Harvesting energii jako metoda bezbateryjnego zasilania zdalnych układów czujnikowych w budynkach z systemem zarządzania BMS

• Autorzy: Owczarczak Rafał , Żyłka Paweł

Identyfikatory

DOI

10.15199/48.2021.07.24

Warianty tytułu

EN

(Selected issues related to the acquisition of ambient energy in buildings

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule omówiono wybrane zagadnienia związane z pozyskiwaniem energii odpadowej w budynkach, transformowaniem jej w energię elektryczną oraz wykorzystaniem na potrzeby zasilania zdalnych, bezbateryjnych platform czujnikowych, wykorzystujących komunikację radiową. Układy czujnikowe instalowane w budynkach najczęściej pozyskują dane dotyczące temperatury oraz wilgotności powietrza, obecności osób w pomieszczeniu, sygnału otwarcia okien, itp. Często są to dane strategiczne, niezbędne do prawidłowej pracy układów automatyki budynkowej i bezpośrednio wpływające na komfort oraz bezpieczeństwo osób przebywających w budynku a także na redukcję zapotrzebowania budynku na energię.

The article discusses selected issues related to the acquisition of ambient energy in buildings, its transformation into electricity and use for power supply of remote, battery-free sensor platforms using radio communication. Sensor systems installed in buildings most often acquire data concerning temperature and humidity of air, presence of people in a room, window opening signals, etc. These are often strategic data, necessary for the correct operation of building automation systems and directly influencing not only the comfort and safety of people in the building but also a significant reduction in the building's energy demand.

Słowa kluczowe

PL

czujnik; zasilanie bezbateryjne; harvesting energii; automatyka budynkowa; IoT

EN

sensor; battery-free supply; energy harvesting; building automation; IoT

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Elektrotechniczny
• Rocznik: 2021
• Tom: R. 97, nr 7
• Strony: 120--125
• Opis fizyczny: Bibliogr. 22 poz., rys.

Twórcy

autor

Owczarczak Rafał

• Politechnika Wrocławska, Katedra Podstaw Elektrotechniki i Elektrotechnologii, Wyb. Wyspiańskiego 27, 50-370 Wrocław
• KMB Grupa Sp. z.o.o. Sp. K., ul. Wołowska 18, 51-116 Wrocław

• https://orcid.org/0000-0002-6562-4856

autor

Żyłka Paweł

• Politechnika Wrocławska, Katedra Podstaw Elektrotechniki i Elektrotechnologii, Wyb. Wyspiańskiego 27, 50-370 Wrocław

• https://orcid.org/0000-0002-4922-4262

Bibliografia

• [1] Popescu D. E., Prada M. F., Some Aspects about Smart Building Management Systems - Solutions for Green, Secure and Smart Buildings, Proc. Conference on Recent Advances in Environ-mental Science, Lemesos, Cyprus, March 2013, 7 (2013), doi:10.13140/RG.2.1.3057.8644
• [2] Wang S., Intelligent Buildings and Building Automation, 1st ed., Taylor & Francis, London/New York, 2009
• [3] Dechnik M., Moskwa Sz., Smart House – inteligentny budynek – idea przyszłości, Przegląd Elektrotechn., R. 93 NR 9/2017
• [4] Sullivan G. P, Pugh R., Melendez A. P., Hunt W. D., Operations & Maintenance Best Practices - a Guide to Achieving Operatio-nal Efficiency (Release 3), Pacific Northwest National Lab. (2010), doi:10.2172/1034595
• [5] Shaikh P. H., Nor N. B. M., Nallagownden P., Elamvazuthi I., Ibrahi T., A review on optimized control systems for building energy and comfort management of smart sustainable buildings, Renewable and Sustainable Energy Reviews, 34 (2014), pp. 409-429
• [6] Energy Efficiency Plan 2011, Communication from the Commission to the European Parliament, The Council, The European Economic and Social Committee and the Committee of the Regions (2011), document COM/2011/0109_final, 52011DC0109
• [7] Ustawa z dnia 20 maja 2016 r. o efektywności energetycznej, Dz.U. 2016 poz. 831
• [8] Wicakson H., Rogalski S., Kusnady E., Knowledge-based Intelligent Energy Management Using Building Automation System, Proc. 2010 IPEC Conference, doi:10.1109/IPECON. 2010.5696994
• [9] Osmaa ., Amadoa L., Villamizara R., Ordoñeza ., Building automation systems as tool to improve the resilience from energy behavior approach, Procedia Engineering, 118 (2015), pp. 861-868
• [10] Cisco (2014) The Internet of Things Reference Model, http://cdn.iotwf.com/resources/71/IoT_Reference_Model_White _Paper_June_4_2014.pdf, dostęp 18.02.2021
• [11] Salomon N., Bernacki Ł., Gozdur R., Lisik Z., Skotnicki T., Przegląd metod zasilania alternatywnego w bliskim otoczeniu człowieka, Przegląd Elektrotechniczny, R. 91 NR 9/2015
• [12] Shaikh F. K., Zeadally S., Energy harvesting in wireless sensor networks: comprehensive review, Renewable and Sustainable Energy Reviews, 55 (2016), pp. 1041–1054, doi:10.1016/j.rser. 2015.11.010
• [13] Franciscatto B.. Design and implementation of a new lowpower consumption DSRC transponder, Ph.D thesis, Université de Grenoble (2016), NNT: 2014GRENT037
• [14] Li M. et al., Indoor Thin‐Film Photovoltaics: Progress and Challenges, Advanced Energy Materials, 10 (2020) iss. 28, p. 2000641, doi:10.1002/aenm.202000641
• [15] Wang W. et al., Thermoelectric Energy Harvesting for Building Energy Management Wireless Sensor Networks, International Journal of Distributed Sensor Networks, 9 (2013), no. 6, doi:10.1155/2013/232438
• [16] Priya S. et al., a Review on Piezoelectric Energy Harvesting: Materials, Methods, and Circuits, (2017), De Gruyter, doi:10. 1515/ehs-2016-0028.
• [17] Song G. J. et al., Development of a pavement block piezoelectric energy harvester for self-powered walkway applications, Applied Energy, 256 (2019), p. 113916
• [18] Żyłka P., Pociecha D., Energy harvesting schemes for building interior environment monitoring, Proc. SPIE 10161, 14th Intl. Conference on Optical and Electronic Sensors, 1016105 (2016), doi:10.1117/12.2244997
• [19] Projekt POIR.02.03.02-02-0002/18 (2018-19): Opracowanie innowacyjnej platformy czujnikowej z łącznością bezprzewodową LPWAN zunifikowanej z systemem zarządzania inteligentnym budynkiem BMS Chronomatik
• [20] User manual: STM32 LoRaWAN® Expansion Package for STM32Cube, ST Microelectronics, UM2073, rev. 11, 2021
• [21] White Paper: LoRaWAN™ security full end–to–end encryption for IoT application providers, , Gemalto/Actility/Semtech, 2017
• [22] Żyłka P., Doliński M., Energy harvesting in high voltage measuring techniques, 2016 IOP Conf. Ser.: Mater. Sci. Eng., 113 (2016), p. 012024, doi:10.1088/1757-899X/113/1/012024

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa Nr 461252 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2021).