Efficiency maximization: real-time solar panel monitoring with Bluetooth connectivity

• Autorzy: Himri Yacine , Kadri Boufeldja

Identyfikatory

DOI

10.15199/48.2024.11.21

Warianty tytułu

PL

Maksymalizacja wydajności: monitorowanie paneli słonecznych w czasie rzeczywistym z łącznością Bluetooth

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

This article thoroughly examines the integration of Bluetooth technology and the Internet of Things (IoT) in the real-time monitoring of solar panels, highlighting their essential contribution to improving efficiency and reliability. Our research utilises Bluetooth connectivity to develop efficient communication channels that connect individual solar units to a centralised monitoring station; this enables the wireless transmission of crucial performance data such as temperature, voltage, and current. Our system uses Arduino microcontrollers and sensors to acquire data, enabling real time analysis and presentation of essential indicators and ensuring efficient and effective monitoring; moreover, evidence confirms that HC-05 Bluetooth modules effectively facilitate strong and reliable connectivity. Furthermore, our research presents a PV monitoring system that utilises IoT technology, focusing on simplicity and cost-efficiency. This comprehensive system measures solar irradiance, ambient temperature, PV output voltage, and current; it redundantly stores data on MicroSD cards to prevent potential data loss. This system achieves enhanced dependability, precision, and cost-effectiveness, indicating notable progress in solar panel monitoring technology.

PL

W artykule szczegółowo zbadano integrację technologii Bluetooth i Internetu rzeczy (IoT) w monitorowaniu paneli słonecznych w czasie rzeczywistym, podkreślając ich istotny wkład w poprawę wydajności i niezawodności. Nasze badania wykorzystują łączność Bluetooth do opracowania wydajnych kanałów komunikacji, które łączą poszczególne jednostki fotowoltaiczne ze scentralizowaną stacją monitorującą; umożliwia to bezprzewodową transmisję kluczowych danych dotyczących wydajności, takich jak temperatura, napięcie i prąd. Nasz system wykorzystuje mikrokontrolery i czujniki Arduino do pozyskiwania danych, umożliwiając analizę w czasie rzeczywistym i prezentację istotnych wskaźników oraz zapewniając sprawny i skuteczny monitoring; co więcej, dowody potwierdzają, że moduły Bluetooth HC-05 skutecznie zapewniają silną i niezawodną łączność. Ponadto nasze badania przedstawiają system monitorowania fotowoltaiki, który wykorzystuje technologię IoT, kładąc nacisk na prostotę i efektywność kosztową. Ten kompleksowy system mierzy natężenie promieniowania słonecznego, temperaturę otoczenia, napięcie wyjściowe fotowoltaiki i prąd; nadmiarowo przechowuje dane na kartach MicroSD, aby zapobiec potencjalnej utracie danych. System ten zapewnia większą niezawodność, precyzję i opłacalność, co wskazuje na znaczny postęp w technologii monitorowania paneli słonecznych.

Słowa kluczowe

EN

photovoltaic panel; sensor; arduino; bluetooth; App Inventor

PL

panel fotowoltaiczny; czujnik; Arduino; bluetooth; App Inventor

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Elektrotechniczny
• Rocznik: 2024
• Tom: R. 100, nr 11
• Strony: 112--116
• Opis fizyczny: Bibliogr. 22 poz., rys.

Twórcy

autor

Himri Yacine

• Laboratory of SmartGrids & Renewable Energies (S.G.R.E), Tahri Mohamed University of Bechar, BP ROUTE KENADSA, Algeria

• https://orcid.org/0009-0006-1141-9589

autor

Kadri Boufeldja

• Laboratory of SmartGrids & Renewable Energies (S.G.R.E), Tahri Mohamed University of Bechar, BP ROUTE KENADSA, Algeria

