Tato práce řeší kompletní návrh desky pro měření proudu solárních panelů ve fotovoltaických elektrárnách. Nejprve je popsán princip fungování fotovoltaických panelů, na který navazuje popis trendů obnovitelných zdrojů energie v České republice. Dále se diplomová práce věnuje funkčnosti průmyslové sběrnice Modbus, která je využívána pro komunikaci měřící desky s nadřazeným prvkem v elektrárně, a proto patří mezi jednu z nejdůležitějších částí desky. Jsou popsány základní rámce protokolu a také některé z funkčních kódů, které deska využívá. Jádro práce tvoří samotný návrh hardwarové a softwarové části měřící desky. Hardware je uzpůsoben tak, aby mohla být deska použita místo stávající zastaralé desky firmy Satcon, která již není k prodeji. Jsou také uvedeny důvody použití některých komponentů měřící desky. Dále je popsán vývoj softwarové části desky a s tím související programová výbava. Na závěr je popsána funkčnost samotného programu, porovnání desek a také otestování základních funkcí nové desky.
Anotace v angličtině
The main focus of this thesis is to design hardware and software for a measuring board for solar panels. This board is used to monitor and measure current of the photovoltaic panels. This thesis firstly studies the function principle of the solar panels. It also describes the usage of those panels in households and solar power plants. Next part is dedicated to the situation of solar and other renewable, energy in the Czech Republic. Then the steps and problems of the hardware design are explained. The Modbus protocol, which the board uses to communicate, and its technical information are described. Next chapter is focused on software design and also the programs used for development for the chosen ARM processor. Lastly the old and new board is compared and the core function tested.
Klíčová slova
STM, ARM, Modbus, Fotovoltaika, Monitoring
Klíčová slova v angličtině
STM, ARM, Modbus, Photovoltaic, Monitoring
Rozsah průvodní práce
54 s. (67 595 znaků)
Jazyk
CZ
Anotace
Tato práce řeší kompletní návrh desky pro měření proudu solárních panelů ve fotovoltaických elektrárnách. Nejprve je popsán princip fungování fotovoltaických panelů, na který navazuje popis trendů obnovitelných zdrojů energie v České republice. Dále se diplomová práce věnuje funkčnosti průmyslové sběrnice Modbus, která je využívána pro komunikaci měřící desky s nadřazeným prvkem v elektrárně, a proto patří mezi jednu z nejdůležitějších částí desky. Jsou popsány základní rámce protokolu a také některé z funkčních kódů, které deska využívá. Jádro práce tvoří samotný návrh hardwarové a softwarové části měřící desky. Hardware je uzpůsoben tak, aby mohla být deska použita místo stávající zastaralé desky firmy Satcon, která již není k prodeji. Jsou také uvedeny důvody použití některých komponentů měřící desky. Dále je popsán vývoj softwarové části desky a s tím související programová výbava. Na závěr je popsána funkčnost samotného programu, porovnání desek a také otestování základních funkcí nové desky.
Anotace v angličtině
The main focus of this thesis is to design hardware and software for a measuring board for solar panels. This board is used to monitor and measure current of the photovoltaic panels. This thesis firstly studies the function principle of the solar panels. It also describes the usage of those panels in households and solar power plants. Next part is dedicated to the situation of solar and other renewable, energy in the Czech Republic. Then the steps and problems of the hardware design are explained. The Modbus protocol, which the board uses to communicate, and its technical information are described. Next chapter is focused on software design and also the programs used for development for the chosen ARM processor. Lastly the old and new board is compared and the core function tested.
Klíčová slova
STM, ARM, Modbus, Fotovoltaika, Monitoring
Klíčová slova v angličtině
STM, ARM, Modbus, Photovoltaic, Monitoring
Zásady pro vypracování
Seznamte se s problematikou FV elektráren, zaměřte se na monitoring jednotlivých řetězců solárních panelů. Nastudujte komunikační sběrnici RS485 a protokol MODBUS.
Seznamte se se stávající měřící deskou pro monitorinng proudů ze stringů. Zhodnoťte její výhody a nevýhody.
Navrhněte alternativní měřící desku s využitím moderního mikrokontroléru a součástek. V softwarové výbavě pro komunikaci přes MODBUS realizujte pouze základní vybrané funkce.
Navrženou desku realizujte a prototyp prakticky otestujte.
Proveďte zhodnocení dosaženého výsledku včetně srovnání se stávající deskou.
Zásady pro vypracování
Seznamte se s problematikou FV elektráren, zaměřte se na monitoring jednotlivých řetězců solárních panelů. Nastudujte komunikační sběrnici RS485 a protokol MODBUS.
Seznamte se se stávající měřící deskou pro monitorinng proudů ze stringů. Zhodnoťte její výhody a nevýhody.
Navrhněte alternativní měřící desku s využitím moderního mikrokontroléru a součástek. V softwarové výbavě pro komunikaci přes MODBUS realizujte pouze základní vybrané funkce.
Navrženou desku realizujte a prototyp prakticky otestujte.
Proveďte zhodnocení dosaženého výsledku včetně srovnání se stávající deskou.
Seznam doporučené literatury
\renewcommand{\labelenumi}{[\arabic{enumi}]}
BARRY, Richard. Using the FreeRTOS Real Time Kernel. 1. vyd. London: Real Time Engineers Ltd., 2010. ISBN 978-1-4461-7030-4.
www.st.com
GOTHARD, Adolf. Implementace RTOS do mikrokontrolérů STM32 s jádrem ARM Cortex-M4F. 2014.
https://www.st.com/content/st_com/en/support/learning/stm32-education/text-books.html, STM32 Arm Programming for Embedded Systems: Volume 6 Paperback ? 14 May 2018
Seznam doporučené literatury
\renewcommand{\labelenumi}{[\arabic{enumi}]}
BARRY, Richard. Using the FreeRTOS Real Time Kernel. 1. vyd. London: Real Time Engineers Ltd., 2010. ISBN 978-1-4461-7030-4.
www.st.com
GOTHARD, Adolf. Implementace RTOS do mikrokontrolérů STM32 s jádrem ARM Cortex-M4F. 2014.
https://www.st.com/content/st_com/en/support/learning/stm32-education/text-books.html, STM32 Arm Programming for Embedded Systems: Volume 6 Paperback ? 14 May 2018
Přílohy volně vložené
-
Přílohy vázané v práci
schémata
Převzato z knihovny
Ano
Plný text práce
Přílohy
Posudek(y) oponenta
Hodnocení vedoucího
Záznam průběhu obhajoby
Průběh obhajoby je zveřejněn pouze přihlášenému uživateli.