- -

Sistema de supervisión low-cost con algoritmo de diagnóstico predictivo de puntos calientes en paneles fotovoltaicos

RiuNet: Institutional repository of the Polithecnic University of Valencia

Share/Send to

Cited by

Statistics

  • Estadisticas de Uso

Sistema de supervisión low-cost con algoritmo de diagnóstico predictivo de puntos calientes en paneles fotovoltaicos

Show simple item record

Files in this item

dc.contributor.advisor García Moreno, Emilio es_ES
dc.contributor.author Rouin Jarjour, Mustapha es_ES
dc.date.accessioned 2021-01-13T14:04:08Z
dc.date.available 2021-01-13T14:04:08Z
dc.date.created 2020-12-14
dc.date.issued 2021-01-13 es_ES
dc.identifier.uri http://hdl.handle.net/10251/158913
dc.description.abstract [ES] Uno de los principales y más frecuentes problemas de las instalaciones solares fotovoltaicas es la formación de puntos calientes, generalmente a causa de un sombreado parcial o suciedad, en lo paneles solares. Este trabajo de final de máster pretende buscar una solución factible y óptima para este problema, comenzando por realizar simulaciones con la ayuda de la herramienta Simulink, para comprender mejor el comportamiento de los paneles solares y obtener modelos de funcionamiento de las celdas y paneles solares fotovoltaicos a partir de la irradiación solar y de la temperatura ambiente. El siguiente paso es diseñar un sistema de lectura de mediciones de corriente y voltaje de los módulos solares individualmente, implementar un protocolo de comunicaciones entre el sistema de mediciones y el sistema de control y supervisión, escoger adecuadamente el sistema de control y supervisión y establecer correctamente la comunicación entre ambos sistemas. Finalmente se desarrolla un algoritmo predictivo capaz de detectar una anomalía en las curvas de funcionamiento de los paneles solares, con el fin de frenar posibles apariciones de puntos calientes desde su fase inicial, tratando de evitar así que el fallo llegue a ser catastrófico. Para implementar la idea descrita, se hace uso de un dispositivo cuyo software es gratuito, se trata de Arduino UNO, que se le agrega un módulo de expansión de entradas analógicas (29 entradas en total) para conectar los sensores de corriente y de voltaje de hasta 14 paneles fotovoltaicos por cada dispositivo Arduino, y una tarjeta de red para conectar el dispositivo a la red de Internet mediante un cable Ethernet. La supervisión y monitorización se lleva a cabo mediante Codesys, un entorno gratuito de desarrollo para la programación de controladores conforme con el estándar industrial internacional IEC 61131-3. Codesys ofrece la opción de utilizar un PLC virtual que se instala en el PC. Para el caso de este trabajo, se hará uso de esta herramienta. Y por último, el protocolo de comunicaciones escogido es el actual MQTT enfocado a IoT. es_ES
dc.description.abstract [CA] Un dels principals i més freqüents problemes de les instal·lacions solars fotovoltaiques és la formació de punts calents, generalment a causa d'un sombrejat parcial o brutícia, en el panells solars. Aquest treball de fi de màster pretén buscar una solució factible i òptima per a aquest problema, començant per realitzar simulacions amb l'ajuda de l'eina Simulink, per comprendre millor el comportament dels panells solars i obtenir models de funcionament de les cel·les i panells solars fotovoltaics a partir de la irradiació solar i de la temperatura ambient. El següent pas és dissenyar un sistema de lectura de mesuraments de corrent i voltatge dels mòduls solars individualment, implementar un protocol de comunicacions entre el sistema de mesuraments i el sistema de control i supervisió, escollir adequadament el sistema de control i supervisió i establir correctament la comunicació entre els dos sistemes. Finalment es desenvolupa un algoritme predictiu capaç de detectar una anomalia en les corbes de funcionament dels panells solars, per tal de frenar possibles aparicions de punts calents des de la seva fase inicial, tractant d'evitar així que la decisió arribi a ser catastròfic. Per implementar la idea descrita, es fa ús d'un dispositiu que el software de programació del mateix és gratuït, es tracta d'Arduino UNO, que se li afegeix un mòdul d'expansió d'entrades analògiques (29 entrades en total) per connectar els sensors de corrent i de voltatge de fins a 14 panells fotovoltaics per cada dispositiu Arduino, i una targeta de xarxa per connectar el dispositiu a la xarxa d'Internet mitjançant un cable Ethernet. La supervisió i monitorització es porta a terme mitjançant CoDeSys, un entorn gratuït de desenvolupament per a la programació de controladors d'acord amb l'estàndard industrial internacional IEC 61131-3. CoDeSys ofereix l'opció d'utilitzar un PLC virtual que s'instal·la al PC. Per al cas d'aquest treball, es farà ús d'aquesta eina. I finalment, el protocol de comunicacions escollit és l'actual MQTT enfocat a IoT. es_ES
