I nte rna t io na l J o urna l o f   Appl ied P o wer   E ng i neer ing   ( I J AP E )   Vo l.  1 5 ,   No .   2 J u n e   20 2 6 ,   p p .   781 ~ 7 9 2   I SS N:  2252 - 8 7 9 2 DOI 1 0 . 1 1 5 9 1 /ijap e . v 1 5 . i 2 . pp 781 - 792           781       J o ur na l ho m ep a g e h ttp : // ija p e. ia esco r e. co m/   Sma rt  Io T - b a sed  temperatu re - co n t ro lled coo ling  sy stem f o so la r panels  using   A rduino       M ula   Sree niv a s a   Red dy 1 ,   K o nd ra g un t a   Ra m a   K rish na ia h 2 ,   Anj a li De v i G o rla 3   Ana ntha   Sra v a nthi P eddin t i 4 ,   Sa na m   Na g endra m 5 M o ha m ma d Na j um un nis a 6   B o da pa t i V enk a t a   Ra j a nn a 1 ,   Sh a ik   H a s a ne  Aha mm a d 7 ,   G o ng a t i P a nd u Ra ng a   Reddy 8   1 D e p a r t me n t   o f   El e c t r i c a l   a n d   El e c t r o n i c s E n g i n e e r i n g ,   M LR   I n st i t u t e   o f   Te c h n o l o g y ,   H y d e r a b a d ,   I n d i a   2 D e p a r t me n t   o f   C o m p u t e r   S c i e n c e   a n d   E n g i n e e r i n g ,   R   K   C o l l e g e   o f   E n g i n e e r i n g ,   K e t h a n a k o n d a ,   I n d i a   3 D e p a r t me n t   o f   El e c t r i c a l   a n d   El e c t r o n i c s E n g i n e e r i n g ,   V N R   V i g n a n a   J y o t h i   I n st i t u t e   o f   E n g i n e e r i n g   a n d   Te c h n o l o g y ,   H y d e r a b a d ,   I n d i a   4 D e p a r t me n t   o f   El e c t r o n i c s a n d   C o m mu n i c a t i o n   En g i n e e r i n g ,   A d i t y a   U n i v e r si t y ,   S u r a m p a l e m,  I n d i a   5 D e p a r t me n t   o f   C o m p u t e r   S c i e n c e   a n d   E n g i n e e r i n g - A r t i f i c i a l   I n t e l l i g e n c e   a n d   M a c h i n e   Le a r n i n g ,     K K R   K S R   I n st i t u t e   o f   Te c h n o l o g y   a n d   S c i e n c e s,  G u n t u r ,   I n d i a   6 D e p a r t me n t   o f   El e c t r o n i c s a n d   C o m mu n i c a t i o n   En g i n e e r i n g ,   D h a n e k u l a   I n st i t u t e   o f   E n g i n e e r i n g   a n d   Te c h n o l o g y ,   G a n g u r u ,   I n d i a   7 D e p a r t me n t   o f   El e c t r o n i c s a n d   C o m mu n i c a t i o n   En g i n e e r i n g ,   K o n e r u   La k s h ma i a h   E d u c a t i o n   F o u n d a t i o n ,   G u n t u r ,   I n d i a   8 D e p a r t me n t   o f   El e c t r i c a l   a n d   El e c t r o n i c s E n g i n e e r i n g ,   G .   P u l l a i a h   C o l l e g e   o f   E n g i n e e r i n g   a n d   Te c h n o l o g y ,   K u r n o o l ,   I n d i a       Art icle  I nfo     AB S T RAC T   A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   J u n   1 8 ,   2 0 2 5   R ev is ed   Feb   1 5 ,   2 0 2 6   Acc ep ted   Ma r   1 2 ,   2 0 2 6       Th e   e fficie n c y   o f   so lar  p h o to v o lt a ic  p a n e ls  d e c li n e sig n ifi c a n t l y   a th e ir   su rfa c e   tem p e ra tu re   in c re a s e b e y o n d   o p ti m a lev e ls.  Th is  p a p e p re se n ts  a   sm a rt,   tem p e ra tu re - c o n tro ll e d   c o o li n g   sy ste m   b a se d   o n   a n   Ard u in o   UN O   m icro c o n tro ll e to   e n h a n c e   s o lar  p a n e p e rfo rm a n c e   b y   m it ig a ti n g   o v e rh e a ti n g .   T h e   sy ste m   in teg ra tes   a   DS1 8 B2 0   tem p e ra tu re   se n so a n d   a   m o istu re   se n so r   to   m o n it o r   re a l - ti m e   e n v ir o n m e n tal  c o n d it i o n s.  Wh e n   th e   tem p e ra tu re   e x c e e d a   d e fin e d   t h re sh o l d ,   th e   Ard u i n o   a c ti v a tes   a   CP fa n   a n d   wa ter  p u m p   to   d issip a te   h e a e ffe c ti v e ly .   Ex p e rime n t a tes ti n g   d e m o n stra ted   a n   e fficie n c y   imp ro v e m e n o a p p ro x ima tely   1 0 %   to   1 2 %   d u ri n g   p e a k   so lar  c o n d it i o n s.   h y ste re sis  lo g ic - b a se d   sy ste m   with   a u to n o m o u c o n tro is   u se d   t o   c o n tro t h e   a m o u n t   o e n e rg y   a n d   wa ter  u ti li z e d ,   b y   o n ly   c o o li n g   wh e n   r e q u ired .   A n   LCD  sc re e n   d is p lay re a l - ti m e   in fo rm a ti o n   lo c a ll y   o n - site,  wh il e   a n   ES P 8 2 6 6   W iF m o d u le  se n d s   in fo rm a ti o n   t o   a   " c lo u d "   so   t h a t   re m o te  m o n it o ri n g   c a n   o c c u th ro u g h   t h e   Th in g S p e a k   c lo u d   se rv ice .   Th e   e n ti re   sy ste m   o p e ra tes   e n ti re ly   fro m   so lar   e n e rg y   a n d   is  c a p a b le   o f   b e i n g   o p e ra ted   o ff - t h e - g ri d   a we ll   a b e in g   e n v iro n m e n tally   frien d ly .   Du e   to   it lo c o st ,   m o d u larit y ,   a n d   e n e rg y   e fficie n c y ,   th is  sm a rt  c o o li n g   s o lu ti o n   p r o v id e a   v iab le  so l u ti o n   fo ru ra l   a re a o a re a with   li m it e d   re so u rc e to   e n h a n c e   th e   p e rfo r m a n c e   o f   p h o to v o lt a ic s y ste m s.   K ey w o r d s :   Ar d u in o   UNO   E n er g y   ef f icien cy   I m p r o v em en t   I o T   m o n ito r in g   R en ewa b le  en er g y   s y s tem s   Sm ar t te m p er atu r c o n tr o l   So lar   PV   co o lin g   T h is i a n   o p e n   a c c e ss   a rticle   u n d e r th e   CC B Y - SA   li c e n se .     C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   B o d ap ati  Ven k ata  R ajan n a   Dep ar tm en t o f   E lectr ical  an d   E lectr o n ics E n g in ee r i n g ,   ML R   I n s titu te  o f   T ec h n o l o g y   Hy d er ab ad ,   I n d ia   E m ail:  r ajan n ab v 2 0 1 2 @ g m ail. co m       1.   I NT RO D UCT I O N   So lar   p an els  b ec o m e   in cr ea s in g ly   u n p r o d u ctiv as  tem p e r atu r es  in cr ea s e,   r esu ltin g   in   d ec r ea s ed   elec tr icity   g en er atio n   [ 1 ] - [ 3 ] .   n ew  s m ar co o lin g   s o lu tio n   to   en h a n ce   s o lar   p an el  o u tp u t   th r o u g h   o p tim ized   tem p er atu r m an a g em en [ 4 ] [ 5 ] .   T h p r o ject  u s es  an   Ar d u in o   UNO  m icr o co n tr o ll er   to   ex ec u te  all   r e q u i r e m e n t s   a n d   i n t e g r a t es   t em p e r a t u r e / m o i s t u r e   s e n s o r s   t o   c o n t i n u o u s l y   m o n i t o r   s o l a r   p a n e l   a c t i v i t y   [ 6 ] [ 7 ] .   wate r   p u m p   an d   f an   ar e   ac tiv ated   wh en   th tem p er atu r o f   th p a n els  ex ce ed s   p r ed eter m in e d     th r esh o ld   [ 8 ] [ 9 ] .   W h en   th te m p er atu r e   h as  r et u r n ed   to   s a f r an g e,   th co o lin g   s o lu tio n   will  s to p   o p er atin g   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 8 7 9 2   I n t J Ap p l Po wer   E n g Vo l.  1 5 ,   No .   2 ,   J u n e   20 2 6 :   781 - 792   782   to   p r eser v wate r   an d   en er g y   r eso u r ce s   [ 1 0 ] .   All  s en s o r   in f o r m atio n   is   s en wir eless ly   th r o u g h   an   E SP 8 2 6 6   Wi - Fi  m o d u le  en ab lin g   r ea l - t im r em o te  ac ce s s   to   s en s o r   i n f o r m atio n /aler ts   v ia  th T h in g Sp ea k   d ash b o ar d   [ 1 1 ] [ 1 2 ] .   T h e n tire   s y s tem   o p er ates  with   s o lar   p a n el  en er g y   t o   allo f o r   o f f - g r id   liv i n g   an d   s u s tain ab le  p r ac tices [ 1 3 ] - [ 1 5 ] .   