Entwurf und Implementierung einer Node-Red-basierten Open-Source-SCADA-Architektur für ein hybrides Energiesystem

Derzeit gelten hybride erneuerbare Energiesysteme (HRPS) als zuverlässige Kombinationen zur Stromerzeugung unter verschiedenen Bedingungen. Die Herausforderung, vor der Forscher und Ingenieure heute stehen, ist die Gestaltung und Implementierung eines zuverlässigen, effizienten und anwendbaren SCADA-Systems für die angemessene Überwachung und Steuerung von hybriden Energiesystemen. Um die wesentlichen Parameter eines HRPS zu analysieren, zu beobachten und zu steuern, ist ein SCADA-System entscheidend. Im Rahmen dieser Studie wird ein kostengünstiges, energieeffizientes, Open-Source-SCADA-System (Supervisory, Control, and Data Acquisition) für hybride erneuerbare Energiesysteme vorgestellt. Das System verwendet zwei Remote-Terminal-Einheiten (RTUs), ein Arduino Mega2560 und ein Wio-Terminal, um mit allen Aktuatoren zu kommunizieren und wichtige Systemmerkmale wie Spannung, Strom und Leistung zu messen. Mithilfe des Firmata-Protokolls dient ein Laptop als zentrale Terminaleinheit (MTU) zur Kommunikation mit dem Arduino. Neben der Funktion als zentrales Element des Systems wird Node-Red zur Verarbeitung, Analyse, Speicherung und Anzeige von Daten verwendet. Im Gegensatz dazu wird ein Wio-Terminal verwendet, um die Werte aller Sensoren in Echtzeit auf seinem LCD-Bildschirm anzuzeigen. Insgesamt wurde das vorgeschlagene SCADA-System entwickelt, um das HRPS reibungslos und sicher zu betreiben, indem es wichtige Parameter anzeigt, signifikante Fehler meldet und den Generator steuert, sodass die Batterien korrekt geladen und entladen werden können. Diese Arbeit bietet eine vollständige Beschreibung aller Algorithmen, experimentellen Anordnungen, Tests und Ergebnisse.