Kontekst
Dębicka firma z branży wentylacyjnej po za produkcją standardowych przewodów wentylacyjnych jest również liderem w tworzeniu innowacyjnych rozwiązań wspomagających wentylację grawitacyjną. Produkowane nasady kominowe służą do wspomagania ciągu w wentylacji grawitacyjnej, co poprawia komfort przebywania w pomieszczeniach. Nasady zasilane są z sieci elektrycznej, jednak aby pójść krok w stronę innowacji należy rozważyć również lokalizacje gdzie podłączenie urządzenia do sieci jest bardzo utrudnione lub wręcz niemożliwe.
Wyzwanie
Celem projektu jest stworzenie sterownika inteligentnego układu nadążającego dla panelu fotowoltaicznego zamontowanego na nasadzie. Rozwiązanie musi spełniać następujące wytyczne:
- Sterownik oraz układ nadąży zasilany tylko i wyłącznie z panela fotowoltaicznego
- Układ nadążny musi podążać za słońcem celem wydłużenia czasu działania nasady
- Powrót panela na pozycje wschodnią po zachodzie słońca
- Czas uczenia się sterownika to 5 dni
Współpraca i wdrożenie
Projekt rozpoczęła szczegółowa symulacja możliwych uzysków czasu działania oraz pełna analiza SWOT rozwiązań. Podczas analiz pod uwagę były brane pozycje słońca, dane metrologiczne z poprzednich lat oraz przykładowe lokalizacje geograficzne. Pozytywne wyniki analiz zdeterminowały decyzję o kontynuacji - projekt był realizowany w podziale na następujące etapy:
- Przygotowanie prototypu elektronicznego urządzenia
- Wykonanie oprogramowania pozwalającego na "uczenie się"
- Inżynierskie testy zgodności z normami
- Testy prototypu w rzeczywistych warunkach
- Modyfikacja urządzenia w oparciu o uzyskane dane
- Badania oraz Certyfikacja urządzenia w akredytowanych ośrodkach
- Wdrożenie do produkcji
Korzyści
Stworzony sterownik nasady:
- Jest pierwszym na rynku rozwiązaniem tego typu
- Umożliwia zastosowanie elementów wspomagających wentylację bez konieczności doprowadzania zasilania
- Szybkie uczenie się oraz algorytm zarządzania energią zapewnia optymalne dysponowanie energią pozyskaną z PV.
Rozwiązanie
Sprzętowy sterownik został stworzony na dwustronnej płytce PCB w oparciu o elementy w technologii SMD. Dużym wyzwaniem było optymalne ułożenie elementów na płytce ze względu na mocno ograniczone miejsce. Sercem układu jest procesor Atmega16 pozwalająca na optymalne obsłużenie wszystkich peryferiów. Algorytm układu nadążnego zaprojektowany jest w taki sposób aby jak najlepiej radzić sobie z zanikami zasilania w pochmurny dzień, a także jak najoszczędniej dysponować pozyskaną energią.