• https://orcid.org/0000-0001-8204-0919

Bibliografia

• [1] T. Sutikno, H. S. Purnama, A. Pamungkas, A. Fadlil, I. M. Alsofyani, and M. H. Jopri, “Internet of things-based photovoltaics parameter monitoring system using NodeMCU ESP8266,” International Journal of Electrical and Computer Engineering, vol. 11, no. 6, 2021, doi: 10.11591/ijece.v11i6.pp5578-5587.
• [2] Mohd. R. S. Shaikh, “A Review Paper on Electricity Generation from Solar Energy,” Int J Res Appl Sci Eng Technol, vol. V, no. IX, 2017, doi: 10.22214/ijraset.2017.9272.
• [3] A. C. Subrata, T. Sutikno, Sunardi, A. Pamungkas, W. Arsadiando, and A. R. C. Baswara, “A laboratory scale IoTbased measuring of the solar photovoltaic parameters,” International Journal of Reconfigurable and Embedded Systems, vol. 11, no. 2, 2022, doi: 10.11591/ijres.v11.i2.pp.135-145.
• [4] F. S. M. Abdallah, M. N. Abdullah, I. Musirin, and A. M. Elshamy, “Intelligent solar panel monitoring system and shading detection using artificial neural networks,” Energy Reports, vol. 9, 2023, doi: 10.1016/j.egyr.2023.05.163.
• [7] B. Inner, “Data monitoring system for solar panels with bluetooth,” 2017. doi: 10.1109/siu.2017.7960529.
• [8] N. Padmavathi and A. Chilambuchelvan, “Fault detection and identification of solar panels using Bluetooth,” in 2017 International Conference on Energy, Communication, Data Analytics and Soft Computing, ICECDS 2017, 2018. doi: 10.1109/ICECDS.2017.8390096.
• [9] S. Siregar and D. Soegiarto, “Solar panel and battery street light monitoring system using GSM wireless communication system,” in 2014 2nd International Conference on Information and Communication Technology, ICoICT 2014, 2014. doi: 10.1109/ICoICT.2014.6914078.
• [10] M. Nkoloma, M. Zennaro, and A. Bagula, “SM 2: Solar monitoring system in Malawi,” in International Telecommunication Union - Proceedings of the 2011 ITU Kaleidoscope Academic Conference: The Fully Networked Human Innovations for Future Networks and Services, K-2011, 2011.
• [11] X. F. Wu, C. Y. Yang, W. Ch. Han, and Z. R. Pan, “Integrated design of solar photovoltaic power generation technology and building construction based on the Internet of Things,” Alexandria Engineering Journal, vol. 61, no. 4, 2022, doi: 10.1016/j.aej.2021.08.003.
• [12] K. H. Chao, P. Y. Chen, M. H. Wang, and C. T. Chen, “An intelligent fault detection method of a photovoltaic module array using wireless sensor networks,” Int J Distrib Sens Netw, vol. 2014, 2014, doi: 10.1155/2014/540147.
• [13] F. Shariff, N. A. Rahim, and W. P. Hew, “Zigbee-based data acquisition system for online monitoring of grid-connected photovoltaic system,” Expert Syst Appl, vol. 42, no. 3, 2015, doi: 10.1016/j.eswa.2014.10.007.
• [14] Y. Himri and B. Kadri, “Wireless internet of things solutions for efficient photovoltaic system monitoring via WiFi networks,” Indonesian Journal of Electrical Engineering and Computer Science, vol. Vol. 33, no. No. 2, pp. 901–910, Feb. 2024.
• [15] Ahmed M. T. Ibraheem Al-Naib, and Karam M. Z. Othman, “Design and Implementation of a Real-Time Monitoring Platform for Solar PV Panels Using PLC,” Przegląd Elektrotechniczny Journal, R. 99 NR 6/2023, PP. 19-22, doi:10.15199/48.2023.06.04.
• [16] H. R. Hatem, “Control of Pulse Width Modulation ON Direction and Speed of DC Motor using Arduino,” ARPN Journal of Engineering and Applied Sciences, vol. 14, no. 5, 2019, doi: 10.36478/JEASCI.2019.1493.1497.
• [17] S. Ramos-Cosi and N. I. Vargas-Cuentas, “Prototype of a system for quail farming with arduino nano platform, DHT11 and LM35 sensors, in Arequipa, Peru,” International Journal of Emerging Technology and Advanced Engineering, vol. 11, no. 11, 2021, doi: 10.46338/IJETAE1121_16.
• [18]W. Gay, DHT11 Sensor. In: Advanced Raspberry Pi. 2018.
• [19]T. TOUMI, “Amélioration de la tension en utilisant un DVR,Etude et implémentation,” Oran USTO Univ,Algeria, 2020
• [20] A. Kumar, V. Indragandhi, R. Selvamathi, V. Vijayakumar, L. Ravi, and V. Subramaniyaswamy, “Design, power quality analysis, and implementation of smart energy meter using internet of things,” Computers and Electrical Engineering, vol. 93, 2021, doi10.1016/j.compeleceng.2021.107203.
• [21] J. González-Buesa and M. L. Salvador, “An Arduino-based low cost device for the measurement of the respiration rates of fruits and vegetables,” Comput Electron Agric, vol. 162, 2019, doi: 10.1016/j.compag.2019.03.029.
• [22] Y. I. Chandra, Irfan, and Anargya Satya RifisyahPutro, “Cargo Simulation Robot Prototype with Bluetooth Based Motor Driver Shield Using Arduino Uno Microcontroller,” International Journal of Artificial Intelligence & Robotics (IJAIR), vol. 4, no. 1, 2022, doi: 10.25139/ijair.v4i1.4326.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa nr POPUL/SP/0154/2024/02 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki II" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2025).