Применение интернета вещей для возобновляемых источников энергии

Применение интернета вещей для возобновляемых источников энергии

Булатникова Е.Р., Деева Ю.А.

Научный руководитель: преподаватель Махова Л.А. Областное бюджетное профессиональное образовательное учреждение «Курский монтажный техникум» г. Курск

Долгое время в интернет умели выходить только компьютеры и мобильные телефоны. Сейчас выход в сеть есть у разных устройств: чайников, холодильников, автомобилей, станков на заводе.

Все эти устройства - часть интернета вещей. Разберемся, что это такое?

Интернет вещей (IoT, Internet of Things) - объединенная сеть устройств, которые умеют обмениваться информацией и выходить в общую сеть или интернет. Этими устройствами можно управлять удаленно.

Виды IoT-технологий: обычный (IoT) и индустриальный интернет вещей (IIoT).

В чем их отличие?

1. Классические умные устройства интернета вещей применяют только в быту, они недостаточно быстрые и надежные, чтобы решать производственные задачи.

Примеры интернета вещей в быту:

• Умные бытовые приборы - чайники, холодильники, пылесосы, розетки и лампочки.
• Системы безопасности дома - электронные замки, камеры наблюдения, которые оповещают при приближении к дому постороннего.
• Медицинское оборудование - например, браслеты, которые следят за пульсом и отправляют данные врачу.

2. Для задач бизнеса используют IIoT- индустриальный интернет вещей.

Такие устройства гораздо надежнее и безопаснее.

Данные, которые собирают все эти датчики и маячки, можно загружать в системы аналитики, чтобы строить прогнозы и анализировать работу всего производства.

Самые распространенные - датчики мониторинга и прогнозирования состояния окружающей среды. Они измеряют температуру, влажность воздуха, концентрацию химических загрязнений воздуха, воды, почвы, а также проверяют уровень шума, радиоактивного загрязнения и многое другое, в зависимости от целей мониторинга.

Какая же связь между IoT и возобновляемой энергией?

Оказывается IoT может стимулировать развитие возобновляемой энергетики.

В мире, где технологии развиваются с невероятной скоростью, и где каждый шаг к устойчивому будущему имеет огромное значение, Интернет вещей (IoT) открывает новые горизонты для возобновляемой энергетики.

С появлением технологий Интернета вещей (IoT), сектор возобновляемой энергии сталкивается с революционными изменениями, которые обещают сделать его более эффективным и управляемым.

IoT инструменты применяются для сбора и анализа данных в реальном времени для ветряных и солнечных электростанций, что позволяет их операторам оптимизировать работу и повысить общую производительность.

Атомная энергетика по праву считается ведущей отраслью в России. Это означает, что риск ошибки на конкретной станции нужно свести к нулю. А это возможно при автоматизации производства и внедрении приборов, в основе которых лежит искусственный интеллект, т.е. IoT

Например:

• Датчики на ветряных турбинах могут отслеживать их состояние и производительность, предоставляя данные для предиктивного обслуживания и минимизации простоев.
• Системы управления энергопотреблением, использующие IoT, могут автоматически регулировать подачу энергии в сеть, учитывая изменения в, спросе и погодных условиях.
• Датчики на основных узлах атомной станции, могут контролировать состояние оборудования и отслеживать жизненный цикл системы. Именно таким образом можно отследить, что через месяц выйдет из строя конкретная деталь, - и заранее заказать запчасти также для ближайших станций, оптимизируя логистику и сокращая расходы.  

Таким образом, преимущества использования IoT для управления возобновляемыми источниками энергии:

1. Повышение производительности за счет оптимизации работы оборудования и снижение времени простоя.
2. Снижение затрат достигается путем эффективного обслуживания и управления ресурсами, которые приводят к сокращают операционных расходов.
3. Улучшение управления автоматизацией процессов и улучшение контроля за распределением энергии.
4. Экологичность. Минимизация энергетических потерь и оптимизация потребления способствуют снижению углеродного следа.

