Resumen
El presente Proyecto de Fin de Grado tiene como objetivo el diseño e implementación de un sistema de monitorización adaptado a instalaciones fotovoltaicas de pequeña escala en comunidades energéticas rurales. Estas comunidades requieren herramientas específicas que permitan supervisar en tiempo real el estado de sus instalaciones, registrar los flujos de energía y facilitar la toma de decisiones (para maximizar el autoconsumo y la eficiencia energética).
Actualmente, la mayoría de las soluciones de monitorización están diseñadas para grandes plantas fotovoltaicas, lo que las hace costosas y poco adaptadas a las necesidades de pequeñas comunidades. Por otro lado, los sistemas de monitorización integrados en los inversores comerciales ofrecen funcionalidades limitadas y, en algunos casos, poco fiables. En este sentido, el presente proyecto busca cubrir esta brecha tecnológica mediante el diseño de una solución accesible y escalable que permita a las comunidades energéticas gestionar su producción de manera eficiente.
La solución propuesta emplea un Controlador Lógico Programable basado en ESP32, para la adquisición de datos de los distintos dispositivos del sistema. Los datos recopilados son enviados y almacenados en una base de datos de series temporales y visualizados en tiempo real mediante una herramienta de visualización. Además, se ha integrado una red privada virtual para permitir el acceso remoto seguro al sistema.
Los resultados obtenidos confirman la eficacia del sistema desarrollado, demostrando su capacidad para proporcionar datos precisos y en tiempo real sobre la generación de energía en instalaciones fotovoltaicas de pequeña y mediana escala. Se ha validado su compatibilidad con distintos modelos de inversores empleados, garantizando su funcionamiento con cada uno de ellos. Además, la flexibilidad del diseño y el uso de tecnologías de código abierto permiten su personalización según las necesidades específicas de cada usuario, así como su escalabilidad para futuras ampliaciones, facilitando la incorporación de nuevas funcionalidades y mejoras del sistema.
Abstract
The present Final Degree Project aims to design and implement a monitoring system tailored for small-scale photovoltaic installations in rural energy communities. These communities require specific tools that enable real-time supervision of their installations, recording of energy flows, and informed decision-making (to maximize self-consumption and energy efficiency).
Currently, most monitoring solutions are designed for large photovoltaic plants, making them expensive and poorly suited to the needs of small communities. Additionally, integrated monitoring systems in commercial inverters offer limited and sometimes unreliable functionalities. In this regard, the present project seeks to bridge this technological gap by designing an accessible and scalable solution that allows energy communities to efficiently manage their production.
The proposed solution employs a Programmable Logic Controller based on ESP32 for data acquisition from various system devices. The collected data is sent and stored in a time-series database and visualized in real-time through a visualization tool. Furthermore, a virtual private network has been integrated to enable secure remote access to the system.
The results obtained confirm the effectiveness of the developed system, demonstrating its ability to provide accurate and real-time data on energy generation in small- and medium-scale photovoltaic installations. Its compatibility with different inverter models has been validated, ensuring proper operation with each of them. Moreover, the flexibility of the design and the use of open-source technologies allow for customization according to each user’s specific needs, as well as scalability for future expansions, facilitating the incorporation of new functionalities and system improvements.
Resumen
El presente Proyecto de Fin de Grado tiene como objetivo el diseño e implementación de un sistema de monitorización adaptado a instalaciones fotovoltaicas de pequeña escala en comunidades energéticas rurales. Estas comunidades requieren herramientas específicas que permitan supervisar en tiempo real el estado de sus instalaciones, registrar los flujos de energía y facilitar la toma de decisiones (para maximizar el autoconsumo y la eficiencia energética).
Actualmente, la mayoría de las soluciones de monitorización están diseñadas para grandes plantas fotovoltaicas, lo que las hace costosas y poco adaptadas a las necesidades de pequeñas comunidades. Por otro lado, los sistemas de monitorización integrados en los inversores comerciales ofrecen funcionalidades limitadas y, en algunos casos, poco fiables. En este sentido, el presente proyecto busca cubrir esta brecha tecnológica mediante el diseño de una solución accesible y escalable que permita a las comunidades energéticas gestionar su producción de manera eficiente.
La solución propuesta emplea un Controlador Lógico Programable basado en ESP32, para la adquisición de datos de los distintos dispositivos del sistema. Los datos recopilados son enviados y almacenados en una base de datos de series temporales y visualizados en tiempo real mediante una herramienta de visualización. Además, se ha integrado una red privada virtual para permitir el acceso remoto seguro al sistema.
Los resultados obtenidos confirman la eficacia del sistema desarrollado, demostrando su capacidad para proporcionar datos precisos y en tiempo real sobre la generación de energía en instalaciones fotovoltaicas de pequeña y mediana escala. Se ha validado su compatibilidad con distintos modelos de inversores empleados, garantizando su funcionamiento con cada uno de ellos. Además, la flexibilidad del diseño y el uso de tecnologías de código abierto permiten su personalización según las necesidades específicas de cada usuario, así como su escalabilidad para futuras ampliaciones, facilitando la incorporación de nuevas funcionalidades y mejoras del sistema.
Abstract
The present Final Degree Project aims to design and implement a monitoring system tailored for small-scale photovoltaic installations in rural energy communities. These communities require specific tools that enable real-time supervision of their installations, recording of energy flows, and informed decision-making (to maximize self-consumption and energy efficiency).
Currently, most monitoring solutions are designed for large photovoltaic plants, making them expensive and poorly suited to the needs of small communities. Additionally, integrated monitoring systems in commercial inverters offer limited and sometimes unreliable functionalities. In this regard, the present project seeks to bridge this technological gap by designing an accessible and scalable solution that allows energy communities to efficiently manage their production.
The proposed solution employs a Programmable Logic Controller based on ESP32 for data acquisition from various system devices. The collected data is sent and stored in a time-series database and visualized in real-time through a visualization tool. Furthermore, a virtual private network has been integrated to enable secure remote access to the system.
The results obtained confirm the effectiveness of the developed system, demonstrating its ability to provide accurate and real-time data on energy generation in small- and medium-scale photovoltaic installations. Its compatibility with different inverter models has been validated, ensuring proper operation with each of them. Moreover, the flexibility of the design and the use of open-source technologies allow for customization according to each user’s specific needs, as well as scalability for future expansions, facilitating the incorporation of new functionalities and system improvements. Read More
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