Abstract
The revolution of industry 4.0 is enabling us to build an intelligent connection society called smart cities. The use of renewable energy in particular solar energy is extremely important for modern society due to the growing power demand in smart cities, but its difficult to monitor and manage in each buildings since need to be deploy low energy sensors and information need to be transfer via wireless sensor network (WSN). The Internet of Things (IoT) / low-power wide-area (LPWA) is an emerging WSN technology, to collect and monitor data about environmental and physical electrical / electronics devices conditions in real time. However, providing power to IoT sensor end devices and other public electrical loads such as street lights, etc is an important challenging role because the sensor are usually battery powered and have a limited life time. In this paper, we proposes an efficient solar energy-based power management scheme for smart city based on IoT technology using LoRa wide-area network (LoRaWAN). This approach facilitates to maintain and prevent errors of solar panel based energy systems. The proposed solution maximizing output the power generated from solar panels system to distribute the power to the load and the grid. In this paper, we proved the efficiency of the proposed system with Simulink based system modeling and real-time emulation.
4차 산업혁명을 통해 지능형 연결 사회를 기반으로 한 스마트 시티가 형성되고 있다. 스마트 시티에서 태양 에너지를 비롯한 신재생 에너지의 사용이 증가하고 있으나, 신재생 에너지의 모니터링 및 관리의 어려움으로 인한 시스템 수요가 증가하고 있다. 또한 환경 및 물리적 요인에 대한 데이터를 수집하고 모니터링하기 위한 무선 센서네트워크 기반 IoT 기술이 접목되고 있으나, 실시간 측정을 위한 안정적인 전원 공급이 필수적인 상황이다. 이에 본 논문에서는 LoRaWan을 비롯한 IoT 기술 기반의 스마트 시티에 적용할 수 있는 효율적인 태양 에너지 기반 전력 관리 기법에 대하여 제안하였으며, 이를 기반으로 태양광 패널 시스템의 오동작 방지 및 모니터링을 수행할 수 있다. 제안한 기술을 통해 태양광 패널 시스템에서 생성된 전력을 최대로 출력하여 각 그리드에 분배할 수 있으며, Simulink 기반 시스템 모델링과 실시간 에뮬레이션을 기반으로 효율성을 입증하였다.
