de.wedoany.com-Bericht: Ein Wissenschaftlerteam der Universidad de Jaén hat ein kostengünstiges Gerät zur Echtzeit-Ortung von Stromfehlern entwickelt. Das Gerät kombiniert eine direkt im Stromkasten installierte elektronische Schaltung mit einem kostenlosen Open-Source-Computerprogramm, das rund um die Uhr automatisch gesammelte Daten ins Internet sendet und den Zustand von Wohn- und Fabrikanlagen überprüft. Im Gegensatz zu teuren herkömmlichen Stromzählern, die Informationen nur verzögert anzeigen, arbeitet diese Alternative 24 Stunden am Tag ununterbrochen.
Das Modell arbeitet völlig autonom und funktioniert auch in abgelegenen Gebieten ohne herkömmliche Internetverbindung oder drahtloses Telefonnetz. Das System verwendet ein Kommunikationsprotokoll mit hoher Reichweite, hat einen extrem niedrigen Stromverbrauch und überträgt kontinuierlich Parameter. Techniker oder Geschäftsinhaber können den Stromversorgungsstatus über einen Computer überprüfen. Der Hauptvorteil liegt darin, kleine Probleme frühzeitig zu erkennen, bevor sie zu Stromausfällen oder Maschinenschäden führen, was letztendlich ein effizienteres Energiemanagement ermöglicht.
Heutzutage injizieren Geräte wie Autoladegeräte und LED-Lampen Stromoberschwingungen ins Netz, was zu Energieverlusten, unerwarteten Stromausfällen und Kabelerwärmung führt. Die von großen Marken zur Kontrolle dieser Probleme verkauften Geräte sind teuer und bieten keine sofortigen Warnungen. Dieser neuartige Netzanalysator liefert Echtzeitdaten zu extrem niedrigen Herstellungskosten. Das Geheimnis seiner Wirtschaftlichkeit liegt in der Verwendung von Standardelektronikkomponenten, die in jedem Elektronikgeschäft erhältlich sind. Die Forscher entwickelten ein kompaktes Design mit zwei unabhängigen Teilen: eines misst die Netzspannung, das andere die Stromstärke. Das interne Programm erfasst tausende Daten pro Sekunde und wendet mathematische Software an, um Rauschsignale zu filtern. Alle Informationen werden auf einen Webserver hochgeladen und können über eine mobile App in Echtzeit eingesehen werden.
Echtzeitdaten ermöglichen es Fabrikleitern, schnell zu handeln und Leistungsprobleme zu korrigieren, bevor eine Katastrophe eintritt. Die aktuellen Verteilernetze benötigen diese Echtzeitfähigkeit, um Überlastungen durch Verbrauchsspitzen zu vermeiden. Das Open-Source-Softwaredesign erlaubt es jedem Programmierer, die Menüfunktionen an die Unternehmensbedürfnisse anzupassen. Da keine Verträge oder monatlichen Gebühren an multinationale Konzerne gezahlt werden müssen, sind die Wartungskosten des Geräts gleich null.
Die Projektautoren testeten das Gerät in einer realen Umgebung an 36 Fahrzeugladepunkten auf dem Universitätsgelände. Während eines gesamten Monats Tests zeichnete das Gerät Spannungsänderungen mit der gleichen Genauigkeit wie professionelle Stromzähler auf. Die Studie zeigte, dass die Ladegeräte selbst, wenn sie alle gleichzeitig arbeiten, große Ungleichgewichte in die Leitung einbringen. Dieses Experiment bestätigte, dass kostengünstige Werkzeuge zur Überwachung der Auswirkungen dieser neuen Verbraucher unerlässlich sind.
Die gewählte drahtlose Technologie LoRaWAN bietet Unternehmen durch die Nutzung privater Datenkanäle eine sehr wichtige zusätzliche Sicherheit. Dieser Vorteil verhindert, dass Personen außerhalb der Fabrik in das Computersystem eindringen oder den Stromzähler fernsteuern können. Das Team der Universidad de Jaén arbeitet bereits an Programm-Updates, um höhere Frequenzen und kleinere elektrische Störungen zu erkennen. Diese schnellen Änderungen können moderne Computer beschädigen, daher wird eine vorbeugende Maßnahme tausende Computergeräte retten.
Das Gerät hilft Anlagen, Energie von Solarzellen oder Windgeneratoren sauber aufzunehmen. Da es sich um variable Erzeugungsquellen handelt, können erneuerbare Energien ohne Echtzeitsteuerung die Stabilität des Stroms erheblich beeinträchtigen. Verteilnetzbetreiber können diese Erfindung nutzen, um ihre ländlichen Leitungen zu überprüfen, ohne Mitarbeiter mit dem Auto in die Berge schicken zu müssen. Darüber hinaus können auch kleine Unternehmen die Beleuchtungssteuerung bezahlen, die sie sich zuvor nicht leisten konnten.
Diese Arbeit wurde durch die Förderung der Consejería de Universidad, Investigación e Innovación de la Junta de Andalucía (Ministerium für Universitäten, Forschung und Innovation der Regionalregierung von Andalusien) ermöglicht. Die öffentliche Verwaltung finanzierte das Projekt über ein Exzellenzprogramm zur Verbesserung der nationalen Leistungstransformatoren. Der Erfolg der Ladepunkt-Tests öffnet die Tür für die industrielle Produktion dieser Schaltung. Das Labor wird die Hardware-Pläne teilen, damit kleine und mittlere Unternehmen in Andalusien sie frei herstellen und verkaufen können.
Jeder autorisierte Installateur kann dieses Schutzgerät in wenigen Minuten im Hausstromkasten installieren. Es sind keine alten Kabel auszutauschen oder teure Umbauten an der elektrischen Struktur von Wohn- oder Geschäftsgebäuden erforderlich. Da durch Stürme oder Spannungseinbrüche verursachte Ausfälle vermieden werden, amortisiert sich die Materialinvestition bereits in den ersten Monaten. Die Machbarkeit dieses andalusischen Designs liegt darin, komplexe technische Probleme mit einfachen und gebräuchlichen Materialien zu lösen.
Die Cloud-Datenbank speichert sehr nützliche historische Aufzeichnungen, die zur Geltendmachung von finanziellen Schadensersatzansprüchen gegen große Stromversorger verwendet werden können. Wenn ein Spannungseinbruch einen Motor beschädigt, hat der Eigentümer ein offizielles Dokument, das beweist, dass der Fehler von der externen Stromversorgung verursacht wurde. Dieses Kräftegleichgewicht schützt kleine Verbraucher mit Hilfe offener Technologie gegen die Giganten des Energiemarktes. Dieses Design beweist, dass Universitätslabore mit einem sehr geringen Budget praktische Probleme lösen können.
