27. Sep 2023

Finalista del Hackathon KNX: El software EisBaer PV Manager y KNX reducen un 80% los costes energéticos domésticos

René Rieck nos explica que, si conseguimos hacer que los aparatos funcionen a horas favorables tanto desde el punto de vista medioambiental como económico, los costes anuales de electricidad se pueden llegar a reducir en un 80%.

LOCAL+ es una iniciativa en la que participan estudiantes de arquitectura de la Universidad de Ciencias Aplicadas de Aquisgrán. El objetivo de su diseño era desarrollar un edificio que produjera un exceso de energía mediante sistemas innovadores y con visión de futuro: la llamada casa plusenergía, casi autosuficiente.

El equipo diseñó un edificio con instalaciones comunes de cocina, lavandería y jardín, así como cuatro plantas, cada una de las cuales alberga hasta tres residentes. Cada residente tiene su propia unidad privada móvil, llamada CUBO, que incluye una cama plegable, un armario y un escritorio. En Wuppertal (Alemania) se puede visitar un edificio de demostración que incluye el espacio común de cocina y lavandería, además de una planta habitable.

Autosuficiencia

Imagen: Precios de la electricidad: El software EisBaer PV Manager es un sistema avanzado de gestión de energía, diseñado para optimizar el uso de la energía solar y gestionar eficazmente los aparatos domésticos o industriales, basándose en las previsiones energéticas y las fluctuaciones de precios (fuente de la imagen: Alexander Maier).

Para empezar, se diseñó un sistema central de hidrógeno como fuente principal de energía, en interacción con otros componentes, que prometía hasta un 65% de autosuficiencia. Otros componentes son un almacén subterráneo de hielo, colectores PVT y una bomba de calor. xEn 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 implantó conforme a lo previsto y utiliza dispositivos KNX conectados mediante KNX IP Secure al software EisBaer PV Manager. En este proyecto, el software de EisBaer proporciona la solución global de control de todos los servicios, incluidos los de climatización, temperatura del agua y gestión de la energía.

Para generar electricidad, se instalaron módulos fotovoltaicos en el tejado y la fachada suroeste del edificio, con una potencia de 18,5 kWp y 9 kWp respectivamente. La electricidad producida se suministra directamente a la red eléctrica durante el día, a demanda, y el excedente se almacena en una batería para su uso durante la noche. El exceso de energía también se utiliza para poner en marcha los electrodomésticos durante el día.

Uso de datos para ahorrar energía

Durante la fase de puesta en marcha, los usuarios introducen información fundamental, como las características de los módulos fotovoltaicos (FV): su orientación y su potencia máxima. Una de las características clave del PV Manager es su capacidad para integrar datos sobre el precio de la electricidad en tiempo real, que pueden cargarse en el sistema con una granularidad tan fina como 15 minutos. Con estos datos de precios dinámicos, el PV Manager es capaz de tomar decisiones informadas basadas en la interacción entre la generación solar y los precios de la electricidad, de manera que se consigue determinar la programación óptima de los distintos electrodomésticos y dispositivos, según sus requisitos de consumo eléctrico y las preferencias del usuario.

Imagen: Control de electrodomésticos: El software FV Manager de EisBaer permite a los usuarios tener la posibilidad de interactuar con el sistema, ya sea mediante instrucciones directas o preferencias

Los usuarios tienen la flexibilidad de poder decirle al sistema que priorice el uso de la red eléctrica más barata, que maximice el uso de la energía solar o que encuentre un equilibrio entre ambas. Por ejemplo, si a un electrodoméstico, como una bomba de calor, se le exige un tiempo de funcionamiento mínimo requerido, esta restricción se tiene en cuenta en el proceso de programación. Además, el software puede dividir la carga eléctrica en segmentos de mañana y tarde, de forma muy parecida a un sistema de almacenamiento en batería, lo que permite optimizar el uso de la energía a lo largo del día.

Los usuarios siempre tienen la posibilidad de interactuar con el sistema, ya sea mediante instrucciones directas o preferencias. Por ejemplo, un usuario puede pedir al sistema que inicie el ciclo de lavado en un intervalo de horas determinado. Posterioirmente, el PV Manager evaluaría los patrones de generación solar y los precios de la electricidad para identificar cuál es el momento óptimo para iniciar la tarea. En los casos en que se requiera una acción inmediata, los usuarios pueden solicitar que se ponga en marcha un aparato "ya". En ese momento, el sistema reestructura rápidamente la programación existente para acomodar esta solicitud sin dejar de tener en cuenta la disponibilidad solar y los precios de la electricidad.

Ejemplo de ahorros

A continuación se expone un ejemplo del ahorro que se puede conseguir aplicando la gestión de energía y optimizando el uso de los electrodomésticos.

Escenario 1: Sin gestión de la energía

Coste total anual sin gestión de energía:

Para 4320 kWh/año: 4320kWh x 0,19 €/kWh = 820,80 €.

Para 6720 kWh/año: 6720 kWh x 0,19 euros/kWh = 1276,80 euros.

Imagen: Gráfico que compara los costes anuales, sin y con gestión de la energía, de un hogar con un consumo eléctrico de 4320 kWh/año y 6720 kWh/año.

Escenario 2: Con gestión de la energía

Mediante el uso del software PV Manager de EisBaer para programar la lavadora y el lavavajillas durante las horas de mayor generación solar y los períodos en que los precios de la electricidad son un 20% más bajos, el ahorro y los costes son los siguientes:

Ahorro por día: 0,19 €/kWh x 0,20 = 0,038 €/kWh.

Para 4320 kWh/año: 0,038 €/kWh x 4320 kWh = 164,16 €

Para 6720 kWh/año: 0,038 €/kWh x 6720 kWh = 255,36 €

Ahorro total con gestión de energía:

Para 4320 kWh/año: 820,80 € (Sin gestión de la energía) - 164,16 € (Con gestión de la energía) = 656,64 €.

Para 6720 kWh/año: 1276,80 € (Sin gestión de la energía) - 255,36 € (Con gestión de la energía) = 1021,44 €.

Aplicando la gestión de energía y la optimización en el uso de los electrodomésticos, el hogar podría ahorrar potencialmente entre 656,64 y 1021,44 euros anuales, dependiendo de su consumo eléctrico dentro del rango dado, a un precio de la electricidad de 19 céntimos de euro por kWh. Esto equivale a un ahorro anual de alrededor del 80%.

Conclusión

Este proyecto demuestra que se puede ahorrar mucho dinero utilizando la automatización KNX combinada con un software de gestión de energía como el PV Manager de EisBaer. Analizando de forma inteligente las previsiones solares y los datos sobre los precios de la electricidad, y teniendo en cuenta las preferencias y limitaciones de los usuarios, este tipo de sistema garantiza que los aparatos funcionen a horas favorables tanto desde el punto de vista medioambiental como económico. No sólo fomenta la independencia energética y la sostenibilidad, sino que también proporciona a los usuarios control en tiempo real e información sobre sus patrones de consumo de energía.

René Rieck es director de producto internacional de Alexander Maier GmbH, fabricante del software de gestión y visualización de la energía de EisBaer.

https://www.busbaer.de/en

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