T h e   m ain   o b jectiv es o f   th p r o ject  ar e:   -   Mo n ito r   s o lar   p a n el  tem p er at u r an d   m o is tu r lev els in   r ea l t im [ 1 6 ] .   -   T r an s m it liv d ata  to   T h in g Sp ea k   f o r   r em o te  a n aly s is   an d   d i ag n o s tics   [ 1 7 ] .   -   Au to m atica lly   ac tiv ate  co o lin g   co m p o n en ts   wh en   th er m al  t h r esh o ld s   ar b r ea ch ed   [ 1 8 ] .   -   Min im ize  en er g y   an d   wate r   u s b y   in tellig en tly   d is ab lin g   co o lin g   wh en   n o t n ee d ed   [ 1 9 ] .   -   Pre s en t o p er atio n al  d ata  l o ca lly   u s in g   an   L C s cr ee n   [ 2 0 ] .   -   E n s u r co m p lete  o p er atio n   u s i n g   s o lar   en e r g y   f o r   e n v ir o n m e n tal  ef f icien cy   [ 2 1 ] .   An   em b ed d e d   s y s tem   is   co m b in atio n   o f   h ar d war a n d   s o f twar tailo r ed   f o r   s p ec if ic  task s .   T y p ical   s y s tem s   lik th is   u s m icr o c o n tr o ller s   f o r   r ea l - tim m o n ito r in g ,   d ec is io n   m a k in g ,   an d   ac t u atio n   d ev ices  [ 2 2 ] .   T h p r o p o s ed   s o lar   co o lin g   s o lu tio n   will  u s an   Ar d u in o   UNO  m icr o co n tr o ller   to   i n d ep en d en tly   co n tr o l   co o lin g   b ased   o n   d ata  c o llected   f r o m   s en s o r s   [ 2 3 ] .   T h e   en d   r esu lt  is   th e   cr ea tio n   o f   an   ec o - f r ien d ly ,   in ex p en s iv e ,   a n d   s elf - ad a p tin g   way   to   m an ag s o lar   ar r ay s   with   th ad d itio n   o f   I o T   tech n o l o g y   a n d   au to m ated   co n tr o l [ 2 4 ] [ 2 5 ] .       2.   SYST E M   ARCH I T E CT U R E   AND  WO RK I NG   P RINC I P L E   An   o v er v iew  o f   th wo r k in g   o f   th e   p r o p o s ed   s o lar   p an el   c o o lin g   s y s tem   is   s h o wn   in   Fi g u r 1 .   T h s y s tem   u s es  an   Ar d u in o   UNO  m icr o co n t r o ller   as  its   C en tr al  co n tr o u n it.   I wo r k s   with   s en s o r s   to   m o n ito r   tem p er atu r an d   h u m id it y   to   d eter m in wh en   to   tu r n   ON  o r   OFF  th co o lin g   s y s tem .   T h in ter ac tio n   o f   th e   v ar io u s   elem en ts   in   th s y s tem   is   d escr ib ed   b elo w:   i)   So lar   p an el   an d   c h ar g in g   cir c u it :   T h e   s o lar   p an el  u s es  clea n   en er g y   to   r ec h ar g a   r ec h a r g e ab le  b atter y   v ia   p o wer   m o d u le.   T h is   allo ws th s o lar   p an el  s y s tem   to   o p er a te  o f f   o f   th g r id .   ii)   B atter y   p o wer   s u p p ly   a n d   s witch :   T h r ec h ar g ea b le  b atter y   h o ld s   all  th en er g y   th at  is   co l lecte d   f r o m   th e   s o lar   p an el  an d   is   co n n ec ted   to   p o wer   s witch   th at  s u p p lies   p o wer   to   a n   Ar d u in o   b o ar d .   iii)   Sen s o r s   ( DS1 8 B 2 0   an d   m o is tu r s en s o r ):   -   T h DS1 8 B 2 0   tem p e r atu r s e n s o r   m ea s u r es th s u r f ac e   tem p er atu r o f   th s o lar   p an el.   -   T h m o is tu r e   s en s o r   in d icate s   th r elativ e   h u m id ity   o f   th e   s u r r o u n d in g   en v ir o n m en t o   h e lp   d eter m in e   th o p tim al  co o lin g   m eth o d   ( f o r   ex am p le,   wh en   wate r   co o li n g   is   n o t n ee d ed   in   d am p   co n d itio n s ) .   iv )   Ar d u in o   UNO  m icr o co n tr o ller :   T h e   Ar d u i n o   b o ar d   tak es  th in p u f r o m   th s en s o r s   an d   s en d s   o u s ig n als   to   th ac tu ato r s   ( f an   an d   wate r   p u m p )   v ia  d i g ital  lo g ic.   T h Ar d u in o   b o ar d   also   co n tr o ls   h o th Ar d u in o   in ter ac ts   with   th W i - Fi m o d u le  f o r   I o T   co n n ec tiv ity .   v)   C o o lin g   an d   m o n ito r in g   c o m p o n en ts :   -   T h wate r   p u m p   is   co n tr o lled   th r o u g h   r elay   m o d u le ,   wh i ch   tu r n s   o n   th p u m p   wh e n   a   tem p er atu r e   th r esh o ld   is   ex ce ed e d .   -   tr an s is to r   cir cu it  is   u s ed   t o   co n tr o C PU  f an   b ased   o n   lo g ic - lev el  o u tp u f r o m   th Ar d u in o   m icr o co n tr o ller .     -   T h L C d r iv er   a n d   L C d is p lay   allo f o r   lo ca l v iewin g   o f   cu r r e n t te m p er atu r an d   m o i s tu r lev els.   -   An   E SP 8 2 6 6   W i - Fi  m o d u le  s en d s   tem p er atu r an d   m o is tu r lev el  d ata  to   T h in g Sp ea k   f o r   m o n ito r in g   an d   d ata  s to r a g e.   v i)   I o T   p latf o r m - T h in g Sp ea k :   Se n s o r   r ea d in g s   ar s en f r o m   th E SP 8 2 6 6   to   T h in g Sp ea k ,   w h ich   is   an   o p e n - s o u r ce   clo u d - b ased   s y s tem   t h at  allo ws  u s er s   to   s ee   an d   m ea s u r h o th ei r   s y s tem   p er f o r m s   f r o m   a   d is tan ce .     2 . 1 .     So la r   pa nel sp ec if ica t io ns   a nd   cha rg ing   circ uit  des c ript io n   p o ly cr y s tallin s o lar   p h o to v o ltaic  p an el  r ated   at  ( Vm p   =   1 8   V,   I m p   =   1 . 1 1   A)   h as  an   o p en - cir cu it   v o ltag o f   2 1 . 6   an d   s h o r t - c ir cu it  cu r r en o f   1 . 2   A,   th u s   m ak in g   it  s u itab le  f o r   lo w - p o wer   em b ed d e d   an d   I o T - b ased   ap p licatio n s .   T h is   ty p o f   s o lar   p an el  wo r k s   well  wh en   ex p o s ed   to   s tan d ar d   test   co n d itio n s   ( STC)   o f   1 0 0 0   W /m ²  ir r ad ia n ce   an d   2 5   °C   am b ien t te m p er at u r e.   ch ar g in g   cir c u it  h as  b ee n   d esig n ed   to   s af ely   p ass   en er g y   f r o m   th s o lar   p an el  t o   1 2   V   r ec h ar g ea b le  b atter y   s o   as  to   allo f o r   co n tin u o u s   o p er atio n   o f   th s y s tem   b y   p r o v i d in g   s u f f icien p o wer   f o r   o f f - g r id   s y s tem s .   I n   a d d itio n   to   th is ,   th e   u s o f   a   d io d p r o tectio n   s tag h as  b ee n   in c o r p o r ated   to   p r ev e n r ev er s cu r r en f r o m   th b att er y   b ac k   to   th s o lar   p an el  wh en   th s o lar   p an el   is   ex p er ien cin g   v er y   lo w   ir r ad ian ce   lev els  an d   in   th e v en in g   h o u r s .   T h er a r also   cu r r en lim itin g   a n d   v o ltag r eg u latio n   d e v ices  in   p lace   to   p r o tect  th b atter y   f r o m   o v er h ea tin g   o r   o v e r lo ad i n g   an d   s u p p l y   s tab le  DC   Po wer   to   th Ar d u in o   UNO  b o ar d   an d   o th e r   d ev ices  co n n ec ted .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J Ap p l Po wer   E n g   I SS N:   2252 - 8 7 9 2       S ma r t I o T - b a s ed   temp era tu r e - co n tr o lled   co o lin g   s ystem  fo r   s o la r   p a n els    ( Mu la   S r ee n iv a s a   R ed d y )   783   2 . 2 .     Wo r k ing   princip le   T h s y s tem   r u n s   ex clu s iv ely   o f f   s o lar - p o wer e d   b atter y   th at  s u p p lies   c o n s tan DC   v o ltag to   o p er ate  c o n tin u o u s ly .   