Titelaufnahme

Titel
Intelligente Nutzung erneuerbarer Energie : Prototyp Entwicklung eines Smart Meter
Weitere Titel
Intelligent use of renewable energy Prototype development of a Smart Meter
AutorInnenMayr, Bernhard
GutachterAndert, Herbert ; Kucera, Gernot
Erschienen2015
Datum der AbgabeJuni 2015
SpracheDeutsch
DokumenttypBachelorarbeit
Schlagwörter (DE)Akkumulator / Arduino / Erneuerbare Energie / Interrupt / Micro-Controller / Smart Grids / Smart Meter / Speicherkraftwerk / SQL-Datenbank / Photovoltaikanlage / PHP-Skript
Schlagwörter (EN)accumulator / arduino / renewable energy / interrupt / micro-controller / smart grids / smart meter / storage power plant / sql-database / photovoltaic plant / php-script
Zugriffsbeschränkung
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Klassifikation
Zusammenfassung (Deutsch)

Das Thema der Stromgewinnung aus erneuerbaren Energieressourcen gewinnt in der jetzigen Zeit immer mehr an Bedeutung und wird durch den steigenden Umweltgedanken der Menschheit und der Länder immer mehr forciert. Ausschlaggebend für diesen Wandel sind die sinkenden Vorräte von fossilen Materialien (Öl, Gas usw.) sowie das steigende Bewusst sein über die Risiken und Gefahren bei der Erzeugung des Atomstroms.

Diese wissenschaftliche Arbeit ist in zwei Teile unterteilt, wobei sich der erste Abschnitt einerseits mit den Vor- und Nachteilen der Stromgewinnung aus erneuerbaren Energiequellen beschäftigt und auf der anderen Seite auf die daraus resultierenden Probleme mit dieser Energieform aufmerksam gemacht wird.

Die bestehende Infrastruktur für die Stromregulierung steht vor einer Herausforderung, der sich in naher Zukunft zu stellen sein wird. Etwaige Schwierigkeiten und Problematiken in der Versorgung gilt es zu beseitigen. In diesem Zusammenhang findet auch das Wort „Smart Grids“ eine außergewöhnliche und sinnhafte Bedeutung.

Weiters werden auch Chancen und Möglichkeiten beschrieben, wie der gewonnene Strom in Zukunft optimal genutzt werden kann und wo diese Systeme in unserem Alltag Anwendung finden könnten. Eine Vielzahl von Alternativen wird im letzten Abschnitt des ersten Kapitels dieser Arbeit angeführt und näher beschrieben. Dies ermöglicht einen

Einblick in das „Energienetz der Zukunft“.

Der zweite Teil dieser Arbeit beschäftigt sich mit der Realisierung von einer kostengünstigen und vielseitig einsetzbaren Gerätschaft, welche für den optimalen und effizienten Stromhaushalt in einem Einfamilienhaus sorgen soll. Das Einsatzgebiet dieses Instrumentes soll in privaten Haushalten Anwendung finden, wo Strom mit Hilfe von

Sonnenlicht durch eine Photovoltaikanlage erzeugt wird.

Die Realisierung des Prototyps hat als oberstes Ziel, die von der Anlage erzeugte Energie im eigenen Haushalt optimal zu nutzen, bevor der Überschuss in das öffentliche Netz eingespeist wird. Neben den Regelungsaufgaben bietet das Modul eine einfache Parametrierungs- und Informationsoberfläche. Diese bietet eine rasche Übersicht der

aktuell erzeugten und verbrauchten Leistung, sowie den Zustand der einzelnen Verbraucher im Haushalt. Ein weiteres Feature bietet die auf einen externen Webserver befindliche Datenbank. In definierten Abständen schickt der Controller diverse Daten an ein PHP-Skript, welches Daten in die Datenbank einfügt. Für die individuelle Weiterverarbeitung der Daten rundet ein weiteres PHP-Skript den Verwendungszweck des abgewandelten Smart Meters ab.

Neben den technischen Aspekten überzeugt auch die Kosten-Nutzen-Rechnung dieses Produktes.

Zusammenfassung (Englisch)

The theme to produce energy from renewable resources is in these times very importance. The thought to save energy is an result from the environmental awareness people and the humanity and the countries, because they are pushing the theme more and more. The factor is on the one side the end of fossil materials (oil, gas. etc.) and on the other side the process from nuclear power is dangerous and the storage from nuclear rods problematic.

Another aspect is was the current problems with the pipeline network and the failed communication in the upper layer at the power line system. Because at the moment the control system auf the power is in the highest surface at the system cecks and controls the production of current power. The problem in this case is the production from many small power plant in a lower layer for example small wind farms, photovoltaic systems and many other systems. the production output of these small plants can not be included in the calculation in the control system, because communication is lacking between the two.

This fact has the consequence that at the moment the padding is the current balance using is controlled by past experience. An important rule is that only as much electricity as is produced in the torque is required. this balance can not be maintained, as it could in the worst case to a blackout or a collapse of the electric powersystems.

This script is divided in two parts. One part is the theoretical part and includes the production of the renewable energy and the development in the future. The word “smart grids” is a keyword in this situation and describe intelligent energy system and energy networks around the world.

The last point in the theoretical part describe the next steps in the future and developments to produce and applicate auf renewable energy.

The second part is a technical theme and deals with the realization and development of a smart meter for the private household which use a photovoltaic system the produce electricity from the sun. The idea of the prototype or smart meter is to use the energy during the day automatically. That means when the homeowners at work the machine switch the machines in the household on when the production of electricity in the photovoltaic system is higher as the energy use in the house. In the opposite is the production of the photovoltaic system lower as the energy use, so the controller switch the consumers off.

At the micro controller is also included a webserver and his task is to connect the controller with the world wide web. On the webserver works a web interface an give the consumers the current status of manufacturing energy and the consumers energy back. Once a day the controller send the actual values from the machine to an external database. The database stores the values and can be used at a different time for evaluations.

Apart from the technical aspects, the cost-benefit analysis also convinced of this product.

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