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Title in Portuguese: Sistema de monitoramento e gerenciamento de energia baseado no Protocolo MQTT para unidades com geração distribuída
Author: Costa, Kevin Rabelo
Advisor(s): Antunes, Fernando Luiz Marcelo
Co-advisor(s): Sá Júnior, Edilson Mineiro
Keywords: Sistemas de Monitoramento
Internet das Coisas
Casas Inteligentes
Redes Inteligentes
Eficiência Energética
Issue Date: 2021
Citation: COSTA, Kevin Rabelo. Sistema de monitoramento e gerenciamento de energia baseado no Protocolo MQTT para unidades com geração distribuída. 2021. 79 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica) – Universidade Federal do Ceará, Centro de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, Fortaleza, 2021.
Abstract in Portuguese: No Brasil, a geração distribuída foi implantada através da RN nº 482/2012, trazendo a possibilidade do consumidor gerar sua própria energia e injetar o excedente na rede. Hoje, nove anos depois, cerca de 80% da geração distribuída instalada no Brasil é feita de pequenas usinas de até 75 kWp. No entanto, o medidor bidirecional ao qual essas usinas são conectadas contabiliza apenas a diferença instantânea entre o que é consumido e o que é gerado, deixando o consumidor impossibilitado de acompanhar o consumo real da sua unidade através da fatura de energia. Vendo essa problemática, este trabalho propõe um sistema de monitoramento e gerenciamento para unidades com geração distribuída, capaz de apresentar dados em tempo real de consumo e geração, além de realizar o acionamento remoto de cargas. É proposto um hardware de medição independente baseado no módulo PZEM-004T e no microcontrolador ESP32, que envia os dados via WiFi utilizando o protocolo de comunicação leve MQTT. Os dados são recebidos em uma aplicação web, implementada utilizando o framework Ruby on Rails, onde são exibidos ao usuário e armazenados em um banco de dados PostgreSQL. O cenário da geração distribuída no Brasil e no mundo é apresentado, seguido de um estudo a cerca dos sistemas de medição inteligente e sua contribuição no novo paradigma da rede. O sistema desenvolvido foi instalado em um laboratório na cidade de Fortaleza, onde foi avaliado acerca da precisão e desempenho entregue ao usuário. O sistema proposto foi capaz de fornecer a informação necessária para identificar um potencial de redução na unidade e a necessidade de aumento na potência do gerador fotovoltaico instalado.
Abstract: In Brazil, the distributed generation was implanted in 2012 through the RN nº 482, bringing the possibility to the customer to generate your own energy and inject the excess on the grid. Today, nine year after, almost 80% of all the distributed generation installed is made of small power plants until 75 kWp. However, the bidirectional meter installed in these units accounts only for the instantaneous difference between what is consumed and generated, leaving the customer unable to track his real energy consumption through the energy bill. To address this issue, this work proposes a monitoring and management system for units with distributed generation, capable of presenting real time consumption and generation measures, besides load control. It is proposed an independent measurement hardware based on the PZEM-004T module and on ESP32 microcontroller, who sends data through WiFi using the lightweight MQTT protocol. The data are received in a web application, designed using the Ruby on Rails framework, where are exhibited to the user and stored in a PostgreSQL database. The distributed generation in Brazil and in the world is presented, followed by a study about the smart meters and its role on the new grid paradigm. The developed system was installed in a study laboratory in Fortaleza, where it was availed in precision and performance to the user. The proposed system was capable of bringing up a potential energy saving and showing a need to improve the photovoltaic generation capability
URI: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/60120
metadata.dc.type: Dissertação
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