On ce   th s y s tem   h as  r ec eiv e d   p o wer   ( f r o m   s o lar   c h ar g in g ) ,   it  co n ti n u o u s ly   s ca n s   b o th   th DS1 8 B 2 0   tem p e r atu r s en s o r   an d   t h m o is tu r e   s en s o r   f o r   d ata  r ea d in g s .   I f   th tem p er a tu r r is es  o v er   s et   h ig h   lim it   ( s u ch   as  4 5   d e g r ee s   C ) ,   th s y s tem ' s   C PU  f an   an d   wate r in g   p u m p   ar e   ac tiv at ed   b y   th e   Ar d u in o   th r o u g h   th e   u s o f   tr a n s is to r   cir cu its   an d   r ela y s .   T h e   C PU  f an   an d   wate r in g   p u m p   will  r e m ain   r u n n in g   u n til   th tem p er atu r h as  f allen   to   b elo d ef in ed   lo lim it  ( s u ch   as  4 0   d eg r ee s   C ) .   On ce   th tem p er atu r d r o p s   b elo th is   lim it,  th en tire   co o lin g   p r o ce s s   will  s to p   to   s av e   o n   b o th   en er g y   an d   wate r   u s ag e.   T h cu r r e n liv e   tem p er atu r a n d   m o is tu r v alu es  ar d is p lay e d   lo ca lly   o n   a n   L C s cr ee n in   a d d itio n ,   th e   d ata  is   u p l o ad ed   to   T h in g Sp ea k ,   cl o u d - b ased   r e m o te  m o n ito r in g   s y s tem   v ia  t h wir eless   ( W i - Fi)  co n n ec ti o n   o f   an   E SP 8 2 6 6   Wi - Fi  m o d u le.   T h er ef o r e,   th e   s y s tem   is   co m p letely   a u to n o m o u s   an d   p o wer ed   b y   r en ew ab le  s o lar   en er g y ,   wh ich   allo ws th s y s tem   to   b d ep lo y e d   in   m a n y   ty p es o f   o f f - g r id ,   s u s tain ab le  way s   ac r o s s   th g lo b e.       S o l a r   P a n e l C h a r g i n g   C i r c u i t B a t t e r y   P o w e r   S u p p l y S w i t c h A R D U I N O   U N O D S 1 8 B 2 0   T e m p e r a t u r e   S e n s o r M o i s t u r e   S e n s o r L C D   D r i v e r L C D   D i s p l a y R e l a y W a t e r   p u m p T r a n s i s t o r C P U   f a n E S P 8 2 6 6   W I - F I T h i n g s p e a k     Fig u r 1 .   B lo ck   d iag r am   o f   th p r o p o s ed   s m ar t c o o li n g   s y s tem       3.   SCH E M AT I DI AG RAM  AND  M E T H O DO L O G Y   T h wir in g   s ch em atic  d etails  t h s m ar co o lin g   s y s tem   b ased   o n   tem p er at u r e ,   as  s h o wn   b elo w.   T h is   s ec tio n   f u r th er   elab o r ates  o n   t h cir cu it - lev el  in te g r atio n   a n d   co n tr o m eth o d o lo g y   em p lo y ed   f o r   th p r o p o s ed   s y s tem .   I d is cu s s es  th r elatio n s h ip   b etwe en   t h s en s in g   co m p o n en ts ,   th c o n tr o l   co m p o n e n ts ,   an d   th e   ac tu atin g   co m p o n en ts   to   attain   ac cu r ate  tem p er atu r co n t r o l f o r   th p h o to v o ltaic  p an el.   T h m eth o d o l o g y   also   d is cu s s es  th r o le  o f   p r o g r a m m in g   a n d   I o T   co m m u n icati o n   in   ac h ie v in g   au to n o m o u s   o p er atio n .   Fig u r e   2   p r o v id es  a d d itio n al  in f o r m ati o n   o n   h o t h k ey   co m p o n e n ts   ar co n n ec ted   an d   i n teg r ate d .   C o m p lem en tin g   th is ,   Fig u r 3   d is p lay s   th la b e led   h ar d war e   p r o t o ty p e .     3 . 1 .     K ey   co m po nents a nd   circ uit  des cr iptio n   T h k ey   c o m p o n en ts   in v o lv ed   in   cir cu it d escr ip tio n   ar e:   i)   Po wer   s u p p ly   an d   ch ar g in g   cir cu it:  T h p o wer   s u p p ly   s u b s y s tem   is   m ad u p   o f   a   s o lar   p a n el  an d   r ec h ar g ea b le  b atter y   co m b i n atio n   th at  allo ws f o r   s tan d alo n o p er atio n .   T h s o lar   p an el' s   o u tp u t g o es in to   ch ar g in g   cir c u it  wh ich   p r o v i d es  p o wer   t o   th e   b atter y ,   in co r p o r atin g r ec tifie r   d io d e,   a   f ilter   ca p ac ito r   ( 2 2 0 0   µF)   an d   7 8 0 5   v o ltag r eg u lato r .   T h r ec tifie r   d io d p r o v id es r e v er s p o lar ity   p r o tectio n ,   wh er ea s   t h e   f i l t e r   c a p a c it o r   s m o o t h s   o u t   a n y   f l u c t u a t i o n s   i n   v o l t a g e .   T h e   7 8 0 5   v o l t a g e   r e g u l a t o r   s t e p s   d o w n   t h s o l a r   p a n e l' s   o u t p u t   t o   a   r e g u l a t e d   v o l t a g o f   5   V o l ts   s o   th a t   i t   ca n   e a s i l y   o p e r a t t h e   A r d u i n o   U N O ,   s en s o r s ,   L C D ,   an d   E SP 8 2 6 6   m o d u les.  T h e   r ec h ar g ea b le  b atter y   ac ts   as  an   en er g y   b u f f er   to   allo th e   s m ar co o lin g   s y s tem   to   k ee p   o p e r atin g   w h en   s o lar   ir r ad ian ce   is   lo o r   wh en   th er e   ar v er y   q u ick   f lu ctu atio n s   in   lo a d .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 8 7 9 2   I n t J Ap p l Po wer   E n g Vo l.  1 5 ,   No .   2 ,   J u n e   20 2 6 :   781 - 792   784   ii)   Mic r o co n tr o ller   ( Ar d u in o   UNO) T h Ar d u in o   UNO  m icr o co n tr o ller   is   th e   co n tr o ce n te r   o f   th s m ar t   co o lin g   s y s tem   an d   th r o u g h   t h u s o f   its   Dig ital  I /O  Pin s   co n n ec ts   all  o f   t h p er ip h e r als  an d   c o n tr o ls   th em .   T h m icr o co n tr o ller   wil im p lem en th c o n tr o l o g ic,   will  r ea d   th tem p e r atu r s en s o r   d ata,   will  ac tiv ate  th co o lin g   d ev ices,  a n d   will c o m m u n icate   with   th s m ar t c o o lin g   s y s tem   an d   with   W i - Fi.   iii)   T em p er atu r e   s en s o r   ( DS1 8 B 2 0 ) T h tem p e r atu r s en s o r   DS1 8 B 2 0   is   an   1 8 B 2 0   d ig i tal  tem p er atu r e   s en s o r   th at  will  b co n n ec ted   to   th Ar d u in o ' s   p in   D7 .   T h tem p er atu r s en s o r   DS1 8 B 2 0   will  m ea s u r th tem p er atu r o f   th s u r f ac o f   th s o lar   p a n el  an d   th en   p r o v id e   th tem p er at u r in f o r m atio n   th at  is   u s ed   f o r   t h co n t r o l lo g ic.   iv )   Mo is tu r s en s o r I is   co n n ec ted   to   an alo g   p i n   A0 .   Me asu r e s   en v ir o n m en tal  h u m id ity   an d   s o il  m o is tu r e   to   o p tim ize  o r   o v e r r id wate r - b ased   co o lin g   wh en   u n n ec ess ar y .   v)   C o o lin g   s y s tem :   -   W ater   p u m p D r iv en   b y   r ela y   cir cu it  c o n n ec te d   to   p in   D9   o f   Ar d u in o .   T h e   r elay   is   co n t r o lled   v ia   a   B C 5 4 7   NPN  tr an s is to r   an d   p r o tecte d   b y   a   f ly b ac k   d io d e.   -   C PU  Fan Dr iv en   d ir e ctly   u s in g   a   tr an s is to r   s witch   ( B C 5 4 7 ) ,   wh ich   allo ws  th f an   to   b e   to g g le d   b ased   o n   tem p er atu r l o g ic.   v i)   L C d is p lay   ( 1 6 x 2 ) :   I t   is   c o n n ec ted   v ia  d ig ital  p i n s   D3 D6   to   th A r d u in o   a n d   d is p lay s   r ea l - tim tem p er atu r a n d   m o is tu r r ea d in g s ,   an d   s y s tem   s tatu s   ( e. g . ,   C o o lin g   ON/OFF”) .   v ii)   Wi - Fi  co m m u n icatio n   ( E SP 8 2 6 6   m o d u le) I is   co n n ec ted   to   p in s   D0   an d   D1   ( R X/T X) ,   an d   it  s en d s   s en s o r   d ata  to   th clo u d - b ased   T h in g Sp ea k   I o T   p latf o r m   f o r   r em o te  m o n ito r in g .   