I. Mô hình hệ thống kiểm soát thiết bị tiêu thụ điện tại HCMUTE
Đề tài nghiên cứu tập trung vào thiết kế và thi công mô hình hệ thống kiểm soát thiết bị tiêu thụ điện trong phòng tại trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh (HCMUTE). Hệ thống này nhằm mục đích giám sát, kiểm tra từ xa hoạt động của thiết bị điện trong phòng thông qua việc đo lường tiêu thụ điện năng. Mô hình sử dụng các công nghệ hiện đại như Internet of Things (IoT), kết hợp với các thiết bị cảm biến, vi điều khiển và ứng dụng di động trên nền tảng Android. Việc ứng dụng IoT trong quản lý tiêu thụ điện năng trường đại học, đặc biệt là giám sát năng lượng từ xa, là một xu hướng quan trọng trong việc tiết kiệm năng lượng và nâng cao hiệu quả quản lý.
1.1. Kiểm soát năng lượng HCMUTE và quản lý tiêu thụ điện năng
Mục tiêu chính của mô hình hệ thống kiểm soát thiết bị tiêu thụ điện là cung cấp một giải pháp quản lý tiêu thụ điện năng hiệu quả tại HCMUTE. Hệ thống sẽ giúp giám sát chính xác lượng điện năng tiêu thụ của từng thiết bị, từ đó giúp phát hiện và xử lý các sự cố, cũng như đưa ra các biện pháp tiết kiệm năng lượng hiệu quả. Việc giảm sát năng lượng trường đại học được thực hiện thông qua việc thu thập dữ liệu từ các cảm biến điện năng, xử lý dữ liệu và hiển thị kết quả trên ứng dụng di động. Mô hình quản lý năng lượng HCMUTE này tập trung vào việc tối ưu hóa tiêu chuẩn năng lượng HCMUTE, giảm chi phí vận hành và góp phần bảo vệ môi trường. Giải pháp tiết kiệm điện năng được tích hợp trong mô hình dự báo tiêu thụ điện HCMUTE, tạo điều kiện cho việc ra quyết định nhanh chóng và hiệu quả trong việc tối ưu hóa tiêu thụ điện HCMUTE.
1.2. Ứng dụng IoT trong quản lý năng lượng HCMUTE
Mô hình hệ thống này tận dụng công nghệ Internet of Things (IoT) để giám sát và quản lý điện năng một cách hiệu quả. Việc sử dụng các cảm biến điện năng kết nối không dây cho phép thu thập dữ liệu từ nhiều điểm khác nhau trong trường đại học. Dữ liệu được truyền về trung tâm xử lý thông qua mạng WiFi hoặc công nghệ LoRa. Ứng dụng IoT giúp cho việc giám sát năng lượng từ xa, thu thập dữ liệu điện năng và phân tích tiêu thụ điện năng trở nên dễ dàng và thuận tiện hơn. Dữ liệu được lưu trữ và phân tích trên phần mềm quản lý năng lượng, cho phép người dùng truy cập và theo dõi từ xa thông qua ứng dụng di động. Internet of Things (IoT) đóng vai trò quan trọng trong việc xây dựng hệ thống điện thông minh HCMUTE.
II. Phân tích tiêu thụ điện năng và thiết bị đo điện năng
Nghiên cứu tập trung vào phân tích tiêu thụ điện năng của các thiết bị trong phòng. Hệ thống sử dụng cảm biến dòng CT103U 5A/2.5mA để đo lường dòng điện tiêu thụ. Dữ liệu này được chuyển đổi và xử lý bởi vi điều khiển PIC 18F4550 và PIC 16F886. Thiết bị đo điện năng được thiết kế nhỏ gọn, dễ lắp đặt và có độ chính xác cao. Việc phân tích dữ liệu tiêu thụ điện giúp đánh giá hiệu quả sử dụng năng lượng và phát hiện các thiết bị tiêu thụ điện năng quá mức.
