Các nhà khoa học đã ứng dụng công nghệ mạng truyền thông vô tuyến diện rộng công suất thấp để quản lý năng lượng thông minh cho tòa nhà, hệ thống điện năng lượng mặt trời.
Theo dõi lượng điện và cảnh báo khi vượt tải
Các nhà khoa học thuộc Trung tâm Ươm tạo Doanh nghiệp Công nghệ - Trường Đại học Bách Khoa, Đại học Quốc gia TPHCM vừa thực hiện nghiên cứu thành công thiết bị quản lý năng lượng thông minh có tên Cloud Energy.
Ông Phạm Tuấn Anh, chủ nhiệm đề tài cho biết, mục tiêu của nhóm là ứng dụng công nghệ mạng truyền thông vô tuyến diện rộng công suất thấp LPWAN (LoRa, NB-IoT), để quản lý năng lượng thông minh cho tòa nhà, hệ thống điện năng lượng mặt trời.
Công nghệ vô tuyến diện rộng công suất thấp LPWAN (low-power, wide area networks) đạt hơn 53%/năm (năm 2023) và sẽ có hơn một tỷ thiết bị IoT được kết nối trên toàn cầu.
Với hai công nghệ chủ đạo LoRaWAN và NB-IoT, phần lớn các ứng dụng của công nghệ LPWAN dành cho công tơ nước và công tơ điện tử. Quy chuẩn Việt Nam về thiết bị vô tuyến mạng diện rộng công suất thấp (LPWAN) băng tần 920 MHz đến 923 MHz cho phép sử dụng thiết bị trong băng tần này không cần xin cấp phép.
LoRaWAN có đặc điểm phủ sóng rất rộng, băng thông thấp, kích thước gói tin nhỏ và tuổi thọ pin dài. Mỗi cổng thu sóng LoRaWAN có khả năng phủ sóng với diện tích có bán kính tối đa 2km trong khu đô thị; bán kính 8km ngoài đô thị và đến bán kính 15km ở khu vực trống không có vật che khuất. Tốc độ truyền nhận dữ liệu đạt lên đến 50kbps.
Bắt tay nghiên cứu sản phẩm, giai đoạn đầu tiên, nhóm nghiên cứu hoàn thiện thiết bị với các tần số cụ thể, phù hợp với tiêu chí kết nối LPWAN tại Việt Nam; nghiên cứu thiết kế/chế tạo mô-đun NB-IoT RS485 có khả năng kết nối công tơ điện (Vinasino, Gelex); nghiên cứu/xây dựng API lưu trữ dữ liệu; nghiên cứu/xây dựng website dành cho người dùng quản lý.
Tiếp đó, nhóm xây dựng website dành cho người dùng (xây dựng các tính năng theo dõi lượng sử dụng, cho phép chỉnh sửa thông tin cá nhân, thông báo các trường hợp bất thường); xây dựng phương pháp phân tích dữ liệu thành các báo cáo về năng lượng; xây dựng hệ thống cảnh báo sự cố (cảnh báo sự cố mất điện cục bộ, cảnh báo sự cố quá tải cục bộ).
Nhóm cũng xây dựng hệ KPI mẫu cho việc nâng cao hiệu suất sử dụng năng lượng (xây dựng hệ KPI áp dụng cho công tơ điện, cảnh báo khi các thông số vi phạm KPI đã cài đặt). Tích hợp mô-đun cùng công tơ điện để theo dõi lượng sử dụng điện năng (phương pháp tích hợp mô-đun thông qua cổng xung, thử nghiệm tích hợp mô-đun trên các công tơ điện để theo dõi lượng sử dụng điện năng thông qua cổng RS485).
Tiết kiệm điện cho các tòa nhà, văn phòng
Với mô hình tòa nhà thông minh, ban quản lý tòa nhà chỉ cần kết nối Module Cloud Energy vào đồng hồ điện tổng loại điện tử tại các tầng, đồng hồ điện đa năng của hệ thống HVAC, đồng hồ nước tổng của các tầng là ngay lập tức sẽ theo được dữ liệu điện, nước mỗi ngày mỗi giờ, tính được lượng điện nước sinh hoạt và điện nước khu công cộng, được cảnh báo về các bất thường (rò rỉ, thất thoát, mất điện, mất kết nối) ngay trên phần mềm.
Khi sử dụng thiết bị này, ban quản lý tòa nhà còn được cung cấp các phân tích dữ liệu về tiêu thụ năng lượng giữa các tầng, các khu vực trong tòa nhà với giao diện thân thiện, dễ sử dụng, xem được mọi lúc mọi nơi. Từ đó ra các quyết định nhằm tiết kiệm điện tại các khu vực không cần thiết.
Theo nhóm nghiên cứu, thiết bị quản lý năng lượng thông minh Cloud Energy giúp ứng dụng công nghệ mạng truyền thông vô tuyến diện rộng công suất thấp LPWAN (LoRa, NB-IoT) để quản lý năng lượng thông minh cho tòa nhà, hệ thống điện năng lượng mặt trời.
Từ đó mang lại hiệu quả về kinh tế - xã hội và môi trường, vì đã góp phần giải quyết bài toán tiết kiệm điện năng trong việc sử dụng nguồn năng lượng điện tại các tòa nhà, căn hộ cao cấp, đô thị thông minh.
Trong quá trình thực hiện nhiệm vụ, nhóm nghiên cứu đã triển khai áp dụng giải pháp cho một số tòa nhà tại TPHCM như Tòa nhà The Lancaster (22 - 22 bis Lê Thánh Tôn, Bến Nghé, Quận 1); Tòa nhà Dreamplex 195 (195 Điện Biên Phủ, Phường 15, quận Bình Thạnh); Khu biệt thự Lancaster Eden (39 Trần Lựu, Phường An Phú - An Khánh, TP Thủ Đức).
Ông Phạm Tuấn Anh cho biết, thời gian tới, nhóm sẽ tiếp tục phát triển các mô hình kinh doanh, mở rộng thị trường trong nước cũng như quốc tế, đẩy mạnh tiếp cận thị trường và thương mại hóa dòng sản phẩm thiết bị quản lý năng lượng thông minh này.
Đồng thời định hướng nghiên cứu và phát triển các giải pháp/thiết bị khác nhằm đáp ứng kịp thời xu hướng quản lý năng lượng thông minh tại Việt Nam.