v iii)   R eset  an d   co n tr o s witch es:  m an u al  p u s h - b u tto n   r eset  is   av ailab le  f o r   s y s tem   in itial izatio n ,   an d   b y p ass   s witch   ca n   b u s ed   to   m an u ally   d is ab le  th s y s tem   d u r in g   m ai n ten an ce .           Fig u r 2 .   C ir cu it sch em atic  o f   th p r o p o s ed   Ar d u in o - b ased   s m ar t c o o lin g   s y s tem       3 . 2 .     Wo r k ing   m et ho d   W h en   th Ar d u in o   is   tu r n ed   o n ,   it  r ea d s   all  th e   s en s o r s   co n n ec ted   to   it.  T h s en s o r s   will  b e   co n n ec ted   to   th T h in g Sp ea k   ap p licatio n   th r o u g h   th E SP 8 2 6 6   W i - Fi  ch ip .   T h DS1 8 B 2 0   s en s o r   will  b ab le  to   r ea d   th tem p er atu r at  th s u r f ac o f   th p an el  co n tin u o u s ly .   W h en   th tem p er atu r ex c ee d s   ce r tain   lev el   th at  h as  b ee n   p r e d eter m in ed   ( e. g . ,   4 5   °C ) ,   th e   Ar d u in o   will  tu r n   o n   th e   C PU  co o lin g   f a n   t h r o u g h   a   tr an s is to r   s witch   an d   ac tiv ate  th r elay   f o r   tu r n in g   o n   th wate r   p u m p .   T h co o lin g   s y s tem   will  r em ain   in   o p e r atio n   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J Ap p l Po wer   E n g   I SS N:   2252 - 8 7 9 2       S ma r t I o T - b a s ed   temp era tu r e - co n tr o lled   co o lin g   s ystem  fo r   s o la r   p a n els    ( Mu la   S r ee n iv a s a   R ed d y )   785   u n til  th tem p er atu r e   g o es  b el o ce r tain   lev el  d eter m in e d   b y   h y s ter esis   ( e. g . ,   4 0   °C ) .   T h s en s o r   d ata  ar e   d is p lay ed   lo ca lly   o n   a n   L C an d   s en t   in   r ea l - tim to   T h in g Sp ea k ' s   clo u d   f o r   m o n ito r i n g .   I f   a   m o is tu r e   s en s o r   is   u s ed   as  an   o p tio n ,   it  will  all o f o r   th b y p ass in g   o f   th e   wate r   d o wn   to   th e   p an el  w h en   t h p an el   is   wet  af ter   r ain .   T h e   to tal  s etu p   is   in ex p e n s iv e,   s elf - s u f f icien t,  an d   ad e q u ate  f o r   u tili za tio n   in   o f f - g r i d   s o lar   s y s tem s   f o r   m ax im u m   p h o to v o ltaic  ef f icie n cy .             Fig u r 3 .   Har d war im p lem e n tatio n   o f   th A r d u in o - b ased   s m ar t c o o lin g   s y s tem   f o r   s o lar   p an els       3 . 2 . 1 .   Arduin o   pro g ra m   f o s m a rt   co o lin g   lo g ic   T h co r f u n ctio n ality   o f   t h p r o p o s ed   s m ar co o lin g   s y s tem   is   p r o g r a m m ed   o n   an   Ar d u in o   UNO  u s in g   em b ed d ed   C ++ .   T h co d in teg r ates te m p er atu r an d   m o is tu r s en s in g ,   f an /p u m p   c o n tr o l,  L C d is p lay ,   an d   I o T - b ased   d ata  tr an s m is s io n   v ia  T h in g Sp ea k   u s in g   an   E SP 8 2 6 6   m o d u le.   Alg o r ith m   1   is   th s o u r ce   co d u s ed   in   th p r o ject .     Alg o r ith m   1 .   E m b e d d ed   C ++   p r o g r a m   f o r   th p r o p o s ed   s m a r t c o o lin g   s y s tem   #include <SoftwareSerial.h>   #include <OneWire.h>   #include <LiquidCrystal.h>   SoftwareSerial mySerial(8,9); //  RX, TX    LiquidCrystal lcd(2,3,4,5,6,7);   OneWire  ds(10);  // on pin 10 (a 4.7K resistor is necessary)   byte i;   byte present = 0;   byte type_s;   byte data[12];   byte addr[8];   float celsius, fahrenheit;   int fan = 11;   int relay = 12;   char ch;   //char data[85];     String data1 = "";   char cnct[10] = ",CONNECT";   int dsize = data1.length();       // previous length of the String   String apiKey = "4OKEMJ4WKL2TMDV9";   int led = 13;   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 8 7 9 2   I n t J Ap p l Po wer   E n g Vo l.  1 5 ,   No .   2 ,   J u n e   20 2 6 :   781 - 792   786   int tcount = 0;   void setup(void)    {   Serial.begin(9600);   mySerial.begin(115200);   pinMode(led, OUTPUT);    pinMode(fan, OUTPUT);    pinMode(relay, OUTPUT);    lcd.begin(16, 2);   lcd.setCursor(0,0);   lcd.print(" Arduino IOT ");   lcd.setCursor(0,1);   lcd.print("Solar Cooling");   mySerial.print("AT \ r \ n");   mySerial.println("AT+RST");   delay(300);   digitalWrite(led, HIGH);   // turn the LED on (HIGH is the voltage level)   delay(700);                 // wait for a second   digitalWrite(led, LOW);    // turn the LED off by    delay(700);   digitalWrite(led, HIGH);   // turn the LED on (HIGH is the voltage level)   delay(700);               // wait for a second   digitalWrite(led, LOW);    // turn the LED off by    delay(700);   //   Serial.println(" Start... ");   }   void loop(void)    {   int level = analogRead(A0);   level = map(level,0,1023,100,0);   celsius = ds.read();   Serial.print(level);   Serial.print(",");   Serial.println(celsius);   lcd.clear();     lcd.setCursor(0,0);   lcd.print("Temp:");     lcd.print(celsius);     lcd.print(" DegC");      lcd.setCursor(0,1);   lcd.print("Level:");     lcd.print(level);     lcd.print(" %");     delay(1000);     // maybe 750ms is enough, maybe not   if(celsius > 40)   {         lcd.clear();     lcd.setCursor(0,0);   lcd.print("High Temperature");     digitalWrite(fan, HIGH);   // turn the LED on (HIGH is the voltage level)   digitalWrite(relay, HIGH);   // turn the LED on (HIGH is the voltage level)     }   else   {       digitalWrite(fan, LOW);   // turn the LED on (HIGH is the voltage level)   }   if(level > 40)   {       digitalWrite(relay, LOW);   // turn the LED on (HIGH is the voltage level)   }   tcount++;   if(tcount > 12)   {   tcount = 0;   String getStr = "GET /update?api_key=";   getStr += apiKey;   getStr +="&field1=";   getStr += String(celsius);   getStr +="&field2=";   getStr += String(level);   getStr += " \ r \ n \ r \ n";   mySerial.print(getStr);   }   }   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J Ap p l Po wer   E n g   I SS N:   2252 - 8 7 9 2       S ma r t I o T - b a s ed   temp era tu r e - co n tr o lled   co o lin g   s ystem  fo r   s o la r   p a n els    ( Mu la   S r ee n iv a s a   R ed d y )   787   3 . 2 . 2 .   I o T   m o nito ring   v i a   T hin g Sp ea k   T h E SP 8 2 6 6   W i - Fi  m o d u le   tr an s m its   r ea l - tim s en s o r   d ata,   s u ch   as  th e   s o lar   p an el’ s   s u r f ac tem p er atu r a n d   m o is tu r lev els,  to   th T h in g Sp ea k   clo u d   p latf o r m .   T h in g Sp ea k   is   web - b ased   s er v ice  th at   allo ws  u s er s   to   s av e,   v iew,   an d   an aly s es   th eir   d ata  with   ch ar ts   an d   d ash b o ar d s   in   o r d er   to   m o n ito r   th p er f o r m an ce   o f   th eir   s y s tem s ,   ch ec k   th s tatu s   o f   th co o lin g   elem en ts ,   an d   to   tr o u b le s h o o an y   p o s s ib le  p r o b lem s   lik f ailin g   to   c o o l   d o wn   en o u g h .   T h ca p ab ilit y   to   co n d u ct  h is to r ical  tr en d   an aly s es  will  h elp   im p r o v e   th p er f o r m an ce   o f   t h s y s tem s   as  it  will  p r o v id e   th in f o r m atio n   n ec ess ar y   to   e s tab lis h   th o p tim al   o p er atin g   c o n d itio n s   an d   p r ed i ct  m ain ten an ce   n ee d s .     3 . 3 .     