Plataforma IoT Multi-sensor para Monitorização Integrada de Materiais PCM

Abstract

A eficiência energética é um conceito de grande relevância nos dias de hoje devido à presente crise económica, energética e ambiental. O que era outrora um bom fator de eficiência poderá já não o ser, por isso é necessário pesquisar e implementar novos métodos que permitam melhorar a eficiência energética dos equipamentos. Posto isto, pretende-se com a implementação de phase change materials efetuar esse melhoramento, ao armazenar o calor gerado de uma maneira mais pratica e eficiente utilizando propriedades de thermal energy storage, no entanto para determinar se a implementação destes materiais é efetivamente benéfica, é imprescindível a projeção de um sistema de monitorização capaz de fornecer as métricas necessárias para o calculo da performance energética de equipamentos antes e depois da introdução de PCM. Neste sentido, pretende-se com esta dissertação efetuar a projeção e implementação inicial de uma plataforma internet of things multi-sensor para a monitorização integrada de PCM. Pretende-se que esta plataforma seja: versátil e modular, de modo a acomodar o maior numero de sistemas que possam ser equipados com PCM; reconfigurável, para que seja possível estabelecer comunicação à plataforma IoT em vários ambientes e que as métricas obtidas se adequem ao sistema monitorizado; por fim, pretende-se que a plataforma possua a capacidade de armazenar e exibir os dados de uma maneira simples para facilitar análises posteriores. Os resultados obtidos demonstram que a plataforma implementada possui uma performance notável, possuindo a estabilidade necessária para estar longos períodos de tempo ativa e uma precisão semelhante relativamente à verificada em equipamentos comummente utilizados na industria. Porém, verificou-se que, mediante a alteração das condições físicas de funcionamento, o sistema poderia ter comportamentos irregulares, no entanto, é possível melhorar bastante a performance do sistema numa segunda iteração, permitindo assim a monitorização de virtualmente qualquer equipamento.

Energy efficiency is a concept of great relevance today due to the current economic, energy and environmental crisis. What was once a good efficiency factor may no longer be, so it is necessary to research and implement new methods to improve the energy efficiency of equipments. That said, it is intended with the implementation of phase change materials to make this improvements, by storing the heat generated in a more practical and efficient way using properties of thermal energy storage, however to determine if the implementation of these materials is indeed beneficial, it is essential to design a monitoring system capable of providing the necessary metrics for calculating the energy performance of the equipment before and after the introduction of PCM. In this sense, this dissertation intends to carry out the projection and initial implementation of a multi-sensor internet of things platform for the integrated monitoring of PCM. This platform is intended to be: versatile and modular, in order to accommodate the largest number of systems that can be equipped with PCM; reconfigurable, so that it is possible to establish communication to the IoT platform in various environments and that the obtained metrics are adapted to the monitored system; finally, it is intended that the platform has the ability to store and display data in a simple way to facilitate further analysis. The results obtained demonstrate that the implemented platform has a remarkable performance, having the necessary stability to be active for long periods of time and an accuracy similar to that verified in equipments commonly used in the industry. However, it was found that, by changing the physical operating conditions, the system could behave irregularly, however, it is possible to greatly improve the performance of the system in a second iteration, thus allowing the monitoring of virtually any equipment.