IoT-based remote cleaning tool for solar system

• Autorzy: Malhan Abdullah Saleh , Ahmed Mohammed S.

Identyfikatory

DOI

10.15199/48.2023.04.28

Warianty tytułu

PL

Syatem czyszczenia paneli słonecznych wykorzystujący IOT

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Solar power is one of the important clean and renewable energy sources and it is essential for meeting future energy demands. Despite this, the accumulation of tiny dust, bird droppings, and other airborne debris will hinder sunlight from reaching the solar cell's surface. This is a significant problem since the materials that block light act as an external impedance and reduce the performance of solar-powered photovoltaic systems. When the dust has been formed on the panels, its efficiency will reduce by more than 60%. In a sequel, the issue of cleaning solar cells periodically is crucial. This research aims to develop a solar energy system with a flexible water cleansing system that operates remotely by employing the Internet of Things (IoT) technique. Due to the water circulation process, the system operates directly on the user's commands and does not need a continuous supply of water. The proposed system monitors remotely the dust on the surface of a solar panel by using a camera, which is working as a part of the IoT system, and it has been fixed in front of the solar. The proposed cleaning technique effectively reduces energy loss. Furthermore, the employed surveillance camera can be utilized efficiently for safety and security objectives in addition to monitoring the dust level.

PL

Energia słoneczna jest jednym z ważnych źródeł czystej i odnawialnej energii i jest niezbędna do zaspokojenia przyszłego zapotrzebowania na energię. Mimo to nagromadzenie drobnego pyłu, ptasich odchodów i innych zanieczyszczeń unoszących się w powietrzu będzie utrudniać dotarcie światła słonecznego do powierzchni ogniwa słonecznego. Jest to poważny problem, ponieważ materiały blokujące światło działają jak impedancja zewnętrzna i zmniejszają wydajność systemów fotowoltaicznych zasilanych energią słoneczną. Zasadniczo, gdy na panelach utworzy się kurz, jego wydajność zmniejszy się o ponad 60%. W sequelu kluczowa jest kwestia okresowego czyszczenia ogniw słonecznych. Badania mają na celu opracowanie systemu energii słonecznej z elastycznym systemem oczyszczania wody, który działa zdalnie, wykorzystując technikę Internetu Rzeczy (IoT). Dzięki procesowi cyrkulacji wody system działa bezpośrednio na polecenie użytkownika i nie wymaga ciągłego dostarczania wody. Proponowany system zdalnie monitoruje kurz na powierzchni panelu słonecznego za pomocą kamery, która pracuje w ramach systemu IoT i została zamontowana przed panelem słonecznym. Proponowana technika czyszczenia skutecznie ogranicza straty energii. Co więcej, zastosowana kamera monitorująca może być efektywnie wykorzystywana do celów bezpieczeństwa i ochrony, oprócz monitorowania poziomu kurzu.

Słowa kluczowe

EN

remote-cleaning; dust accumulation; solar energy; loT

PL

zdalne czyszczenie; gromadzenie kurzu; energia słoneczna; internet rzeczy; loT

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Elektrotechniczny
• Rocznik: 2023
• Tom: R. 99, nr 4
• Strony: 171--175
• Opis fizyczny: Bibliogr. 26 poz., rys.

Twórcy

autor

Malhan Abdullah Saleh

• Electrical Engineering Department, Tikrit University, Salah Al Deen 34001, Iraq

• https://orcid.org/0000-0001-5003-1399

autor

Ahmed Mohammed S.

• Electrical Engineering Department, Tikrit University, Salah Al Deen 34001, Iraq