Co m po nent  des cr iptio n   T ab le  1   s u m m ar izes  th h ar d war co m p o n en ts   s h o wn   in   Fig u r 3 .   E ac h   n u m b e r ed   m o d u le  is   ess en tial  to   th s y s tem s   o p er atio n .   I en ab les  s en s in g ,   ac tu atio n ,   co n tr o l ,   an d   co m m u n ic atio n   in   th s m ar co o lin g   s y s tem .       T ab le  1 .   Descr ip tio n   o f   h ar d w ar co m p o n en ts   u s ed   in   th s m ar t c o o lin g   s y s tem       4.   RE SU L T S AN D I SCU SS I O N   C o m p ar ativ ad v a n tag es  o f   t h p r o p o s ed   s y s tem   co m p ar e d   to   tr ad itio n al  s y s tem s   ar p r esen ted   in   T ab le  2   to   h elp   illu s tr ate  th v ar io u s   b en ef its .   Sp ec if ically ,   th d if f er en ce s   in   th way   th two   d if f er en ty p es   o f   s y s tem s   ar co n tr o lled ,   h o th ey   co n s u m en e r g y ,   h o in tellig en th s y s tem s   ar an d   wh at  th eir   ef f ec is   o n   th e n v ir o n m en t h a v b ee n   co m p ar e d   b etwe en   th ese  two   ty p es o f   s y s tem s .   T h s m ar c o o lin g   s y s tem   h a s   b ee n   s u cc ess f u lly   d ep lo y ed   an d   ass ess ed   in   v ar io u s   en v i r o n m en tal   s ettin g s ,   an d   its   ef f icien cy   is   d eter m in ed   b ased   o n   s en s o r   p er f o r m an ce ,   co o lin g   ef f icien c y ,   an d   en er g y   u s e.   i)   T em p er atu r d etec tio n T h e   tem p er atu r d etec to r   DS1 8 B 2 0   was  ab le  to   ac cu r ately   d etec s u r f ac e   tem p er atu r e   ch an g es,  r ep o r tin g   an   ac cu r ate   s u r f ac e   tem p er a tu r g r ea ter   th a n   o r   e q u al  t o   0 . 5   °C   an d   1 - s ec o n d   d elay   i n   r ep o r tin g   s u r f ac tem p e r atu r c h an g es  f r o m   th e   tim th at  it  s en s ed   th s u r f ac e   tem p er atu r e.   ii)   Activ atio n   o f   c o o lin g T h ac tiv atio n   o f   t h C PU  f an   a n d   wate r   p u m p   o cc u r r ed   o n ce   th s u r f ac e   tem p er atu r o f   th s o lar   p an el   ex ce ed ed   4 5   °C   an d   co n tin u a co o lin g   to o k   p lace   u n til  th tem p er atu r o f   th p an els  d r o p p e d   u n d er   4 0   ° C ,   th er eb y   cr ea tin g   h y s ter esis   b eh av io r   th at  p r e v en ted   r ap i d   s witch in g   o f   co o lin g .   iii)   I m p r o v em en in   p er f o r m a n ce :   So lar   p an els  cr ea ted   lar g am o u n o f   h ea d u r in g   th h ea o f   th d ay ,   b u th v o ltag o f   th s o lar   p an el  d r o p p ed   d r am atica lly   o n ce   th s o lar   p an el  s u r f ac e   tem p er at u r r ea ch e d   5 0   °C   with   n o   co o lin g .   T h s y s te m   th er ef o r was  ab le  to   m ain t ain   r an g o f   3 8   °C   to   4 4   °C   f o r   th e   p an el   s u r f ac tem p er atu r b y   m ea n s   o f   th s m ar t c o o lin g   s y s tem ,   w h ich   en ab le d   th p a n el  to   p r o d u ce   co n s tan t   v o ltag an d   cu r r en t.  E f f icien c y   in cr ea s es  o f   a p p r o x im ately   1 0 % - 1 2 wer e   th er ef o r o b s er v ed   at  p ea k   lo ad   co n d itio n s   with   th s m ar t   co o lin g   s y s tem .   iv )   E lectr icity   co n s u m p tio n T h am o u n t   o f   elec tr icity   c o n s u m ed   b y   th e   C PU  f an   an d   wate r   p u m p   was  less   th an   two   watts  co m b in e d ,   t h is   is   v er y   s m all  a d d itio n   wh en   c o n s id er in g   th at   th c o o l ed   s o lar   p an e l   p r o d u ce d   m o r elec tr icity   th a n   th C PU f an   an d   wate r   p u m p   u s ed .   v)   R em o te  s u r v eillan ce T h E SP 8 2 6 6   m o d u le   was  s u cc ess f u in   tr a n s m itti n g   all  s en s o r   d ata   to   th e   T h in g Sp ea k   p latf o r m .   T h p la tf o r m   p r o v id e d   liv d ash b o a r d s   f o r   r ea l - tim tr ac k in g   an d   h is to r ical  tr en d   an aly s is .   T h tem p er atu r an d   m o is tu r d ata  was  co llected   an d   p lo tted   in   r ea l - tim u s in g   th d ash b o ar d   ( Fig u r 4 ) ,   wh ich   e n ab led   r em o te  m o n ito r i n g   o f   s y s tem   p er f o r m an ce   a n d   d ia g n o s tics .   La b e l   C o m p o n e n t   F u n c t i o n   s u mm a r y   1   S o l a r   p a n e l   C o n v e r t s   su n l i g h t   t o   e l e c t r i c i t y   t o   p o w e r   t h e   e n t i r e   s y st e m.   2   C h a r g i n g   c i r c u i t   M a n a g e s   b a t t e r y   c h a r g i n g   saf e l y   f r o m   so l a r   i n p u t .   3   B a t t e r y   S t o r e s   so l a r   e n e r g y   t o   p o w e r   t h e   s y s t e m w h e n   s u n l i g h t   i s   l o w .   4   S w i t c h   C o n t r o l s   a c t i v a t i o n   o f   c o o l i n g   b a s e d   o n   se n s o r   f e e d b a c k .   5   A r d u i n o   U N O   C e n t r a l   c o n t r o l l e r   t h a t   p r o c e sses  d a t a   a n d   m a n a g e a c t i o n s .   6   D S 1 8 B 2 0   t e m p e r a t u r e   s e n s o r   M e a su r e s s o l a r   p a n e l   t e mp e r a t u r e .   7   M o i st u r e   s e n so r   D e t e c t h u mi d i t y   o r   r a i n ,   o p t i m i z e s c o o l i n g   d e c i s i o n s.   8   LC D   d i s p l a y   D i sp l a y s re a l - t i me   t e mp e r a t u r e ,   m o i s t u r e ,   a n d   sy s t e m   st a t u s.   9   R e l a y   A c t a s a n   e l e c t r o n i c   sw i t c h   t o   c o n t r o l   h i g h - p o w e r   d e v i c e s   l i k e   t h e   f a n / p u m p .   10   W a t e r   p u m p   S p r a y s wa t e r   f o r   r a p i d   c o o l i n g   w h e n   p a n e l   o v e r h e a t s.   11   Tr a n s i st o r   A mp l i f i e s   A r d u i n o   si g n a l s t o   sw i t c h   h i g h e r - c u r r e n t   d e v i c e s .   12   C P U   f a n   P r o v i d e s a i r   c o o l i n g   f o r   t h e   s o l a r   p a n e l .   13   ESP 8 2 6 6   W i - F i   m o d u l e   S e n d d a t a   t o   t h e   i n t e r n e t   f o r   I o T - b a se d   m o n i t o r i n g .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 8 7 9 2   I n t J Ap p l Po wer   E n g Vo l.  1 5 ,   No .   2 ,   J u n e   20 2 6 :   781 - 792   788   v i)   Scalab ilit y   an d   cu s to m izatio n User s   ca n   ch an g th te m p er atu r th r esh o ld s   an d / o r   tim in g   v ia  co d e   u p d ates.  T h a b ilit y   to   m o d if y   th f ir m war allo ws  f o r   th c u s to m izatio n   o f   th e   s y s tem   f o r   v ar io u s   s o lar   p an el  s izes,  ty p es,  an d   clim ate s .   v ii)   L im itatio n s W h en   am b ien te m p er atu r es  ex ce e d   5 0   °C ,   air - co o lin g   o n ly   d o es  n o p er f o r m   well  en o u g h   b y   its elf .   At   th o s tem p er atu r es  h y b r i d   s y s tem s   will  u s m is tin g   o r   p h ase - c h an g e   m ater ia ls   to   ass is with   co o lin g   p er f o r m an ce .   T h r esu lts   f r o m   th is   s tu d y   in d icate   th at  t h s m ar t   co o lin g   s y s tem   b ased   o n   Ar d u in o   is   a n   ef f icie n way   t o   in cr ea s th p er f o r m a n ce   o f   p h o to v o ltaic  ce lls   wh ile  m ain tain in g   lo lev el  o f   p o wer   co n s u m p tio n   an d   d eg r ee   o f   au to n o m y   in   o p er at io n .   