Arsitektur cerdas berbasis cloud dan IoT untuk pengolahan air desalinasi
Abstrak
Permintaan air yang meningkat dan lingkungan yang memburuk terus menerus menekankan kebutuhan akan teknologi dan metode baru untuk mencapai penggunaan sumber daya dan manajemen desalinasi yang dioptimalkan, mengubah air laut menjadi air minum murni. Di zaman ini, penggunaan Internet of Things memungkinkan kita untuk mengoptimalkan serangkaian proses yang sebelumnya rumit untuk dilakukan dan membutuhkan sumber daya yang sangat besar. Salah satunya dengan optimalisasi pengelolaan pengolahan air. Penelitian ini menyajikan model pengolahan air yang dapat diterapkan dan menyarankan lingkungan cerdas yang dapat mengontrol instalasi pengolahan air. Sistem yang diusulkan mengumpulkan data dan menganalisis untuk memberikan pendekatan yang paling efisien untuk operasi desalinasi air. Kerangka desalinasi mengintegrasikan teknologi yang memungkinkan cerdas seperti Cloud Portal, komunikasi jaringan, Internet of Things, ' Proyek desalinasi. Kerangka yang diusulkan menggabungkan teknologi zaman baru, yang penting untuk operasi sistem desalinasi yang efisien dan efektif. Kerangka membran ganda desalinasi yang diimplementasikan menggunakan energi matahari untuk memurnikan air garam menggunakan metode kuno untuk menghasilkan air bersih untuk minum dan irigasi. Desalinasi menghasilkan 0,47 m3 / l air tawar dari konsentrasi garam 10 g / l, mengkonsumsi energi 8,31 KWh / m3 untuk produksi dari implementasi prototipe, yang menjadikan proses desalinasi hemat biaya.
Introduksi
Penulis mengangkat beberapa permasalahan seperti :
Lebih dari satu miliar orang di seluruh dunia tinggal di daerah langka air, gersang, dan 97% dari bumi ' Airnya asin
Pada tahun 2025, permintaan air minum segar akan meningkat hampir 56% dan satu dari empat orang mungkin mengalami kelangkaan air
Kerangka kerja untuk desalinasi air laut dengan mengintegrasikan teknologi seperti Cloud Computing, Embedded Sensor, IoT dan transmisi data jaringan yang didukung oleh energi matahari dan mengintegrasikan metode pemurnian kuno konsumsi air manusia.
Survei Literatur
Abro dkk. (2019) mempresentasikan bagaimana teknologi modern telah meneliti metode desalinasi dan ekstraksi air murni serta desalinasi tersebut dengan efisiensi tinggi namun dengan biaya rendah. Zuo dkk. (2019) meneliti model fisik dan matematis dari pembangkit listrik tenaga angin solar-kimia dengan desalinasi menggunakan kondensasi tidak langsung dari air tawar. Untuk mempelajari properti bidang aliran, simulasi numerik dilakukan. Keduanya sama-sama berbicara tentang metode berbasis surya khususnya penghematan biaya sistem alam ditentukan oleh catu daya tertentu, pabrik desalinasi ' posisi, permintaan keluaran air, dan pertimbangan lainnya.
Selain itu penulis juga mengutip beberapa orang tentang metode kuno dan hibrida. Diantaranya ialah Oikonomou dan Parvania (2019) menyarankan model yang menggabungkan keserbagunaan yang tersedia untuk pabrik desalinasi air ke dalam sistem distribusi air layanan, Model ini menyarankan secara efisien menggunakan keserbagunaan operasional instalasi desalinasi untuk menyediakan layanan pengaturan bagi pasar dan persyaratan untuk pasokan air tawar dan biaya pemulihan instalasi desalinasi. Selanjutnya, Gattaet (2019). mempresentasikan kelayakan rinci dan penilaian teknis dan konservasi energi dari sistem baterai diesel fotovoltaik hibrida independen. Perangkat yang diusulkan dapat memberikan beban tertentu, dihapus dengan baik dari tautan jaringan, dan sebagai studi kasus nyata untuk Mesir.
Selanjutnya penulis menjelaskan framework desalinasi yang telah ada melalui gambar berikut disertai keterangan simbol yang ada pada gambar
Metodelogi Penelitian
Proyek ini mengimplementasikan pengumpulan portal berbasis Cloud serta menghubungkan metrik dan data yang dihasilkan dari perangkat IoT, sensor, pompa, katup untuk memantau dan mengontrol situs desalinasi dan pembangkit listrik. Penelitian ini melibatkan integrasi solusi berbasis Cloud dan IoT. Penggunaan Cloud mengurangi perlunya pemeliharaan infrastruktur di lokasi. Perangkat IoT memungkinkan otomatisasi dan aliran kontrol untuk proses desalinasi dan subtugas. Cermin parabola untuk memusatkan radiasi matahari pada panel surya, yang meningkatkan radiasi hingga 60% dan mencapai efisiensi puncak lebih dari 20%. Penggunaan pompa berkecepatan variabel yang terhubung dengan perangkat sensor IoT mengatur aliran laut, gesekan, dan variasi tekanan.
Diagram Alir Proses Iot dan Cloud
Proses desalinasi dikelola oleh sensor IoT dengan perangkat pintar terintegrasi dan mencegah campur tangan manusia secara besar-besaran. Untuk mendeteksi kebutuhan data untuk energi matahari, sensor dan pengukuran cerdas. Artinya pasokan dan keluaran riil energi matahari diprioritaskan, serta diatur. Sensor desalinasi dipasang di dalam tempat dan terhubung langsung di dalam pipa bersama dengan pengontrol sebagai modul tunggal. Pengontrol tertanam adalah bagian utama dari pemantauan kualitas IoT. Pengontrol menggunakan Wi-Fi eksternal hemat energi. Desain sistem pemantauan ini hemat biaya. Ketinggian air dideteksi untuk menentukan kedalaman air di dalam tangki. Tiga probe digunakan untuk mendemonstrasikan air ' derajat s, misalnya tinggi, rendah dan sedang.
Hasil
Berikut adalah data yang didapatkan
Kesimpulan
Penggunaan teknologi baru menyediakan sistem yang hemat biaya dan efisien
Model pengolahan air yang diimplementasikan efektif untuk desalinasi air laut menggunakan konsep tech savvy.
Hal ini dapat mengurangi latensi keseluruhan dan proses analitik data sehingga respons dari waktu respons sistem kontrol portal cloud diminimalkan
Komentarze