• https://orcid.org/0000-0002-5622-2759

Bibliografia

• [1] W. Chokkuea, “Estimation of solar energy availability in Maha Sarakham, Thailand,” Prz. Elektrotechniczny, vol. 91, no. 8, pp. 118–121, 2015, doi: 10.15199/48.2015.08.28.
• [2] R. Foster, M. Ghassemi, and A. Cota, SOLAR ENERGY Renewable Energy and the Environment. Taylor & Francis Group, Boca Raton London New York CRC, 2010. doi: 10.1201/9781420075670.
• [3] I. Yahyaoui, “Advances in Renewable Energies and Power Technologies,” Advances in Renewable Energies and Power Technologies, vol. 1. Jonathan Simpson, Madrid, Spain, pp. 1–519, 2018. doi: 10.1016/C2016-0-04919-7.
• [4] J. Zorrilla-Casanova et al., “Analysis of dust losses in photovoltaic modules.” World Renewable Energy Congress, pp. 2985–2992. doi: 10.3384/ecp110572985.
• [5] S. C. W. Krauter, “Solar Electric Power Generation - Photovoltaic Energy Systems.” Springer Berlin, Heidelberg. doi:10.1007/978-3-540-31346-5.
• [6] S. Motahhir and A. . Eltamaly, “Advanced Technologies for Solar Photovoltaics Energy Systems,” Green Energy and Technology. Springer Cham, 2021. doi: 10.1007/978-3-030-64565-6.
• [7] M. J. Adinoyi and S. A.M. Said, “Photovoltaic Failure Analysis : Techniques for Microelectronics and Solar,” Renewable Energy, vol. 60. pp. 633–636, 2013. [Online]. Available: http://dx.doi.org/10.1016/j.renene.2013.06.014
• [8] M. Mazumder et al., “Characterization of electrodynamic screen performance for dust removal from solar panels and solar hydrogen generators,” IEEE Transactions on Industry Applications, vol. 49, no. 4. pp. 1793–1800, 2013. doi: 10.1109/TIA.2013.2258391.
• [9] H. A. Mohammed, “Smart system for dust detecting and removing from solar cells.” J. Phys.: Conf. Ser. 1032 012055, 2018. doi: 10.1088/1742-6596/1032/1/012055.
• [10] N. F. Zainuddin, M. N. Mohammed, S. Al-Zubaidi, and S. I. Khogali, “Design and Development of Smart Self-Cleaning Solar Panel System,” 2019 IEEE International Conference on Automatic Control and Intelligent Systems, I2CACIS 2019 - Proceedings. pp. 40–43, 2019. doi: 10.1109/I2CACIS.2019.8825056.
• [11] N. Khadka, A. Bista, A. Binamra, S. Ashish, and D. Bista, “Smart solar photovoltaic panel cleaning system,” 2020, p. 9. doi:10.1088/1755-1315/463/1/012121.
• [12] M. S. I. M. Zin, M. A. K. Mustafah, F. Arith, A. A. M. Isa, L. Barukang, and G. Markarian, “Development of Low-Cost IoT Based Wireless Healthcare Monitoring System,” Prz. Elektrotechniczny, vol. 1, no. 1, pp. 222–227, 2022, doi: 10.15199/48.2022.01.48.
• [13] M. F. A. Razak, M. Z. Hasan, J. A. M. Jobran, and S. A. S.Jamalli, “Monitoring and Controlling Solar Photovoltaic (PV) Performance with Active Cooling System using IoT,” in Journal of Physics: Conference Series 2107 (2021) 012001, 2021, p. 9. doi: 10.1088/1742-6596/2107/1/012001.
• [14] E. E. Sekudan, A. M. Azhar, and K. B. Azahar, “IoT-Based Solar Energy,” International Journal of Recent Technology and Applied Science, vol. 3, no. 2. pp. 40–57, 2021. doi: 10.36079/lamintang.ijortas-0302.257.
• [15] W. Boonsong, “Internet of Things for Enhancement the Quality of Community: Case Study of Aquatic Nursery in Songkhla Lake Basin,” Prz. Elektrotechniczny, vol. 97, no. 3, pp. 138–140, 2021, doi: 10.15199/48.2021.03.26.
• [16] N. Kolban, Kolban’s Book on the ESP32, vol. 10. 2018. [Online]. Available: https://www.jstage.jst.go.jp/article/jltaj/10/0/10_KJ00008662521/_article/-char/ja/
• [17] “ESP-32S ESP32 Development Board Wireless WiFi+Bluetooth 2 in 1 Dual Core CPU Low Power Control Board ESP-32S Sale - Banggood USA.” https://usa.banggood.com/ESP-32S-ESP32-Development-Board-Wireless-WiFi+Bluetooth-2-in-1-Dual-Core-CPU-Low-Power-Control-Board-ESP-32S-p-1883630.html?cur_warehouse=CN&rmmds=buy (accessed Jul. 23, 2022).
• [18] “ESP32 Wi-Fi & Bluetooth MCU I Espressif Systems.” https://www.espressif.com/en/products/socs/esp32 (accessed Jul. 23, 2022).
• [19] “ESP32-CAM: The Complete Machine Vision Guide.” https://www.arducam.com/esp32-machine-vision-learning-guide/ (accessed Jul. 23, 2022).
• [20] “Ultra-Quiet DC 12V 3M 240L/H Brushless Submersible Water Pump buy online at Low Price in India - ElectronicsComp.com.” https://www.electronicscomp.com/ultra-quiet-dc-12v-3m-240l-hbrushless-submersible-water-pump (accessed Jul. 23, 2022).
• [21] “Arduino Voltage Sensor which measures up to 25V DC – Circuit Schools.” https://www.circuitschools.com/arduinovoltage-sensor-which-measures-up-to-25v-dc/ (accessed Jul. 25, 2022).
• [22] “ADC on ESP32 - openlabpro.com.” https://openlabpro.com/guide/adc-on-esp32/ (accessed Jul. 25, 2022).
• [23] R. Khwanrit, S. Kittipiyakul, J. Kudtongngam, and H. Fujita, “Accuracy Comparison of Present Low-cost Current Sensors for Building Energy Monitoring.” IEEE. doi: 10.1109/ICESITICICTES.2018.8442066.
• [24] “About us | Blynk.” https://blynk.io/about (accessed Jul. 23, 2022).
• [25] N. Hashim, M. N. Mohammed, R. Al Selvarajan, S. Al-Zubaidi, and S. Mohammed, “Study on Solar Panel Cleaning Robot,” 2019 IEEE International Conference on Automatic Control and Intelligent Systems, I2CACIS 2019 - Proceedings. pp. 56–61, 2019. doi: 10.1109/I2CACIS.2019.8825028.
• [26] M. Fezari and A. Al Dahoud, “Integrated Development Environment ‘IDE’ For Arduino.” 2018. [Online]. Available: https://www.researchgate.net/publication/328615543_Integrated_Development_Environment_IDE_For_Arduino

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa nr SONP/SP/546092/2022 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2024).