T h s y s tem   wo u ld   b b e s s u ited   to   lo ca tio n s   th at  ar r em o te  o r   h av n o   ac ce s s   to   elec tr icity   an d   th at  r ely   h ea v ily   o n   s o lar   e n er g y .       T ab le  2 .   C o m p a r is o n   o f   co n v e n tio n al  an d   p r o p o s ed   s y s tem   S l .   N o .   P a r a me t e r   C o n v e n t i o n a l   s y st e m   P r o p o se d   sm a r t   s y s t e m   ( A r d u i n o - b a se d )   1   C o n t r o l   me t h o d   M a n u a l   o r   p a ssi v e   A u t o ma t i c   c o n t r o l   u s i n g   A r d u i n o   2   C o o l i n g   a c t i v a t i o n   A l w a y s   o n   o r   f i x e d   s c h e d u l e   A c t i v a t e s   b a se d   o n   r e a l - t i me  t e m p e r a t u r e   s e n s i n g   3   En e r g y   c o n su m p t i o n   H i g h   ( c o n t i n u o u s   o p e r a t i o n )   Lo w   ( o n l y   w h e n   r e q u i r e d )   4   Te mp e r a t u r e   m o n i t o r i n g   A b se n t   o r   m a n u a l   R e a l - t i me  mo n i t o r i n g   w i t h   s e n s o r s ( e . g . ,   D S 1 8 B 2 0 )   5   S y st e m i n t e l l i g e n c e   N o n e   S mart  d e c i s i o n - ma k i n g   u si n g   A r d u i n o   p r o g r a m mi n g   6   I n st a l l a t i o n   c o s t   Lo w   t o   mo d e r a t e   S l i g h t l y   h i g h e r   ( d u e   t o   se n so r s   a n d   A r d u i n o   b o a r d )   7   M a i n t e n a n c e   r e q u i r e m e n t   H i g h e r   ( d u e   t o   c o n t i n u o u u se)   Lo w e r   ( o p t i mi z e d   u sa g e   r e d u c e s we a r   a n d   t e a r )   8   C o o l i n g   met h o d   F i x e d   c o o l i n g   ( e . g . ,   s t a t i c   f a n s,  w a t e r   f l o w )   D y n a mi c   c o o l i n g   ( C P U   f a n   c o n t r o l l e d   b y   A r d u i n o )   9   R e s p o n se   t i me   S l o w   F a st   ( i n s t a n t a n e o u s r e sp o n se  t o   h e a t   r i se)   10   S o l a r   p a n e l   e f f i c i e n c y   Lo w e r   ( d u e   t o   o v e r h e a t i n g )   H i g h e r   ( d u e   t o   e f f e c t i v e   c o o l i n g )   11   C u s t o mi z a t i o n   f l e x i b i l i t y   D i f f i c u l t   Ea sy   ( c a n   a d j u st   t h r e sh o l d s   b y   c h a n g i n g   c o d e )   12   En v i r o n m e n t a l   i mp a c t   H i g h e r   ( m o r e   e n e r g y   w a st a g e )   Lo w e r   ( e n e r g y - e f f i c i e n t   smar t   o p e r a t i o n )           Fig u r 4 .   R ea l - tim d ata  v is u a lizatio n   o f   tem p e r atu r a n d   m o is tu r lev els u s in g   th T h i n g Sp ea k   I o T   p latf o r m   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J Ap p l Po wer   E n g   I SS N:   2252 - 8 7 9 2       S ma r t I o T - b a s ed   temp era tu r e - co n tr o lled   co o lin g   s ystem  fo r   s o la r   p a n els    ( Mu la   S r ee n iv a s a   R ed d y )   789   5.   CO NCLU SI O N   T h is   p r o ject  d ev elo p ed   s m ar t c o o lin g   s y s tem   th at  u s es  Ar d u in o   UNO  an d   is   tem p er atu r d ep en d e n o n   s o lar   p an els.  T h s y s tem   m ea s u r es  s u r f ac tem p er atu r e   o f   th s o lar   p an el   with   th e   D S1 8 B 2 0   tem p er at u r e   s en s o r   an d   wh en   th tem p er a tu r g o es  ab o v s et  th r esh o ld ,   th Ar d u in o   UNO  tu r n s   o n   an   elec tr ic  f an   o r   wate r   p u m p   to   co o l d o wn   th s o lar   p an el  an d   r etu r n   it to   its   o p tim al  o p er atin g   s tate.   T h s m ar t c o o lin g   s y s tem   is   m o r ef f icien t   in   its   u s o f   en er g y   th an   t r ad itio n al  c o o lin g   s y s tem s   th at  eith er   r u n   all  th tim o r   ac c o r d i n g   to   p r e - p r o g r am m ed   s ch ed u le ,   as it o n ly   r u n s   wh en   n ec ess ar y ,   th er eb y   r ed u cin g   wasted   en er g y .   Ad d itio n ally ,   th is   in tellig en u s o f   en er g y   h elp s   to   p r ev en th o v er h e atin g   o f   s o lar   p an els,  co n tr ib u tin g   to   in cr ea s ed   elec tr ical  o u tp u an d   ex ten d ed   life   ex p ec tan cy   o f   s o lar   p an e ls .   I n   ad d itio n ,   th r e d u ce d   m ec h an ical  wea r   o n   th co o lin g   s y s tem   r ed u ce s   f u t u r m ain ten a n ce   n ee d s .   T h s m ar co o lin g   s y s tem   is   a n   in ex p en s iv alter n ativ e   f o r   an y o n e   wan tin g   to   co o o f f   s o lar   p an els  an d   it  ca n   b ea s ily   m o d if ied   v ia  p r o g r a m   co d in g   to   s u it  an y   ty p o f   s m all  s ca le,   o f f - g r id ,   an d   r esid en tial  ap p licatio n .   W ith   th in co r p o r atio n   o f   th E SP 8 2 6 6   W i - Fi m o d u le  an d   T h in g Sp ea k   C lo u d   Platfo r m ,   u s er s   ca n   m o n ito r   th eir   c o o lin g   s y s tem s   th r o u g h   r ea l - tim d ata  m o n it o r in g   an d   d iag n o s tic  ca p ab ilit ies.  I n   co n clu s io n ,   th s m ar c o o lin g   s y s tem   is   a n   ef f ec tiv e   way   to   c o o l   s o lar   p a n els  in   a   way   th at  is   ec o - f r ie n d ly ,   s u s tain ab le   an d   ef f ec tiv co m p a r ed   to   tr a d itio n al  m eth o d s   f o r   co o lin g   s o l ar   p an els.  Fu tu r en h an ce m e n ts   m ay   in clu d th e   in teg r atio n   o f   p r ed ictiv alg o r ith m s ,   m is tin g   s y s tem s ,   o r   p h ase  ch an g m ater ials   ( PC Ms)   to   f u r th er   im p r o v th er m al  r eg u latio n   a n d   s y s te m   r eliab ilit y .   T h is   wo r k   d em o n s tr ates  th p o ten tial  o f   c o m b in in g   em b ed d ed   au to m atio n   with   r e n ewa b le  en er g y   tech n o lo g ies to   c r ea te  s u s tain ab le  an d   ef f icien t e n er g y   s o lu tio n s .       F UNDING   I NF O R M A T I O N   T h er ar n o   s o u r ce s   o f   f u n d in g   ag e n cy   th at  h a v s u p p o r ted   th wo r k .   So ,   th au th o r s   s tate  n o   f u n d in g   in v o lv ed .       AUTHO CO NT RI B UT I O NS ST A T E M E N T     T h is   jo u r n al  u s es  th C o n tr ib u to r   R o les  T ax o n o m y   ( C R ed iT)   to   r ec o g n ize  in d iv id u al  au th o r   co n tr ib u tio n s ,   r ed u ce   au th o r s h ip   d is p u tes,  an d   f ac ilit ate  co llab o r atio n .     Na m o f   Aut ho r   C   M   So   Va   Fo   I   R   D   O   E   Vi   Su   P   Fu   Mu la  Sre en iv asa  R ed d y                               Ko n d r ag u n ta  R am a   Kr is h n aiah                               An jali D ev i G o r la                               An an th Sra v an t h Ped d in ti                               San am   Nag en d r a m                               Mo h am m ad   Naju m u n n is a                               B o d ap ati  Ven k ata   R ajan n a                               Sh aik   Hasan e   Ah am m ad                               Go n g ati  Pan d u   R an g a   R ed d y                                 C     C o n c e p t u a l i z a t i o n   M     M e t h o d o l o g y   So     So f t w a r e   Va     Va l i d a t i o n   Fo     Fo r mal   a n a l y s i s   I     I n v e s t i g a t i o n   R     R e so u r c e s   D   :   D a t a   C u r a t i o n   O   :   W r i t i n g   -   O r i g i n a l   D r a f t   E   :   W r i t i n g   -   R e v i e w   &   E d i t i n g   Vi     Vi su a l i z a t i o n   Su     Su p e r v i s i o n   P     P r o j e c t   a d mi n i st r a t i o n   Fu     Fu n d i n g   a c q u i si t i o n         CO NF L I C T   O F   I N T E R E S T   ST A T E M E NT   T h au th o r s   s tate  th at  th ey   h av n o   k n o wn   co m p etin g   f in an cial  in ter ests   o r   p er s o n al  r elatio n s h ip s   th at  co u ld   h av ap p ea r ed   t o   in f lu en ce   th wo r k   r e p o r te d   in   t h is   p ap er .   