Розробка системи моніторингу енергоспоживання та генерації в домашній енергомережі

Abstract

Дана робота присвячена розробці системи моніторингу, яка дозволяє в реальному часі контролювати споживання електроенергії та власну генерацію від сонячних панелей у межах приватного будинку. Об’єктом дослідження є процеси енергообміну в домашній мережі, а предметом — технічні та програмні засоби збору й аналізу даних про електричні параметри. У роботі проведено аналіз концепції Smart Home Energy Management та існуючих платформ моніторингу (Home Assistant, OpenEnergyMonitor та інші). Обґрунтовано вибір елементної бази на основі мікроконтролера ESP32, неінвазивних датчиків струму SCT-013 та спеціалізованої мікросхеми енергообліку ADE7753. Розроблено математичне забезпечення для розрахунку активної, реактивної та повної потужності, а також енергетичного балансу між генерацією та споживанням. Практична частина включає розробку схемотехнічних рішень та програмного коду для передачі даних за протоколом MQTT. Результати тестування системи показали, що відносна похибка вимірювання потужності становить 2,18–4,17%, що є цілком прийнятним для побутового використання. Система забезпечує стабільність передачі даних на рівні понад 99%. Запропоноване рішення дозволяє власникам будинків виявляти фонове споживання, оцінювати ефективність сонячної генерації та оптимізувати режим роботи потужних електроприладів