Guida ai sistemi di gestione dell'energia domestica (HEMS)

Come possono quindi le famiglie assicurarsi che il loro consumo energetico sia sostenibile?

Con sistemi dedicati, che comprendono sia hardware che software, progettati per monitorare, fornire feedback e persino controllare l'utilizzo di energia da parte dei dispositivi di una casa. Ciò consente ai proprietari di casa di risparmiare sulle bollette energetiche e di rendere la propria abitazione più ecologica.

Esistono molti sistemi che utilizzano la gestione dell'energia per garantire un uso efficiente dell'energia e fornire una fonte di energia stabile per soddisfare le esigenze energetiche di qualsiasi tipo di infrastruttura. Tali sistemi, che si concentrano esclusivamente sull'ottimizzazione dell'uso dell'energia nelle abitazioni, sono chiamati sistemi di gestione dell'energia domestica (HEMS).

La gestione dell'energia è un argomento ampio che comprende tutti gli aspetti dell'energia come risorsa.

Si applica dalla generazione dell'energia alla sua distribuzione e al consumo finale da parte di vari tipi di infrastrutture.

Poiché le abitudini di consumo di una casa sono molto diverse da quelle di un edificio commerciale o industriale, le abitazioni necessitano di sistemi di gestione dell'energia dedicati.

Inoltre, molte case intelligenti stanno cercando di diventare autosufficienti, disponendo di una propria fonte di energia con tetti solari. I sistemi intelligenti, che apprendono il comportamento di consumo energetico di una famiglia, sono necessari non solo per garantire la massimizzazione dell'uso dell'energia autoprodotta, ma anche per assicurarsi che la fornitura di energia non venga interrotta, sia sicura e stabile.

Per le abitazioni dotate di veicoli elettrici e di stazioni di ricarica, vi è un'ulteriore richiesta di energia per la ricarica dei veicoli elettrici. Le stazioni di ricarica dei veicoli elettrici possono essere integrate nel sistema di gestione energetica di un'abitazione con l'aiuto della gestione del carico. La gestione del carico è la regolazione della domanda di energia per il consumo, nota anche come "carico" nel settore energetico.

Esistono due tipi di gestione del carico che possono essere applicati per rendere un'abitazione in grado di ricaricare le auto elettriche senza alcun disturbo nell'utilizzo dell'energia. Una è la gestione statica del carico, in cui il fabbisogno o la "domanda" di energia per la ricarica dei veicoli elettrici viene messo da parte. In questo modo l'energia non è disponibile per il resto degli elettrodomestici.

L'altro metodo di gestione del carico è quello dinamico. In questo metodo si considerano tutte le fonti di energia disponibili per la casa. Quindi, in base al fabbisogno energetico attuale della casa, viene trasferita una quantità di energia adeguata alle stazioni di ricarica. In questo modo si garantisce che le esigenze attuali della famiglia non vengano interrotte.

È evidente che la gestione dinamica del carico offre una maggiore flessibilità ed è più adatta all'integrazione delle stazioni di ricarica per auto elettriche nei sistemi HEMS. Con un sistema hardware-software intelligente per la gestione dell'energia, questa gestione dinamica del carico è possibile rendere affidabile la fornitura di energia, garantendo al contempo un consumo energetico ottimale.

Un sistema di gestione dell'energia domestica è una combinazione di componenti hardware e software che lavorano insieme per gestire in modo efficiente l'utilizzo dell'energia in una casa. Il sistema HEMS funziona all'intersezione di tre diversi settori all'interno di una casa: elettrodomestici, contatori e rete di comunicazione. (Fonte)

Hardware
Il pezzo principale dell'hardware è l 'unità centrale del sistema HEMS, fondamentale per il suo funzionamento. Questa unità è installata sul quadro elettrico principale della casa, responsabile della distribuzione dell'energia all'interno dell'abitazione. Funge da punto centrale per tutte le comunicazioni e la trasmissione di dati tra i dispositivi di gestione dell'energia, l'utente e gli elettrodomestici.

Oltre a questa unità centrale, esistono altri componenti hardware che possono migliorare le caratteristiche di un HEMS. Anche i dispositivi di gestione dell'energia, come le batterie fotovoltaiche, i contatori e gli interruttori intelligenti, i sensori, ecc. rientrano nell'hardware che fa parte del sistema HEMS.

Il software
Il software di un sistema HEMS regola i dati e le comunicazioni tra i dispositivi e l'utente. Utilizza la rete di comunicazione per trasmettere le informazioni tra il sistema HEMS, il fornitore e l'utente. Oltre a questo, il software consiste anche in un algoritmo progettato per analizzare i dati di consumo energetico e cercare opportunità per ottimizzarli.

La sua definizione può anche estendersi alla parte di interfaccia tra l'utente e il sistema HEMS. Invia le informazioni raccolte dai dispositivi sul consumo energetico e fornisce feedback e suggerimenti per la conservazione dell'energia sulla base dei dati. Può anche ricevere input dagli utenti e inviare i comandi ai dispositivi.

Inoltre, può consentire varie funzioni che permettono all'utente di avere un migliore controllo sull'utilizzo dell'energia da parte degli elettrodomestici della casa. Ad esempio, regole temporali o condizionali per controllare i dispositivi o la fonte di energia utilizzata per gli elettrodomestici. Per i sistemi più sofisticati, l'uso dell'apprendimento automatico/intelligenza artificiale (AI) rende il sistema molto più intelligente e migliora l'efficienza energetica della casa.