Au th o r s   s tate   n o   co n f lict o f   in ter est.       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 8 7 9 2   I n t J Ap p l Po wer   E n g Vo l.  1 5 ,   No .   2 ,   J u n e   20 2 6 :   781 - 792   790   DATA AV AI L AB I L I T Y   T h au th o r s   co n f ir m   th at  th e   d ata  s u p p o r tin g   th f in d in g s   o f   th is   s tu d y   ar av ailab le  with in   th e   ar ticle.       RE F E R E NC E S   [ 1 ]   M .   S h a f i u l l a h ,   S .   D .   A h me d ,   a n d   F .   A .   A l - S u l a i ma n ,   G r i d   i n t e g r a t i o n   c h a l l e n g e a n d   so l u t i o n   st r a t e g i e f o r   so l a r   PV   sy st e ms:  a   r e v i e w ,   I EEE   Ac c e ss ,   v o l .   1 0 ,   p p .   5 2 2 3 3 5 2 2 5 7 ,   2 0 2 2 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / A C C ESS . 2 0 2 2 . 3 1 7 4 5 5 5 .   [ 2 ]   C .   K .   R a o ,   S .   K .   S a h o o ,   a n d   F .   F .   Y a n i n e ,   A   r e v i e w   o f   I o e n a b l e d   i n t e l l i g e n t   sm a r t   e n e r g y   m a n a g e me n t   f o r   p h o t o v o l t a i c   p o w e r   f o r e c a st i n g   a n d   g e n e r a t i o n ,   U n c o n v e n t i o n a l   Re s o u rce s ,   v o l .   9 ,   p .   1 0 0 2 7 9 ,   Jan .   2 0 2 6 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . u n c r e s . 2 0 2 5 . 1 0 0 2 7 9 .   [ 3 ]   R .   G a d ,   H .   M a h m o u d ,   S .   O o k a w a r a ,   a n d   H .   H a ss a n ,   E v a l u a t i o n   o f   t h e r mal   ma n a g e me n t   o f   p h o t o v o l t a i c   so l a r   c e l l   v i a   h y b r i d   c o o l i n g   sy st e o f   p h a s e   c h a n g e   mat e r i a l   i n c l u si o n   h y b r i d   n a n o p a r t i c l e s   c o u p l e d   w i t h   f l a t   h e a t   p i p e ,   J o u r n a l   o f   E n e r g y   S t o ra g e v o l .   5 7 ,   p .   1 0 6 1 8 5 ,   J a n .   2 0 2 3 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . e s t . 2 0 2 2 . 1 0 6 1 8 5 .   [ 4 ]   A .   C h e l l a k h i ,   S .   El   B e i d ,   M .   El   M a r g h i c h i ,   E .   M .   B o u a b d a l l i ,   A .   H a r r i s o n ,   a n d   H .   A b o u o b a i d a ,   I mp l e me n t a t i o n   o f   a   l o w - c o st   c u r r e n t   p e r t u r b a t i o n - b a se d   i m p r o v e d   P O   M P P T   a p p r o a c h   u si n g   A r d u i n o   b o a r d   f o r   p h o t o v o l t a i c   s y s t e ms ,   e - Pr i m e   -   Ad v a n c e s   i n   El e c t r i c a l   En g i n e e r i n g ,   El e c t ro n i c a n d   E n e r g y ,   v o l .   1 0 ,   p .   1 0 0 8 0 7 ,   D e c .   2 0 2 4 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . p r i me . 2 0 2 4 . 1 0 0 8 0 7 .   [ 5 ]   M .   S .   T a h i r ,   X .   D o n g ,   M .   M .   K h a n ,   a n d   I .   U .   R e h m a n ,   T h e r m a l   ma n a g e men t   o f   p h o t o v o l t a i c   sy s t e ms :   a   c o m p r e h e n si v e   r e v i e w   o f   c o o l i n g   s t r a t e g i e s ,   S o l a En e rg y ,   v o l .   2 9 9 ,   p .   1 1 3 8 1 1 ,   O c t .   2 0 2 5 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . s o l e n e r . 2 0 2 5 . 1 1 3 8 1 1 .   [ 6 ]   G .   A k o d e ,   To   d e s i g n   a n d   i mp l e m e n t   a n   I o T - b a se d   s o l a r   mo n i t o r i n g   a n d   d a t a   a c q u i s i t i o n   sy st e u si n g   e s p 8 2 6 6 , ”  I n t e r n a t i o n a l   J o u rn a l   f o Re s e a r c h   i n   A p p l i e d   S c i e n c e   a n d   En g i n e e ri n g   T e c h n o l o g y ,   v o l .   1 3 ,   n o .   6 ,   p p .   2 1 7 8 2 1 8 2 ,   J u n .   2 0 2 5 ,   d o i :   1 0 . 2 2 2 1 4 / i j r a se t . 2 0 2 5 . 7 2 5 9 7 .   [ 7 ]   N .   R o u i b a h   e t   a l . ,   S mar t   m o n i t o r i n g   o f   p h o t o v o l t a i c   e n e r g y   s y s t e ms :   a n   I o T - b a se d   p r o t o t y p e   a p p r o a c h ,   S c i e n t i f i c   Af r i c a n ,   v o l .   3 0 ,   p .   e 0 2 9 7 3 ,   D e c .   2 0 2 5 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . sc i a f . 2 0 2 5 . e 0 2 9 7 3 .   [ 8 ]   F .   To u a r e f ,   I .   S e r e s,  a n d   I .   F a r k a s,  I O T - e n a b l e d   t h e r mal   a n d   s u r f a c e   man a g e me n t   sy s t e m   f o r   P V   m o d u l e c o u p l e d   w i t h   a   C y l i n d r o - P a r a b o l i c   C o l l e c t o r ,   En e rg y   Re p o rt s ,   v o l .   1 4 ,   p p .   2 0 7 5 2 0 9 1 ,   D e c .   2 0 2 5 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . e g y r . 2 0 2 5 . 0 8 . 0 3 7 .   [ 9 ]   M .   M .   A l i   a n d   A .   A .   F a r h a n ,   En h a n c i n g   t h e   p e r f o r m a n c e   o f   p h o t o v o l t a i c   mo d u l e v i a   c o o l i n g   w i t h   h e a t   s i n k a n d   f i n s:   a   r e v i e w ,   J o u rn a l   o f   En g i n e e ri n g ,   v o l .   3 1 ,   n o .   8 ,   p p .   9 6 1 2 1 ,   A u g .   2 0 2 5 ,   d o i :   1 0 . 3 1 0 2 6 / j . e n g . 2 0 2 5 . 0 8 . 0 7 .   [ 1 0 ]   M .   S .   S h e i k ,   P .   K a k a t i ,   D .   D a n d o t i y a ,   U .   R .   M ,   a n d   R .   C .   S ,   A   c o m p r e h e n si v e   r e v i e w   o n   v a r i o u c o o l i n g   t e c h n i q u e t o   d e c r e a se   a n   o p e r a t i n g   t e m p e r a t u r e   o f   so l a r   p h o t o v o l t a i c   p a n e l s ,   E n e r g y   N e x u s ,   v o l .   8 ,   p .   1 0 0 1 6 1 ,   D e c .   2 0 2 2 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . n e x u s. 2 0 2 2 . 1 0 0 1 6 1 .   [ 1 1 ]   M .   M .   A .   S h a h ,   M .   S .   P a r v e z ,   A .   A h med ,   a n d   M .   R .   H a z a r i ,   I o b a s e d   p o w e r   m o n i t o r i n g   o f   so l a r   p a n e l   i n c o r p o r a t i n g   t r a c k i n g   sy st e m ,   i n   2 0 2 1   I n t e r n a t i o n a l   C o n f e r e n c e   o n   Au t o m a t i o n ,   C o n t r o l   a n d   Me c h a t r o n i c s f o r In d u st r y   4 . 0   ( A C MI) ,   J u l .   2 0 2 1 ,   p p .   1 4 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / A C M I 5 3 8 7 8 . 2 0 2 1 . 9 5 2 8 2 0 7 .   [ 1 2 ]   A .   A .   A b d i r a h ma n ,   M .   A s i f ,   E .   C u c e ,   I .   A h me d ,   M .   A l q a h t a n i ,   a n d   M .   K h a l i d ,   O p t i mi z i n g   P V   sy s t e ms  i n   h i g h - t e m p e r a t u r e   e n v i r o n m e n t s :   A   S W O T - b a se d   a n a l y si o f   c o o l i n g   t e c h n o l o g i e s ,   En e rg y   S t r a t e g y   R e v i e w s ,   v o l .   6 1 ,   p .   1 0 1 8 2 8 ,   S e p .   2 0 2 5 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . e sr . 2 0 2 5 . 1 0 1 8 2 8 .   [ 1 3 ]   P .   D w i v e d i ,   K .   