2.1. Thu thập dữ liệu điện năng và xử lý dữ liệu tiêu thụ điện
Hệ thống sử dụng cảm biến dòng để thu thập dữ liệu điện năng. Dữ liệu thô được xử lý bởi vi điều khiển để chuyển đổi thành thông tin có ý nghĩa. Xử lý dữ liệu tiêu thụ điện bao gồm các bước như lọc nhiễu, hiệu chỉnh và tính toán tổng năng lượng tiêu thụ. Dữ liệu được định dạng và chuẩn bị để truyền lên phần mềm quản lý năng lượng hoặc ứng dụng di động. Thu thập dữ liệu điện năng được thực hiện liên tục để đảm bảo độ chính xác và độ tin cậy của hệ thống. Phân tích dữ liệu tiêu thụ điện cung cấp thông tin chi tiết về việc sử dụng điện năng của các thiết bị, từ đó giúp đưa ra các biện pháp tiết kiệm năng lượng hiệu quả.
2.2. Phần mềm quản lý năng lượng và báo cáo năng lượng HCMUTE
Phần mềm quản lý năng lượng được phát triển để hiển thị và phân tích dữ liệu tiêu thụ điện năng. Phần mềm cho phép người dùng theo dõi lượng điện năng tiêu thụ của từng phòng, từng thiết bị. Báo cáo năng lượng HCMUTE được tạo tự động, cung cấp thông tin tổng quan về tình hình tiêu thụ điện năng trong toàn trường đại học. Phần mềm cũng tích hợp các tính năng cảnh báo và đề xuất các biện pháp tiết kiệm năng lượng. Phần mềm quản lý năng lượng đóng vai trò quan trọng trong việc quản lý điện năng hiệu quả và giảm sát năng lượng từ xa. Việc tạo ra các báo cáo năng lượng HCMUTE định kỳ giúp cho việc đánh giá hiệu quả của các biện pháp tiết kiệm năng lượng.
III. Hệ thống giám sát điện năng thời gian thực HCMUTE
Một trong những điểm mạnh của mô hình là khả năng giám sát điện năng thời gian thực. Ứng dụng Android cho phép người dùng theo dõi lượng điện năng tiêu thụ tức thời. Hệ thống giám sát điện năng thời gian thực HCMUTE giúp phát hiện nhanh chóng các sự cố về điện năng. Dữ liệu được cập nhật liên tục, cho phép người dùng đưa ra quyết định kịp thời. Hệ thống này góp phần tăng cường hiệu quả quản lý điện năng và giảm thiểu rủi ro.
3.1. Giám sát năng lượng từ xa và hệ thống SCADA điện năng
Khả năng giám sát năng lượng từ xa là một tính năng quan trọng của hệ thống. Người dùng có thể truy cập và theo dõi dữ liệu từ bất kỳ đâu có kết nối internet. Hệ thống sử dụng giao thức HTTP để truyền dữ liệu giữa các thiết bị và ứng dụng. Giám sát năng lượng từ xa giúp tiết kiệm thời gian và công sức trong việc quản lý điện năng. Hệ thống SCADA điện năng được tích hợp vào mô hình để đảm bảo tính toàn vẹn và độ tin cậy của dữ liệu. Việc giám sát năng lượng từ xa đóng góp lớn vào việc quản lý điện năng hiệu quả.
3.2. Thiết bị đo điện năng thông minh và mô phỏng hệ thống kiểm soát điện năng
Thiết bị đo điện năng thông minh được sử dụng trong mô hình để nâng cao hiệu quả giám sát. Thiết bị tích hợp các cảm biến và khả năng truyền dữ liệu không dây. Mô phỏng hệ thống kiểm soát điện năng trước khi triển khai thực tế giúp tối ưu hóa hiệu suất của hệ thống. Thiết bị đo điện năng thông minh giúp cho việc thu thập và xử lý dữ liệu chính xác hơn. Việc mô phỏng hệ thống kiểm soát điện năng cho phép đánh giá hiệu quả của mô hình trước khi ứng dụng vào thực tế. Đây là một bước quan trọng trong việc đảm bảo tính hiệu quả của hệ thống.
