận hành tối ưu hay xấu nay, việc bảo vệ môi trường không cần phải dựa sở thực ngày xem trọng Bên cạnh tiễn thông số cụ thể Mà để phương pháp bảo vệ mơi trường thu kết tốn khắc phục ô nhiễm môi trường, sử dụng nhiều thời gian Vì việc áp dụng mơ nguồn lượng tái tạo việc tiết hình mơ lượng trở thành kiệm lượng, sử dụng tối ưu nguồn biện pháp lựa chọn nhằm đánh giá lượng việc độ hiệu chiến lược vận hành trước quan tâm Tuy nhiên để đưa vào thực nghiệm Từ khóa: Giám sát lượng, Điều khiển tự động,Tối ưu hoá, Vận hành tối ưu lượng, Cảm biến điều khiển, Mơ hình hố lượng, Mơ lượng GIỚI THIỆU Ngày ngay, với phát triển xã hội, kê cấu sử dụng lượng cho sống người ngày tiện loại hình tồ nhà, tiêu thụ lớn nghi đại Kéo theo phát triển hệ thống điều hồ khơng khí với khoảng đó, nhu cầu sử dụng lượng ngày 40%, chiếu sáng chiếm khoảng tăng cao, đặc biệt nhu cầu 30% tổng lượng tiêu thụ Chính việc nguồn lượng điện Chính việc thực tốt tiết kiệm lượng góp phần khơng nhỏ vào thay đổi khí sử dụng hiệu nguồn lượng hậu nóng lên toàn cầu, làm cạn kiệt giúp giảm tiêu thụ lượng, hạn chế nguồn tài nguyên thiên nhiên Theo thống tác động xấu đến môi trường kê, tổng lượng tiêu thụ cho công giảm lượng phát thải nhà kính Một trình xây dựng chiếm từ 40%-70% giải pháp tiết kiệm lượng lượng cung cấp cho thị Và theo thống sử dụng phương pháp điều 244 | DIỄN ĐÀN SINH VIÊN 2020 - NĂNG LƯỢNG TÁI TẠO CÁC ĐỀ XUẤT NGHIÊN CỨU KHOA HỌC - SESSION TWELVE khiển thơng minh đó, thiết bị chấp hành lệnh giám sát Một hệ thống vận hành thông minh tối ưu cần phải đảm bảo độ tiện nghi cho người sử dụng phải đảm bảo việc sử dụng tiết kiệm lượng Tuy nhiên với chiến lược đưa ra, ta thử nghiệm với hệ thống thực xây dựng dựa lập trình nhúng Arduino Các phần mềm mã nguồn mở Openhab, MQTT, InfluxDB,… có vai trị não giúp điều khiển giám sát thiết bị đóng vai trị thành hệ thu thập liệu tốn nhiều chi phí thời gian Vì việc đưa chiến lược thông qua mơ hình mơ giúp ta có kết gần sát với thực tế Dựa kết qua thu áp dụng với Hình 1: Sơ đồ nguyên lý hệ thống điều hệ thống thực Vì nhóm nghiên cứu đưa mục tiêu cho đề tài bao gồm: • • Xét tổng quan, hệ thống bao gồm Xây dựng hệ thống giám sát điều khiển thành phần thiết bị giám sát tự động hố tồ nhà lượng cảm biến, thiết bị điều Xây dựng mơ hình lượng triển khai mơ lượng • khiển tự động hố tồ nhà khiển điều khiển trung tâm Các thiết bị giám sát, cảm biến điều khiển kết nối vận hành thông qua điều Đưa chiến lược vận hành tối ưu hố khiển trung tâm thơng qua chuẩn giao lượng cho nhà tiếp M2M (hình 1) 2.2 Mơ hình hố lượng mơ PHƯƠNG PHÁP lượng 2.1 Hệ thống giám sát, điều khiển tự động Đối với việc xây dựng mơ hình lượng, hố tồ nhà mơ hình xây dựng cần phải có đáp ứng đủ Việc xây dựng hệ thống điều khiển tự động thông số để phục vụ cho việc tính tốn hố tồ nhà nhằm mục đích giúp cho hệ mơ phỏng, khơng bao gồm tham thống vận hành theo số kết cấu, vật liệu mà mơ mà chiến lược vận hành đề Hệ thống hình hệ thống điều khiển tự động cần xây dựng dựa phần cứng thiết phải đưa vào mơ hình Sau phần mềm mã nguồn mở Trong mơ hình cần mơ hình tốn học hố DIỄN ĐÀN SINH VIÊN 2020 - NĂNG LƯỢNG TÁI TẠO | 245 CÁC ĐỀ XUẤT NGHIÊN CỨU KHOA HỌC - SESSION TWELVE để thực việc tính tốn Vì phần mềm mơ (EnergyPlus,…) sử dụng việc xây dựng mô hình tính tốn mơ Hình 3: Tối ưu hố chiến lược vận hành Hình 2: Xây dựng mơ hình mơ lượng 2.3 Tối ưu hố chiến lược vận hành tự động Từ mơ hình lượng xây dựng được, Hình 4: Một số sở liệu thu thập ta đưa vào chiến lược vận hành đề để thực tính tốn mơ Dự kiến tác giả bắt tay vào Sau dựa tiêu chí xây dựng lên mơ hình lượng đặt ban đầu ( tiện nghi, tiết kiệm đưa vào chiến lược vận hành để lượng,…) kết nhận sau thực tiến hành mơ phỏng, tính tốn thực tính tốn mơ cho khoảng Kết cuối hướng đến thời gian dài( tháng, năm,…) ta tiếp tục hệ thống vận hành thông minh theo tối ưu lại thực việc mơ phỏng, từ chiến lược tối ưu hố Các kết thu đánh giá chiến lược tối ưu tiếp tục đưa vào công để đưa vào áp dụng thực nghiệm với bố khoa học sau hệ thống tự động hố xây dựng Mục đích cuối hướng đến đưa chiến lược vận hành tối ưu cho hệ thống 246 | DIỄN ĐÀN SINH VIÊN 2020 - NĂNG LƯỢNG TÁI TẠO CÁC ĐỀ XUẤT NGHIÊN CỨU KHOA HỌC - SESSION TWELVE KẾT LUẬN TÀI LIỆU THAM KHẢO Hệ thống điều khiển tự động [1] Pierluigi Siano, Demand response and smart grids—A survey, Renewable and Sustainable Energy Reviews, Volume 30, February 2014, Pages 461-478 [2] Angeliki Kylili, Paris A Fokaides “European smart cities: The role of zero energy buildings”, Sustainable Cities and Society, Volume 15, July 2015, Pages 86-95 [3] Daniel Tenfen; Benoit Delinchant; Frédéric Wurtz; Erlon C Finardi; Jaqueline Rolim; Rubipiara C Fernandes, “Load Demand, Batteries, and Electric Vehicles Modelling to the Energy Management of Microgrids”, Workshop ELECON, Magdeburg, October 2014 [4] Hoang-Anh Dang, Benoit Delinchant, and Frederic Wurtz Toward building energy management: Electric analog modeling for thermal behaviour simulation Nov 14-16, 2016, IEEE ICSET 2016 Conference, Hanoi, Vietnam [5] Hoang-Anh Dang, Benoit Delinchant, and Frederic Wurtz Modélisation en vue de la simulation énergétique des bâtiments : Application au prototypage virtuel et la gestion optimale de PREDIS MHI PhD Thesis 2013, University of Grenoble Alpes [6] Edward M Smith, David R Sewell, Patrick T Golden, System and method for energy management, US Patent 6,785,592, 2004 [7] Van-Binh Dinh, Benoit Delinchant, and Frederic Wurtz Méthodes et outils pour le dimensionnement des bâtiments et des systèmes énergétiques en phase d’esquisse intégrant la gestion optimale PhD Thesis 2016, University of Grenoble Alpes [8] IEC, Internet of things: Wireless sensor networks, White paper, 2014 [9] Techmaster Team, 2018, [IoT] Những điều cần biết giao thức MQTT, https://techmaster.vn/posts/34394/ iot-giao-thuc-mqtt-va-ung-dung-trong-iot ý tưởng lạ với người Tuy nhiên việc đưa vào chiến lược vận hành tối ưu hố lại chưa quan tâm rộng rãi Vì việc đưa vào giải pháp tổng thể điều cần thiết để phát huy hiệu cách tối đa khả hệ thống Đây giải pháp giúp cho nhà đạt mức Zero Net Energy kết hợp với hệ thống sử dụng nguồn lượng tái tạo NHÓM SINH VIÊN THỰC HIỆN Đào Văn Dũng Sinh năm 1999, sinh viên K12, khoa Điện, chuyên nghành Tự Động Hoá, Trường Đại học Công Nghiệp hà Nội Hướng nghiên cứu lập trình nhúng IOT GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN TS Đặng Hoàng Anh Tốt nghiệp Tiến sỹ ngành Kỹ Thuật Điện (2013) Trường Đại học Grenoble, CH Pháp Lĩnh vực nghiên cứu xoay quanh vấn đề Hiệu lượng nhà thơng minh, tích hợp lượng tái tạo hướng tới Zero Energy Building Các nghiên cứu chủ yếu gần tạp trung làm chủ hệ thống IOT cho nhà Mô lượng Các nghiên cứu tương lai gần định hướng vào vấn đề tối ưu lượng, tiện nghi chi phí cho hệ thống thực ứng dụng AI liên quan DIỄN ĐÀN SINH VIÊN 2020 - NĂNG LƯỢNG TÁI TẠO | 247 ... việc xây dựng mơ hình tính tốn mơ Hình 3: Tối ưu hố chiến lược vận hành Hình 2: Xây dựng mơ hình mơ lượng 2.3 Tối ưu hoá chiến lược vận hành tự động Từ mơ hình lượng xây dựng được, Hình 4: Một số... khiển kết nối vận hành thông qua điều Đưa chiến lược vận hành tối ưu hố khiển trung tâm thơng qua chuẩn giao lượng cho tồ nhà tiếp M2M (hình 1) 2.2 Mơ hình hố lượng mơ PHƯƠNG PHÁP lượng 2.1 Hệ... đưa vào chiến lược vận hành đề để thực tính tốn mơ Dự kiến tác giả bắt tay vào Sau dựa tiêu chí xây dựng lên mơ hình lượng đặt ban đầu ( tiện nghi, tiết kiệm đưa vào chiến lược vận hành để lượng, …)