S u d h a k a r ,   A .   S o n i ,   E.   S o l o mi n ,   a n d   I .   K i r p i c h n i k o v a ,   A d v a n c e d   c o o l i n g   t e c h n i q u e o f   P . V .   m o d u l e s:   a   st a t e   o f   a r t ,   C a se   S t u d i e i n   T h e rm a l   En g i n e e ri n g ,   v o l .   2 1 ,   p .   1 0 0 6 7 4 ,   O c t .   2 0 2 0 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . c si t e . 2 0 2 0 . 1 0 0 6 7 4 .   [ 1 4 ]   Z.   S a i d   a n d   F .   F .   A h ma d ,   M a x i m i z i n g   so l a r   p h o t o v o l t a i c   e f f i c i e n c y   w i t h   M i st   C o o l e d   s a n d w i c h   b i f a c i a l   p a n e l u n d e r   e x t r e m e   h o t   c l i m a t e   c o n d i t i o n s,”   E n e rg y   C o n v e rs i o n   a n d   M a n a g e m e n t ,   v o l .   3 3 5 ,   p .   1 1 9 8 6 5 ,   J u l .   2 0 2 5 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . e n c o n ma n . 2 0 2 5 . 1 1 9 8 6 5 .   [ 1 5 ]   O .   T .   La se i n d e   a n d   M .   D .   R a mere ,   Ef f i c i e n c y   i mp r o v e me n t   i n   p o l y c r y st a l l i n e   so l a r   p a n e l   u si n g   t h e r ma l   c o n t r o l   w a t e r   sp r a y i n g   c o o l i n g ,   Pr o c e d i a   C o m p u t e r   S c i e n c e ,   v o l .   1 8 0 ,   p p .   2 3 9 2 4 8 ,   2 0 2 1 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . p r o c s. 2 0 2 1 . 0 1 . 1 6 1 .   [ 1 6 ]   M .   H e r r a n d o ,   A .   C o c a - O r t e g ó n ,   I .   G u e d e a ,   a n d   N .   F u e y o ,   Ex p e r i m e n t a l   v a l i d a t i o n   o f   a   so l a r   s y st e b a s e d   o n   h y b r i d   p h o t o v o l t a i c - t h e r ma l   c o l l e c t o r a n d   a   r e v e r s i b l e   h e a t   p u mp   f o r   t h e   e n e r g y   p r o v i si o n   i n   n o n - r e si d e n t i a l   b u i l d i n g s,   Re n e w a b l e   a n d   S u s t a i n a b l e   E n e rg y   R e v i e w s ,   v o l .   1 7 8 ,   p .   1 1 3 2 3 3 ,   M a y   2 0 2 3 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . r ser.2 0 2 3 . 1 1 3 2 3 3 .   [ 1 7 ]   N .   H .   A l o m b a h ,   A .   H a r r i s o n ,   J.  N .   M u n g w e ,   F .   F .   C .   V i n c e l a s,  a n d   H .   F .   B e r t r a n d ,   Tr i o - PV   mo n i t o r a   smar t   I o T - b a se d   i n s t r u m e n t   f o r   c o n t i n u o u s   a n d   r e l i a b l e   m o n i t o r i n g   o f   so l a r   P V   i n st a l l a t i o n s ,   E n g i n e e ri n g   Pr o c e e d i n g s ,   v o l .   5 6 ,   n o .   1 ,   p .   3 4 ,   O c t .   2 0 2 3 ,   d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / A S EC 2 0 2 3 - 1 5 2 9 1 .   [ 1 8 ]   M .   A .   A .   R a d i a ,   M .   K .   E l   N i mr ,   a n d   A .   S .   A t l a m ,   I o T - b a s e d   w i r e l e ss   d a t a   a c q u i s i t i o n   a n d   c o n t r o l   sy s t e f o r   p h o t o v o l t a i c   mo d u l e   p e r f o r ma n c e   a n a l y si s,   e - Pri m e   -   A d v a n c e s   i n   El e c t r i c a l   E n g i n e e ri n g ,   El e c t ro n i c a n d   E n e r g y ,   v o l .   6 ,   p .   1 0 0 3 4 8 ,   D e c .   2 0 2 3 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . p r i me. 2 0 2 3 . 1 0 0 3 4 8 .   [ 1 9 ]   A .   B e h e r a   a n d   P .   S .   K u l k a r n i ,   S mar t   t e mp e r a t u r e - d e p e n d e n t   c o o l i n g   o f   s o l a r   p a n e l   u si n g   A r d u i n o ,   i n   2 0 2 3   2 n d   I n t e rn a t i o n a l   C o n f e re n c e   o n   Pa r a d i g m   S h i f t s   i n   C o m m u n i c a t i o n s   Em b e d d e d   S y s t e m s,   M a c h i n e   L e a r n i n g   a n d   S i g n a l   Pro c e ss i n g   ( P C EM S ) ,   A p r .   2 0 2 3 ,   p p .   1 6 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / P C E M S 5 8 4 9 1 . 2 0 2 3 . 1 0 1 3 6 0 5 8 .   [ 2 0 ]   S .   E .   B a b a a ,   M .   A h me d ,   S .   A .   K .   B .   S .   O g u n l e y e ,   a n d   J.  R .   P .   S .   A .   Al - J a h d h a mi ,   S mart  i r r i g a t i o n   s y st e u s i n g   A r d u i n o   w i t h   so l a r   p o w e r ,   I n t e rn a t i o n a l   J o u r n a l   o f   En g i n e e ri n g   R e se a rc h   a n d ,   v o l .   V 9 ,   n o .   0 5 ,   M a y   2 0 2 0 ,   d o i :   1 0 . 1 7 5 7 7 / I JE R TV 9 I S 0 5 0 0 8 8 .   [ 2 1 ]   H .   A .   R e f a e y   e t   a l . ,   Th e r mal   r e g u l a t i o n   o f   p h o t o v o l t a i c   p a n e l u si n g   P C M   w i t h   m u l t i p l e   f i n c o n f i g u r a t i o n :   e x p e r i m e n t a l   st u d y   w i t h   a n a l y s i s,   T h e rm a l   S c i e n c e   a n d   En g i n e e ri n g   Pr o g r e ss ,   v o l .   4 9 ,   p .   1 0 2 4 5 7 ,   M a r .   2 0 2 4 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . t s e p . 2 0 2 4 . 1 0 2 4 5 7 .   [ 2 2 ]   R .   Ta m e z h e n e a l ,   K .   K a j e n d r a n ,   J.   C .   V i n i t h a ,   H .   S ,   K .   B .   A r u n a ,   a n d   V .   S .   P a n d i ,   D e si g n   a n d   d e v e l o p me n t   o f   I o T   o r i e n t e d   s o l a r   p o w e r e d   sm a r t   h o m e   c o n t r o l l i n g   m e c h a n i sm ,   i n   2 0 2 3   I n t e rn a t i o n a l   C o n f e re n c e   o n   S u st a i n a b l e   C o m m u n i c a t i o n   N e t w o rks   a n d   Ap p l i c a t i o n   ( I C S C N A) ,   N o v .   2 0 2 3 ,   p p .   4 6 3 4 6 8 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / I C S C N A 5 8 4 8 9 . 2 0 2 3 . 1 0 3 7 0 1 8 3 .   [ 2 3 ]   M .   A .   A k r o u c h ,   K .   C h a h i n e ,   J.   F a r a j ,   F .   H a c h e m,  C .   C a st e l a i n ,   a n d   M .   K h a l e d ,   A d v a n c e m e n t i n   c o o l i n g   t e c h n i q u e f o r   e n h a n c e d   e f f i c i e n c y   o f   s o l a r   p h o t o v o l t a i c   p a n e l s:   a   d e t a i l e d   c o m p r e h e n si v e   r e v i e w   a n d   i n n o v a t i v e   c l a ss i f i c a t i o n ,   E n e r g y   a n d   Bu i l t   E n v i ro n m e n t ,   v o l .   6 ,   n o .   2 ,   p p .   2 4 8 2 7 6 ,   A p r .   2 0 2 5 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . e n b e n v . 2 0 2 3 . 1 1 . 0 0 2 .   [ 2 4 ]   L.   C a r d i n a l e - V i l l a l o b o s   e t   a l . ,   I o sy st e b a se d   o n   a r t i f i c i a l   i n t e l l i g e n c e   f o r   h o t   s p o t   d e t e c t i o n   i n   p h o t o v o l t a i c   mo d u l e f o r   a   w i d e   r a n g e   o f   i r r a d i a n c e s ,”  S e n s o rs ,   v o l .   2 3 ,   n o .   1 5 ,   p .   6 7 4 9 ,   J u l .   2 0 2 3 ,   d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / s 2 3 1 5 6 7 4 9 .   [ 2 5 ]   U .   M a m o d i y a ,   I .   K i sh o r ,   R .   G a r i n e ,   P .   G a n g u l y ,   a n d   N .   N a i k ,   A r t i f i c i a l   i n t e l l i g e n c e   b a s e d   h y b r i d   s o l a r   e n e r g y   s y st e ms  w i t h   smar t   ma t e r i a l s   a n d   a d a p t i v e   p h o t o v o l t a i c s   f o r   su s t a i n a b l e   p o w e r   g e n e r a t i o n ,   S c i e n t i f i c   Re p o r t s ,   v o l .   1 5 ,   n o .   1 ,   p .   1 7 3 7 0 ,   M a y   2 0 2 5 ,   d o i :   1 0 . 1 0 3 8 / s4 1 5 9 8 - 0 2 5 - 0 1 7 8 8 - 4.       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.