Integration of solar energy supply on a smart distribution board based on IoT system

DOI: 10.31673/2412-9070.2022.042228

Abstract

Modern electricity management of solar power supply at the smart distribution board is heavily dependent on the Internet of Things (IoT). It is still difficult to create practical, affordable intelligent systems for condition monitoring, protection and control at the smart distribution board of distribution networks.
Smart grids use the capabilities of information and communication technologies, especially the Internet of Things, to improve the sustainability, quality and productivity of energy production and demand forecasting, as well as to reduce resource consumption and increase the integration of renewable energy sources. The performance of the developed system is evaluated for a variety of residential electrical loads with different energy consumption patterns on a smart distribution board.
In this project, the photovoltaic tracking system as well as the cleaning system will be connected to the smart board. All the input data will be collected and sent via Bluetooth/WI-FI by a working prototype built on an Arduino board, which can independently collect and monitor the real-time energy and environmental conditions of solar plants. The mobile application is also used to allow individual users to monitor the system in real time, notify users of electrical system problems, display real-time energy consumption, and provide other important notifications and alerts to the remote user when there is a deviation of solar power production quality parameters from a predefined set of standard values. A number of improvements are also proposed for further integration with Internet of Things (IoT) and smart home technologies.

Keywords: Internet of Things; smart switchboard; renewable energy; photovoltaic power plant; IoT; cloud; sensor network; realtime monitoring; ESP32 microcontroller; data acquisition system.

References
1. Мадеті С. Р., Сінгх С. Н. Система моніторингу для фотоелектричних установок: огляд // Renew Sustain Energy Rev. 2017. 67. Р. 1180–1207. URL: https://doi.org/10.1016/j.rser.2016.09.088
2. Глобальні сучасні системи моніторингу для виробництва електроенергії на основі фотоелектричної системи: огляд / М. М. Рахман, Дж. Селварадж, Н. А. Рахім, М. Хасануззаман // Renew Sustain Energy Rev. 2018. 82. Р. 4142–4158. URL: https://doi.org/10.1016/j.rser.2017.10.111
3. Що таке IoT простими словами? URL: https://www.atiko.com.ua/articles-ua/chto-takoeiot-prostymi-slovami/
4. Андрощук Г. Інтелектуальна власність у системі Інтернету речей: економіко-правовий аспект // Теорія і практика інтелектуальної власності. 2017. №6. С. 68–78.
5. Брайчевський С. М. Проблема персональних даних в системах Інтернету речей з елементами штучного інтелекту // Інформація і право. 2019. №4 (31). С. 61–67.
6. Система моніторингу працездатності сонячної фотоелектричної панелі: програма Інтернету речей / P. M. Badave, B. Karthikeyan, S. M. Badave [et al.] // Досягнення інтелектуальної мережі та відновлюваної енергії. 2018. C. 347–355.
7. Інтелектуальний сонячний фотоелектричний блок віддаленого моніторингу та керування на базі IoT / S. Adhya, D. Saha, A. Das [et al.] // 2-га Міжнар. конф. з контролю, приладобудування, енергетичного зв’язку (CIEC). 2016. C. 432–436. URL: https://doi.org/10.1109/ciec.2016.7513793.
8. Технологічний огляд зарядних станцій постійного струму для електромобілів з використанням фотоелектричних джерел / К. Юссеф, Е. Фатіма, Е. Найя, А. Чакіб // IOP Conf. Ser Mater Sci Eng 353(1):012014. 2018. URL: https://doi.org/10.1088/1757-899x/353/1/012014