dc.description.abstract [EN] One of the main and most frequent problems with solar photovoltaic installations is the formation of hot spots, usually due to partial shading or dirt, on the solar panels. This final master's work aims to find a feasible and optimal solution to this problem, starting by performing simulations with the help of the Simulink tool, to better understand the behavior of solar panels and to obtain models of the functioning of photovoltaic solar cells and panels from solar irradiation and ambient temperature. The next step is to design a system for reading current and voltage measurements of the individual solar modules, implement a communication protocol between the measurement system and the control and monitoring system, choose the control and monitoring system appropriately, and establish correct communication between the two systems. Finally, a predictive algorithm capable of detecting an anomaly in the operating curves of the solar panels is developed, in order to stop possible hot spots from appearing from their initial phase, thus trying to prevent the failure from becoming catastrophic. To implement the idea described, a device is used whose software is free, it is Arduino UNO, which adds an expansion module of analog inputs (29 inputs in total) to connect the current and voltage sensors of up to 14 photovoltaic panels for each Arduino device, and a network card to connect the device to the Internet through an Ethernet cable. The supervision and monitoring are carried out by Codesys, a free development environment for the programming of controllers according to the international industrial standard IEC 61131-3. Codesys offers the option of using a virtual PLC that is installed in the PC. For the case of this work, this tool will be used. And finally, the communication protocol chosen is the current MQTT focused on IoT. es_ES
dc.format.extent 63 es_ES
dc.language Español es_ES
dc.publisher Universitat Politècnica de València es_ES
dc.rights Reconocimiento - No comercial (by-nc) es_ES
dc.subject Punts calents es_ES
dc.subject Panell fotovoltaic es_ES
dc.subject Cèl·lula fotovoltaica es_ES
dc.subject Energía solar es_ES
dc.subject Célula fotovoltaica es_ES
dc.subject Panel fotovoltaico es_ES
dc.subject Puntos calientes es_ES
dc.subject Arduino es_ES
dc.subject MQTT es_ES
dc.subject Topic es_ES
dc.subject Ethernet es_ES
dc.subject Codesys es_ES
dc.subject Monitorización es_ES
dc.subject IoT es_ES
dc.subject PLC es_ES
dc.subject Solar energy es_ES
dc.subject Photovoltaic cell es_ES
dc.subject Photovoltaic panel es_ES
dc.subject Hot spots es_ES
dc.subject Broker es_ES
dc.subject Monitoring es_ES
dc.subject.classification INGENIERIA DE SISTEMAS Y AUTOMATICA es_ES
dc.subject.other Máster Universitario en Automática e Informática Industrial-Màster Universitari en Automàtica i Informàtica Industrial es_ES
dc.title Sistema de supervisión low-cost con algoritmo de diagnóstico predictivo de puntos calientes en paneles fotovoltaicos es_ES
dc.type Tesis de máster es_ES
dc.rights.accessRights Abierto es_ES
dc.contributor.affiliation Universitat Politècnica de València. Departamento de Ingeniería de Sistemas y Automática - Departament d'Enginyeria de Sistemes i Automàtica es_ES
dc.description.bibliographicCitation Rouin Jarjour, M. (2020). Sistema de supervisión low-cost con algoritmo de diagnóstico predictivo de puntos calientes en paneles fotovoltaicos. Universitat Politècnica de València. http://hdl.handle.net/10251/158913 es_ES
dc.description.accrualMethod TFGM es_ES
dc.relation.pasarela TFGM\141029 es_ES


This item appears in the following Collection(s)

Show simple item record