Nicolas Colombi explica cómo la monitorización del consumo eléctrico doméstico y la gestión de la electricidad autogenerada pueden suponer un ahorro del 90 %.
Ante la inflación, el aumento de los precios de la energía y la necesidad de reducir nuestra huella de carbono, existe una gran presión para reducir nuestro consumo y disminuir nuestra dependencia de los proveedores de energía. La autogeneración es el camino lógico a seguir, pero antes de dar ese paso, conviene revisar la instalación existente para asegurarse de que sea lo más eficiente posible.
Tras recibir solicitudes de varios propietarios de villas de lujo para reducir sus facturas de energía mediante la instalación de un sistema de paneles fotovoltaicos (FV), desarrollamos una solución que, en primer lugar, supervisara su consumo actual y, a continuación, optimizara las instalaciones fotovoltaicas propuestas.
La ventaja de KNX
Imagen: monitorización: El primer paso para ahorrar energía es averiguar cuánta energía consumen tus dispositivos y establecer una referencia a partir de la cual introducir mejoras.
La mayoría de las soluciones del mercado tienen un único propósito. Por ejemplo, es posible que compre paneles para alimentar el sistema de filtración de su piscina y la bomba de calor.
O quizá adquiera paneles para autoconsumo sin saber qué electrodomésticos se utilizarán durante la generación de energía, lo que le obligaría a encenderlos manualmente. Cuando los inversores están equipados con relés para la gestión de la carga, solo ofrecen un control de encendido y apagado mediante relé.
Este enfoque se queda corto cuando se dispone de sistemas como la regulación de la calefacción o la refrigeración habitación por habitación, bombas de piscina de velocidad variable o bombas de calor termodinámicas.
Con KNX, tenemos la capacidad de controlar una amplia gama de productos de calefacción y refrigeración ajustando la temperatura de cada habitación, o subiendo o bajando la temperatura del acumulador de agua caliente. Incluso podemos ordenar que la piscina (bomba de calor y sistema de filtración) se ponga en marcha cuando la producción sea suficiente, y obtener lecturas instantáneas del consumo de cada equipo, lo que permite evaluar el impacto en tiempo real al modificar los parámetros.
Ahorros básicos
Las villas de lujo que se pusieron en contacto con nosotros ya contaban con un sistema de automatización KNX para la iluminación, la calefacción, el agua caliente, la piscina y las estaciones de recarga, por lo que decidimos ampliarlo añadiendo almacenamiento de energía mediante baterías y un software de gestión energética. Antes de la instalación de los paneles fotovoltaicos con almacenamiento, recomendamos utilizar la monitorización energética para determinar quién consumía qué y ver si se podían lograr ahorros iniciales.
Imagen - Grafnx: (Izquierda) Ejemplo de un panel de control Can’nX Graf'nX utilizado con (derecha) la pasarela Can'nX Emergy'nX. Esta combinación permite monitorizar y, posteriormente, optimizar el consumo energético.
Utilizamos el sistema Can’nX Graf’nX, que integra contadores KNX, Modbus o IP (MQTT) en un panel de control energético en línea, con el fin de comprender los patrones de consumo e identificar anomalías causadas por equipos debido a fallos de funcionamiento o ajustes incorrectos. Por ejemplo, en proyectos anteriores, detectamos un acumulador de agua caliente termodinámico que funcionaba constantemente con resistencia eléctrica (50 kWh/día); sistemas de filtración de piscinas que funcionaban las 24 horas del día, los 7 días de la semana (120 kWh/día), incluso en temporada media, debido a una configuración incorrecta de la calidad del agua; y una bomba de calor de piscina que se dejaba encendida durante los meses más fríos, cuando la piscina no se utilizaba, consumiendo 50 kWh frente a los 15 kWh de los meses más cálidos.
En esta fase inicial, los beneficios fueron sustanciales para los proyectos en cuestión, ya que se pudieron ahorrar casi 25 MWh por proyecto, lo que supuso una reducción de 2,5 toneladas de emisiones de CO₂.
Además, el panel de control energético calcula valores cruciales de la instalación, como la carga base de la misma, la potencia aparente (potencia consumida en kVA) y el consumo máximo de potencia. Esto permite verificar adecuadamente la potencia contratada, lo que facilita el ajuste para ahorrar en el coste de la contratación y en el precio por kWh. En algunos proyectos, los clientes han decidido reducir la potencia contratada para beneficiarse de unos costes energéticos por kWh más bajos gracias a los mecanismos de protección tarifaria.
