Butiá Energía Renovable

Integrantes

Profesores de Informática para Educación Media:

• Adriana Gómez
• Orlando Hernández
• Patricia Añón

Con el acompañamiento de los Profesores de Física para Enseñanza Media:

• Cristian Rossi
• Mauricio Rodríguez

Introducción

Este trabajo fue realizado en el marco de la pasantía “Acortando Distancias”, que ANII-PROCIENCIA-PEDECIBA otorga a docentes de Educación Media, para facilitar el encuentro entre los ámbitos de docencia de Enseñanza Media y Formación en Educación y los ámbitos donde se realiza investigación científica y tecnológica, en aras de un enriquecimiento profesional de los actores involucrados, mediante la realización de pasantías en institutos de investigación de referencia en el país. Los investigadores del grupo MINA de la Facultad de Ingeniería fueron los responsables de respaldar esta pasantía en particular.

Objetivos

Construir un plugin para TurtleBots que estimule el uso responsable de la energía renovable, en este caso específico la energía eólica, a partir de los pronósticos numéricos operativos de generación de energías limpias en Uruguay, que brinda IMFIA-FING-UdelaR en la página Tage-ara1, y la incorporación de un nuevo actuador: el Relay.

Proceso del grupo

• Repaso de conceptos vinculados a la temática del plugin:
• Energías renovables.
• Unidades de medición de energía.
• Discusión del modelado matemático de las mediciones.
• Discusión de bloques y funcionalidades a incluir en la paleta.
• Investigación sobre cómo agregar una nueva paleta/plugin a TurtleBots.
• Programación en Python.
• Re discusión de soluciones logradas y re programación en base a esas discusiones.
• Documentación.

Documentación de la solución

Primera solución: “el controlador anárquico”.

En principio consideramos desarrollar una paleta con tres bloques y las siguientes funcionalidades:

• Refresh: refrescar los bloques de la paleta energía limpia; consultar la cantidad de Relays conectados y en qué puertos del robot butiá.
• Pronóstico de Energía Limpia: devolver el pronóstico de generación de energía eólica en Uruguay (este valor se actualiza cada hora, por más información visitar la página: https://www.fing.edu.uy/cluster/eolica/).
• Relay: encender el Relay (permitiendo el uso de energía limpia) cuando el pronóstico de generación sea un valor superior a un porcentaje 'x' determinado por el usuario.

Testeada la primera solución al problema, se retomó el aspecto didáctico, haciendo incapié en la interfaz con el usuario y se decidió avanzar a una segunda solución, en la que fuera posible una mayor autonomía del usuario.

Segunda solución: “Yo, el controlador anárquico”

En este caso se consideraron los siguientes bloques:

• Refresh: Consultar los Relay conectados al robot butiá y los valores de energía renovable. Este valor afecta la apariencia del bloque “Energía Generada” cambiando su color a rojo cuando la generación no llega a ser igual o superior a la recomendada.
• Energía Generada: Devolver pronósitco de generación de energía renovable en el Uruguay
• Máx Energía: Devolver el valor máximo de energía renovable que se puede generar en el Uruguay
• Energía Recomendada: Devolver el valor recomendado por IMFIA, para el consumo de energía.
• Relay: Permitir que el actuador se encienda (on) o apague (off).

Los usuarios pueden utilizar los bloques “Energía Recomendada” y “Energía Generada” (ver ejemplo N°1), o “Número” y “Energía Generada” como condición para encender o apagar el relay (ver ejemplo N° 2).

Ejemplo N°1

Ejemplo N°2

Otra forma recomendada para usuarios mas avanzados es construir un bloque que utilice porcentajes; para este bloque el usuario puede utilizar el “Energía Generada”, “Max Energía” y “Energía Recomendada” (ver ejemplo N°3).

Ejemplo N°3

(El relay enciende cuando el pronóstico de generación de energía renovable supera el 15% del máximo posible)

De esta manera, el usuario podrá construir su propio programa, para controlar el Relay de acuerdo a un uso consciente de las energías renovables.

Desafios y problemas encontrados

Si el proxy no es “transparente”, el programa puede presentar errores al tratar de consultar los datos de “Energía Generada”, “Max Energía” y “Energía Recomendada”.

El plugin envía 0 para apagar (off) y 1 para encender (on) y espera que el Relay inicie en el estado apagado (off). Dependiendo de la configuración, el Relay conectado puede actuar de forma inversa.

Determinar cuál es el valor recomendado para el uso de energía renovable fue una de las decisiones más interesantes en este proceso. Se decidió utilizar la recomendación del investigador de IMFIA, Alejandro Gutiérrez, como dato más certero. Este valor podría variar a futuro, dependiendo del éxito del uso de este plugin.

Instalar Plugins

Prerrequisito Versión FrameWork Actuador Relay. Para poder utilizar el actuador Relay, es necesario tener instalado los drivers del mismo. El archivo relay.py debes estar en el directorio : …/TurtleBots.activity/plugins/butia/pybot/drivers/hotplug Verificar que el archivo: .../TurtleBots.activity/plugins/butia/pybot/functions.py contenga la función setRelay

Instalar plugin Archivo

Conclusiones

Esta experiencia fue sumamente enriquecedora, ya que permitió el acercamiento de docentes de Educación Media a una modalidad de trabajo de investigación científica en un laboratorio, permitiendo una mayor profesionalización de los mismos.

Además del crecimiento personal que implica para los vinculados, es interesante tener en cuenta el impacto que podría tener en la sociedad, la conciencia del uso responsable de las energías renovables, línea en la que este proyecto se ha desarrollado.

Expectativas de futuro

Si bien este plugin considera la energía eólica (que es aquella de la que se cuenta con los datos necesarios), sería interesante contar con la información necesaria para ampliarlo, considerando también otro tipo de energías renovables (energía solar, hidráulica, por ejemplo).