Sistem de Evaluare în Timp Real a Potențialului

In the present paper are described all the steps in real-time measurement, configuration and testing of a smart wind direction sensor with a temperature sensor attached. The data or signals were collected with an advanced data acquisition system from National Instruments, NI – cRIO 9004 (chassis = cRIO 9104; controller = cRIO 9004), wich was programmed with NI-RIO 2.3 software (a sort of operating system).

NI-cRIO 9004 has a data acquisition module attached, NI 9221, where the wind direction sensor and thermometer are directly connected. NI 9221 is a special data acquisition module destined to acquire analogical signals from -60 V to +60 Volts.

The connection of NI – cRIO 9004 with the computer is made with TCP/IP 802.11 b/d/g wireless protocol and so the electrical signals are displayed on a computer / laptop. It was used a D-Link router configured as an Access Point to establish the network connections (remotely) and a very powerful antenna to ensure a very wide area of connectivity with cRIO 9104 and the laptop.

To be able to read analogical signals with NI-cRIO 9004 and NI 9221 and to display them on the computer I had to implement an application in the LAB View 8.5 Platform and of course prior to this I’ve used “Measurement & Automation Explorer” under National Instruments platform to proper configure and program the NI-cRIO 9004 (Compact RIO real-time controller); so in this way it is able to communicate in real-time mode with all the equipments connected to controller and with laptop or computer.

All the readings must be calibrated for coresponding with a correct scale proper for every device used because this two sensors are not factory-default calibrated. This calibration is a mathematical adjustment for read data. It can be used special formulas to do this or simple mathematical operations to bring to reality the results.

The results were very interesting…

1. Introducere:

Acum când tot mai mult se pune problema globalizării şi al epuizării resurselor energetice foarte greu regenerabile ale Terrei (petrol, gaze naturale – NH4) trebuie să ne indreptăm atenţia şi privirile spre resursele celelalte ale Terrei, resurse regenerabile şi cu un potenţial energetic imens de valorificare (lumina solară, apele, vânturile). Incălzirea globală şi schimbările drastice ale climei

Terrei cu efecte ireversibile asupra tuturor ecosistemelor şi implicit asupra omului. Pentru a stopa sau pentru a încetini acest proces planetar trebuie să inlocuim treptat sursele de energie epuizabile, foarte greu regenerabile şi poluante cu cele inepuizabile, regenerabile şi nepoluante.

Oamenii de ştiinţă din lumea intreagă au dezvoltat şi dezvoltă dispozitive speciale menite să folosească resursele de energie inepuizabile şi nepoluante mai ales spre producerea de energie electrică prin conversia energiei luminoase in energie electrică şi valorificarea energiei vânturilor prin folosirea de generatoare electrice eoliene.

Pentru a folosi aceste generatoare de energie electrică şi pentru a avea un randament maxim investitorul trebuie mai intâi să realizeze un studiu de fezabilitate foarte amănunţit al zonei respective pentru a determina adevăratul potenţial energetic eolian şi solar şi abia după aceea poate monta sisteme de generatoare eoliene şi panouri solare. Şi in plus de asta acest tip de valorificare a resurselor (investiţia) se amortizează în câtiva ani, iar pe urmă va deveni energie electrică gratuită.

În urma realizării studiului de fezabilitate se obţin informaţii despre viteza şi direcţia vântului, presiune şi temperatură; toate acestea fiind absolut necesare pentru calcularea energiei rezultante. Pentru folosirea panourilor solare se măsoară intensitatea luminoasă din acea zonă, dar şi cât este de incărcat cerul cu nori raportat la anumite intervale de timp (de regulă calculate pe un an de zile).

De regulă studiile de fezabilitate in acest domeniu impun realizarea unui proiect pilot pentru cercetarea tuturor parametrilor de mediu menţionaţi mai sus.

Lucrarea de faţă tratează un anumit aspect referitor la energia eoliană şi solară şi anume detectarea direcţiei vântului şi temperatura aerului şi incărcarea şi afişarea datelor pe un PC , paşi premergători montării de sisteme de generatoare electrice eoliene. În ce priveşte energie solară am folosit un panou solar de mici dimensiuni pentru studierea intensităţii luminii şi a energiei captate in jurul laboratorului de cercetare.

2. Descrierea standului de lucru

In cadrul laboratorului de cercetare, masurări şi senzori, Universitatea “1 Decembrie 1918” din Alba-Iulia dispune de urmatoarele dispozitive de masură. Acestea constă in:

1. Access Point Wireless 108Mbps Managed Dualband 802.11ag (fig.1);

2. NI – cRIO 9004 – Controler in timp real Compact RIO (National Instruments) cu un modul special de achiziţii de date NI-9221 (semnale analogice în intervalul -60 V şi + 60 V) (fig. 2);

3. Senzor de masură a direcţiei vântului WILMERS de tip „4.006 / WR 10k” cu senzor de temperatură higro-termic ataşat de tip „TCP 8/5-H94” (fig. 3);

4. Panou solar SUNSET SM10 (Vmax=17.3V; Imax=0.56A) – de mici dimensiuni (fig.4);

5. Crossbow Tilt sensor CXTLA02 (senzor de vibraţii pe 2 axe) (fig.5);

6. Un Laptop DELL cu conexiuni Ethernet şi WiFi cu platforma Lab View National Instruments 8.5 şi o serie de soft-uri auxiliare instalate;

7. Cablu ecranat de date si alimentare;

8. Sursa de alimentare NEWMAX + alte surse de alimentare.