Tras analizar los patrones de consumo y realizar algunos ajustes en el calentador de agua eléctrico por parte de un fontanero, configuramos un script en una cuenta en la nube de Kloud’nX que nos permitió implementar un sistema de desconexión de carga. Esto evita ciertos picos de consumo sin sacrificar el confort, reduciendo así el consumo de la potencia contratada por el cliente.
Optimización de la electricidad autogenerada
Tras varios meses de seguimiento del consumo, propusimos una solución a medida que combinaba paneles fotovoltaicos y almacenamiento con el software de optimización energética Can’nX Emergy’nX. Se integraron inversores híbridos para la producción de los paneles fotovoltaicos, junto con baterías de almacenamiento de energía, en la instalación KNX existente, que comprendía calentadores de agua, sistemas de climatización, filtración de la piscina, bombas de calor para la piscina y estaciones de recarga de vehículos eléctricos.
El software de optimización energética permite ajustar con precisión el control automático de los principales consumidores de energía, con un orden de prioridades elegido por el ocupante, todo ello sin comprometer su confort.
En función de las fluctuaciones en los costes energéticos y los niveles de producción fotovoltaica, gestiona con precisión los ciclos de carga y descarga de las baterías y el funcionamiento automático de los equipos necesarios para generar un excedente de energía, minimizando así el consumo durante los periodos en los que los precios de la electricidad son elevados.
Ahorro energético y reducción de la huella de carbono
Leyenda: Gráfico que muestra el aumento del ahorro energético a medida que se introducen paneles fotovoltaicos, almacenamiento en baterías y sistemas de optimización.
La implementación de la gestión energética, combinada con fuentes de energía renovables, da lugar a un ahorro significativo:
- La implementación del sistema de monitorización Graf’nX supone un ahorro de aproximadamente el 15 % en la mayoría de las instalaciones.
- La instalación de paneles fotovoltaicos proporciona un ahorro de alrededor del 30 %.
- El uso de la optimización energética EMergy’nX sin batería permite un ahorro de alrededor del 50 %.
- Disponer de una batería sin optimización supone un ahorro de aproximadamente el 80 %.
- El uso de una batería con la optimización de EMergy’nX permite un ahorro de aproximadamente el 90 %.
En el contexto de los proyectos mencionados, nos referimos a viviendas unifamiliares con potencias contratadas que oscilan entre 50 y 120 kVA, con un consumo anual de entre 50 y 100 MWh. Los ahorros energéticos resultantes son significativos, alcanzando decenas de MWh, lo que se traduce en una reducción de varias toneladas de CO₂.
Retorno de la inversión (ROI)
La implementación de un sistema básico de monitorización energética da lugar a un ahorro de aproximadamente el 15 % en la mayoría de las instalaciones. Durante el primer año tras la instalación, pudimos detectar aparatos eléctricos que funcionaban mal o que consumían mucha energía, los cuales se optimizaron posteriormente. Esto hace que la instalación tenga un ROI de entre 1 y 2 años.
El uso de paneles fotovoltaicos permite una reducción del consumo de entre el 30 % y el 40 %, en función de la potencia instalada. Con un ROI que oscila entre los 8 y los 11 años, para una instalación con una potencia máxima equivalente a la potencia contratada.
La instalación adicional de una batería, con una capacidad de almacenamiento de aproximadamente el doble de la potencia máxima producida en kWh, supone un ahorro energético adicional del 15-30 %. El retorno de la inversión para esta configuración es de aproximadamente 12-15 años.
Conclusión
La gestión energética basada en KNX mejora el retorno de la inversión al permitir un control preciso y continuo de la carga y de los equipos en función de los precios dinámicos de la energía, la producción fotovoltaica, el almacenamiento de energía y las prioridades establecidas por el ocupante. De hecho, el sistema Can’nX EMergy’NX puede suponer un ahorro de hasta el 90 % en la factura energética y, al ampliar ligeramente la capacidad de los paneles y la batería, incluso resulta factible alcanzar un uso autónomo.
Nicolas Colombi es el director general de Can'nX, proveedor de soluciones KNX e IoT para el diseño, la implementación y la optimización de sistemas de edificios conectados.