Эти устройства способны в реальном времени собирать данные о потреблении, производстве и распределении энергии, что позволяет:

• Прогнозировать энергопотребление и адаптировать производство энергии в соответствии с потребностями.
• Автоматизировать процессы управления энергосистемами, снижая тем самым человеческий фактор и повышая точность реакции на изменения в сети;
• Оптимизировать работу оборудования, продлевая срок его службы и сокращая затраты на обслуживание.

Развитие IoT позволяет "уйти" от понятия человеческого фактора. Так, после мониторинга и анализа следующей стадией является автономия на производстве, где человеку не обязательно взаимодействовать с машинами.

Наконец, последняя стадия внедрения IoT на атомную станцию выглядит так: машины не только работают самостоятельно, но и прибегают к "цифровому общению", чтобы регулировать и адаптировать операции на производстве. 

С развитием технологий Интернета вещей (IoT) открываются новые возможности для улучшения эффективности использования возобновляемых источников энергии. Использование датчиков и умных устройств позволяет не только точно прогнозировать выработку энергии, но и оптимизировать работу оборудования для максимального использования потенциала ветра, солнца и других возобновляемых источников.

Однако, несмотря на значительные перспективы, существуют и вызовы, с которыми сталкивается отрасль при внедрении IoT:

Решение этих задач требует комплексного подхода, включая разработку новых стандартов безопасности, программ для обучения специалистов и инвестиции в развитие инфраструктуры.

Спрос на решения IoT и IIoT в мире и в России растет.

Прогнозируется, что глобальный рынок IIoT к 2025 году он вырастет до 110,6 млрд. Такой серьезный рост обеспечат платформы облачных вычислений и более быстрая связь.

В России  утвердили нацстандарт протокола для интернета вещей.

Это должно ускорить развитие отрасли в России и помочь отечественным разработчикам выйти на зарубежные рынки.

Росстандарт утвердил национальный стандарт протокола LoRaWAN для интернета вещей (Internet of Things, IoT). Наряду со стандартами NB-IoT и GSM это один из популярных протоколов беспроводной технологии, обеспечивающей связь между устройствами IoT.

Утвердил национальный стандарт приказом Росстандарта от 22 декабря 2023 г., а вступить в силу он должен 1 июля 2024 г.

Разработку стандарта вел технический комитет (ТК) 194 «Кибер-физические системы» при участии Ассоциации интернета вещей (АИВ).

Национальный стандарт нужен для того, чтобы унифицировать технические требования, которые предъявляют производители умных счетчиков и датчиков, и технические возможности сети, которую предоставляют операторы связи. Технология может применяться в различных сферах, в том числе в сфере возобновляемой энергии.

Подводя итог, можно сказать, что Интернет вещей (IoT) открывает новые горизонты для возобновляемой энергетики, делая её более эффективной, доступной и интегрированной. С помощью инновационных технологий сбора и анализа данных, можно оптимизировать работу различных источников возобновляемой энергии. Это шаг вперёд в области экологии. Пусть путь к чистой энергии будет освещён умными решениями IoT, которые помогут нам жить в гармонии с природой, сохраняя её богатства для последующих поколений.

Литература и источники

1. Возобновляемые источники энергии: термины и определения. Под общей редакцией Рустамова Н.А. – Издание второе, дополненное/ Т.И. Андреенко, В.Ф. Горнов, Р.М., Городничев и др. М.: Франтера. 2019. – 143 с.
2. Соколов Ю.И. Проблемы и риски возобновляемых источников энергии // Проблемы анализа риска. — 2021. — Т.18№4, научно-практический журнал.
3. Журнал «Вестник атомпрома» №6, 2023 год.
4. https://www.eprussia.ru/
5. https://www.itweek.ru/iot/article/detail.php?ID=185312