Rene Rieck explica que, al garantizar que los electrodomésticos se utilicen en momentos que sean favorables tanto desde el punto de vista medioambiental como económico, los costes anuales típicos de electricidad pueden reducirse en un 80 %.
LOCAL+ es una iniciativa en la que participan estudiantes de arquitectura de la Universidad de Ciencias Aplicadas de Aquisgrán. El reto de diseño consistía en desarrollar un edificio que generara un excedente de energía mediante sistemas innovadores y con visión de futuro: la denominada «casa de energía positiva», que es casi autosuficiente.
El equipo diseñó un edificio que cuenta con instalaciones comunes de cocina, lavandería y jardín, así como cuatro plantas, cada una de las cuales puede albergar hasta tres residentes. Cada residente dispone de su propia unidad privada móvil, denominada «CUBE», que incluye una cama plegable, un armario y un escritorio. En Wuppertal (Alemania) se puede visitar un edificio de demostración que comprende el espacio común de cocina y lavandería, además de una planta destinada a la vivienda.
Autosuficiencia
Imagen: precios de la energía - El PV Manager de EisBaer Software es un avanzado sistema de gestión energética diseñado para optimizar el uso de la energía solar y gestionar de forma eficiente los electrodomésticos o equipos industriales basándose en previsiones energéticas y fluctuaciones de precios.
Para empezar, se especificó un sistema central de hidrógeno, que interactúa con otros componentes, como fuente principal de energía, lo que prometía hasta un 65 % de autosuficiencia. Otros componentes incluyen un almacén subterráneo de hielo, colectores PVT y una bomba de calor. En la práctica, se prescindió del sistema de hidrógeno debido a su corta vida útil, y se redujo el tamaño de la instalación de almacenamiento de hielo debido a las limitaciones de la construcción subterránea.
Aparte de estas limitaciones relacionadas con el emplazamiento, el sistema se implementó según lo previsto y utiliza dispositivos KNX conectados a través de KNX IP Secure al PV Manager del software EisBaer. En este proyecto, el software EisBaer proporciona la solución de control global para todos los servicios, incluyendo la climatización, la temperatura del agua y la gestión energética.
Para generar electricidad, se instalaron módulos PVT en el tejado y en la fachada suroeste del edificio, con una potencia de 18,5 kWp y 9 kWp, respectivamente. La electricidad producida se inyecta directamente a la red eléctrica durante el día, según la demanda, y el excedente se almacena en una batería para su uso durante la noche. El exceso de energía también se utiliza para hacer funcionar los electrodomésticos durante el día.
Uso de datos para ahorrar energía
Durante la fase de puesta en marcha, los usuarios introducen información crucial, incluidas las características de los módulos fotovoltaicos (PV), como su orientación y su potencia máxima de salida. Una de las características clave del PV Manager es su capacidad para integrar datos en tiempo real sobre los precios de la energía, que pueden cargarse en el sistema con una granularidad de hasta 15 minutos. Estos datos dinámicos sobre precios permiten al PV Manager tomar decisiones fundamentadas basadas en la interacción entre la generación solar y los costes energéticos para determinar la programación óptima de diversos electrodomésticos y dispositivos, de acuerdo con sus requisitos de consumo energético y las preferencias del usuario.
Imagen: control de electrodomésticos - El PV Manager de EisBaer Software permite a los usuarios seguir interactuando con el sistema, ya sea mediante instrucciones directas o a través de sus preferencias.
Los usuarios tienen la flexibilidad de indicar al sistema que dé prioridad al uso de la red eléctrica más barata, que maximice el uso de la energía solar o que encuentre un equilibrio entre ambas opciones. Por ejemplo, si un electrodoméstico, como una bomba de calor, tiene un tiempo mínimo de funcionamiento requerido, esta restricción se tiene en cuenta en el proceso de programación. Además, el software puede dividir la carga energética en segmentos de mañana y tarde, de forma muy similar a un sistema de almacenamiento en batería, lo que permite optimizar el uso de la energía a lo largo del día.
Los usuarios siempre conservan la capacidad de interactuar con el sistema, ya sea mediante instrucciones directas o preferencias. Por ejemplo, un usuario podría indicar al sistema que inicie el ciclo de lavado dentro de un plazo específico. A continuación, PV Manager evaluaría los patrones de generación solar y los precios de la energía para identificar el momento más óptimo para iniciar la tarea. En los casos en que se requiera una acción inmediata, los usuarios pueden solicitar que un electrodoméstico se ponga en marcha «ahora mismo». El sistema reestructura entonces rápidamente la programación existente para dar cabida a esta solicitud, sin dejar de tener en cuenta la disponibilidad de energía solar y los costes energéticos.
Ejemplo de ahorro
A continuación se ofrece un ejemplo del ahorro que se puede conseguir mediante la implementación de la gestión energética y la optimización del uso de los electrodomésticos.
Escenario 1: Sin gestión energética
Coste anual total sin gestión energética:
Para 4320 kWh/año: 4320 kWh x 0,19 €/kWh = 820,80 €.
Para 6720 kWh/año: 6720 kWh × 0,19 €/kWh = 1276,80 €.
Imagen: gráfico que compara los costes anuales, sin y con gestión energética, para un hogar con un consumo eléctrico de 4320 kWh/año y 6720 kWh/año.
Escenario 2: Con gestión energética
Utilizando el software PV Manager de EisBaer para programar la lavadora y el lavavajillas durante las horas de mayor generación solar y en los periodos en los que los precios de la energía son un 20 % más bajos, el ahorro y los costes son los siguientes:
Ahorro diario: 0,19 €/kWh × 0,20 = 0,038 €/kWh.
Para 4320 kWh/año: 0,038 €/kWh × 4320 kWh = 164,16 €
Para 6720 kWh/año: 0,038 €/kWh × 6720 kWh = 255,36 €
Ahorro total con gestión energética:
Para 4320 kWh/año: 820,80 € (sin gestión energética) - 164,16 € (con gestión energética) = 656,64 €.
Para 6720 kWh/año: 1276,80 € (sin gestión energética) - 255,36 € (con gestión energética) = 1021,44 €.
Al implementar la gestión energética y optimizar el uso de los electrodomésticos, el hogar podría ahorrar potencialmente entre 656,64 € y 1021,44 € al año, dependiendo de su consumo energético dentro del rango indicado, a un precio de la energía de 19 céntimos de euro por kWh. Esto equivale a un ahorro anual de alrededor del 80 %.
Conclusión
Este proyecto demuestra que se pueden conseguir ahorros significativos utilizando la automatización KNX combinada con software de gestión energética, como el PV Manager de EisBaer Software. Mediante el análisis inteligente de las previsiones solares y los datos sobre los precios de la energía, y teniendo en cuenta las preferencias y limitaciones de los usuarios, este tipo de sistema garantiza que los electrodomésticos se utilicen en momentos que sean favorables tanto desde el punto de vista medioambiental como económico. No solo fomenta la independencia energética y la sostenibilidad, sino que también ofrece a los usuarios un control en tiempo real y una visión detallada de sus patrones de consumo energético.
Rene Rieck es director global de producto de Alexander Maier GmbH, fabricante del software de gestión y visualización energética EisBaer.
