Ενεργειακή Αυτονομία Κοινόχρηστων Χώρων
Η επιλογή της υβριδικής παραγωγής ενέργειας από τον ήλιο και τον άνεμο δεν είναι τυχαία, καθώς στοχεύει στην πλήρη κάλυψη των αναγκών περιμετρικού φωτισμού και φωτισμού των κοινόχρηστων χώρων του κτιρίου. Μέσω της έξυπνης διαχείρισης από τον δεύτερο ESP32 της κατασκευής, η ενέργεια που συλλέγεται αποθηκεύεται και αποδίδεται στοχευμένα, βελτιώνοντας το ενεργειακό αποτύπωμα του σχολείου.
1. Υλικό (Hardware & Sensing)
- Κεντρικός Επεξεργαστής: ESP32 (Dual Core, 240MHz) με ενσωματωμένο Wi-Fi/Bluetooth.
- Σύστημα Κίνησης: DC Motor με έλεγχο μέσω γέφυρας H (L298N) για την ανεμογεννήτρια.
- Αισθητήρες: Φωτοαντίσταση (LDR) για την ανίχνευση του επιπέδου ηλιοφάνειας.
- Έξοδοι: Relay Module για τον έλεγχο του περιμετρικού φωτισμού.
Εικόνα 4: Ο κεντρικός ελεγκτής ESP32 και η γέφυρα H (L298N) για τη διαχείριση των Α.Π.Ε.
2. Λογισμικό & IoT Interface
- Γλώσσα: C++ (Arduino Framework).
- Web Server: Embedded Ασύγχρονος Διακομιστής (ESPAsyncWebServer).
- Frontend: HTML5, CSS3 (Animations & Neon Design), JavaScript (ES6).
- Πρωτόκολλο: WebSockets για real-time αμφίδρομη μεταφορά δεδομένων.
3. Έξυπνη Λογική (Smart Features)
- Dual-Mode Tracker: Βελτιστοποίηση ενεργειακής απόδοσης & Λειτουργία έξυπνης σκίασης αίθουσας.
- Auto-Night Sensing: Αυτόματη ενεργοποίηση του φωτισμού όταν νυχτώσει.
- Load Management: Οπτικοποίηση της κατανάλωσης και της ισορροπίας της μπαταρίας μέσω του Dashboard.
Η φωτοαντίσταση (LDR) λειτουργεί ως αισθητήρας περιβάλλοντος φωτός. Μέσω του Web Dashboard, η τιμή αυτή μεταφράζεται σε δυναμική παύση της προσομοίωσης ηλιακής παραγωγής, ενώ ενεργοποιείται το Relay Module για τον περιμετρικό φωτισμό.
Η ανεμογεννήτρια ελέγχεται μέσω αλγορίθμου μεταβλητής ταχύτητας. Ο κινητήρας προσομοιώνει την αιολική ροή με τυχαίες παύσεις, ενώ το σύστημα ενημερώνει το Dashboard μέσω WebSockets για real-time συγχρονισμό.
Η πρόσβαση πραγματοποιείται μέσω Soft Access Point (SoftAP). Ο ESP32 δημιουργεί το δικό του αυτόνομο δίκτυο Wi-Fi, επιτρέποντας τη σύνδεση συσκευών χωρίς την ανάγκη εξωτερικού Router ή Hotspot.
Εικόνα 5: Το IoT Dashboard του συστήματος διαχείρισης ηλεκτρικής ενέργειας μέσω των Α.Π.Ε.