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FACOLTÀ DI INGEGNERIA CORSO DI LAUREA IN INGEGNERIA INFORMATICA E AUTOMATICA TESI DI LAUREA Supervisione della potenza elettrica in una smart grid tramite.

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Presentazione sul tema: "FACOLTÀ DI INGEGNERIA CORSO DI LAUREA IN INGEGNERIA INFORMATICA E AUTOMATICA TESI DI LAUREA Supervisione della potenza elettrica in una smart grid tramite."— Transcript della presentazione:

1 FACOLTÀ DI INGEGNERIA CORSO DI LAUREA IN INGEGNERIA INFORMATICA E AUTOMATICA TESI DI LAUREA Supervisione della potenza elettrica in una smart grid tramite arduino LAUREANDO Federico Mariani RELATORE CORRELATORE Prof. Francesco Delli Priscoli Prof. Vincenzo Suraci Anno Accademico 2012/2013

2 Obiettivi Supervisione della potenza elettrica in una Smart grid tramite arduino LAUREANDO : FEDERICO MARIANI- AA 2012/ SAPIENZA UNIVERSITÀ DI ROMA Prototipo per il controllo e il monitoraggio della potenza elettrica sfruttata da strumenti elettrici ed elettronici in una abitazione o unindustria Struttura rete elettrica Metodi per la misura della corrente Piattaforma Sistema informatico Sistema di comunicazione Potenza elettrica Progettazione: Realizzazione:

3 Contestualizzazione Supervisione della potenza elettrica in una Smart grid tramite arduino LAUREANDO : FEDERICO MARIANI- AA 2012/ SAPIENZA UNIVERSITÀ DI ROMA Perchè si parla di smart grid? Piano Ridurre del 20% le emissione di CO2 Aumentare del 20% la quota di energia prodotta da fonti rinnovabili Portare al 20% il risparmio energetico Demand side management

4 Architettura Supervisione della potenza elettrica in una Smart grid tramite arduino LAUREANDO : FEDERICO MARIANI- AA 2012/ SAPIENZA UNIVERSITÀ DI ROMA HAN e smart metering

5 Progetto Supervisione della potenza elettrica in una Smart grid tramite arduino LAUREANDO : FEDERICO MARIANI- AA 2012/ SAPIENZA UNIVERSITÀ DI ROMA Sensore di corrente Microcontrollore Relay Scada

6 Realizzazione Supervisione della potenza elettrica in una Smart grid tramite arduino LAUREANDO : FEDERICO MARIANI- AA 2012/ SAPIENZA UNIVERSITÀ DI ROMA Arduino UNO Relay shield 1.3 per Arduino Sensore di corrente ad effetto hall ACS578 Carichi di prova HTML/PHP

7 Architettura hardware Supervisione della potenza elettrica in una Smart grid tramite arduino LAUREANDO : FEDERICO MARIANI- AA 2012/ SAPIENZA UNIVERSITÀ DI ROMA

8 Schema di funzionamento Supervisione della potenza elettrica in una Smart grid tramite arduino LAUREANDO : FEDERICO MARIANI- AA 2012/ SAPIENZA UNIVERSITÀ DI ROMA

9 Calcolo potenza assorbita Supervisione della potenza elettrica in una Smart grid tramite arduino LAUREANDO : FEDERICO MARIANI- AA 2012/ SAPIENZA UNIVERSITÀ DI ROMA Potenza attiva in regime sinusoidale: Problema sfasamento Carico resistivo Carico induttivo Cos(φ) = 0.9

10 Calcolo potenza nel software sviluppato Supervisione della potenza elettrica in una Smart grid tramite arduino LAUREANDO : FEDERICO MARIANI- AA 2012/ SAPIENZA UNIVERSITÀ DI ROMA Media aritmetica con: M = corrente totale n = numero misure x i = valori campione di corrente Procedura: Ogni milli secondo arduino legge il valore della corrente e lo somma a quelli passati, quindi aggiorna la variabile Dopo 500 millisecondi viene effettuata la media Il valore M viene moltiplicato per la tensione e cos(φ) Ogni milli secondo arduino legge il valore della corrente e lo somma a quelli passati, quindi aggiorna la variabile Dopo 500 millisecondi viene effettuata la media Il valore M viene moltiplicato per la tensione e cos(φ) Errore: 10% su carichi induttivi, 5% su carichi resistivi

11 Taratura Supervisione della potenza elettrica in una Smart grid tramite arduino LAUREANDO : FEDERICO MARIANI- AA 2012/ SAPIENZA UNIVERSITÀ DI ROMA Algebricamente Amperometro campione Considerando il sistema sensore/arduino Algebricamente Amperometro campione Considerando il sistema sensore/arduino ACS Ampere, -50 Ampere Convertitore A/D arduino: 10bit 1024 segmenti

12 Comunicazione Supervisione della potenza elettrica in una Smart grid tramite arduino LAUREANDO : FEDERICO MARIANI- AA 2012/ SAPIENZA UNIVERSITÀ DI ROMA Struttura server/client, computer/arduino Wamp attraverso porta seriale Grazie a dei programmi scritti in HTML e PHP è stato possibile comunicare con arduino tramite rs232, attraverso librerie esterne (php_serial.class.php) Grazie a dei programmi scritti in HTML e PHP è stato possibile comunicare con arduino tramite rs232, attraverso librerie esterne (php_serial.class.php)

13 Pagina HMTL Supervisione della potenza elettrica in una Smart grid tramite arduino LAUREANDO : FEDERICO MARIANI- AA 2012/ SAPIENZA UNIVERSITÀ DI ROMA Monitoraggio potenza:Controllo relay:

14 Miglioramenti e conclusioni Supervisione della potenza elettrica in una Smart grid tramite arduino LAUREANDO : FEDERICO MARIANI- AA 2012/ SAPIENZA UNIVERSITÀ DI ROMA Il sistema così sviluppato può essere reso autonomo grazie al modulo: RN-XV wi-fly shield Connessione TCP/IP con il router La definizione di uno standard è un punto molto importante Grazie alla versatilità degli strumenti utilizzati, il progetto così sviluppato si presta a future espansioni Oltre che miglioramenti sul lato software Dai test effettuati non sono state riscontrate anomalie, e il sistema così sviluppato risulta robusto

15 Grazie per lattenzione


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