01.06.2020   Gestione energetica di una casa intelligente con KNX


Sector coupling intelligente con KNX - elettricità + riscaldamento + trasporto

Transizione energetica, protezione del clima, sector coupling - queste parole chiave segnano un punto di svolta nell'industria energetica. Anche gli edifici saranno interessati dalla transizione da combustibili fossili ad energia green. Il consumo energetico deve essere coordinato, gestito e controllato. Ciò vale in particolare per la mobilità elettrica e per altri grandi bacini di consumo. KNX Smart Home propone soluzioni specifiche a riguardo, anche per le stazioni di ricarica domestiche di auto elettriche.

Le stazioni di ricarica per auto elettriche all'interno di edifici residenziali sono sempre più richieste. E questo solleva domande del tipo: Di quanta energia hanno bisogno? È possibile ricaricare il proprio veicolo ogniqualvolta si vuole? Quanta energia è disponibile? È possibile sfruttare i prezzi contenuti di determinate fasce orarie giornaliere per una ricarica low-cost?

Questioni relative alla rete I collegamenti elettrici domestici, generalmente con una tensione di 3 x 230 volt e fusibili da 63 ampere, devono già affrontare capacità di batteria elevate fino a 100 kWh. Le stazioni di ricarica disponibili in commercio offrono capacità di collegamento comprese tra 3,6 kW (1 x 230 V, 16 A) e 22 kW (3 x 230 V, 32 A). A seconda della capacità della batteria, della durata della ricarica e del numero di macchine elettriche, i collegamenti elettrici domestici saranno esposti a carichi elevati. L'energia richiesta dai veicoli elettrici può portare il consumo elettrico domestico a più che raddoppiare. Anche le reti esterne e la fornitura di energia devono essere in grado di far fronte a questo maggiore consumo. Dal momento che l'elettricità si ottiene con sempre maggiore frequenza da fonti eoliche e solari, ci si devono aspettare fluttuazioni nella fornitura di energia. In questo contesto, la mobilità elettrica ha il vantaggio di poter fungere da elemento di bilanciamento della rete elettrica grazie ai tempi di ricarica flessibili e, in futuro, all'alimentazione laddove necessario.

Gestione energetica con KNX IoT Per garantire una futura stabilità di rete, è necessario gestire consumatori e produttori di energia a qualsiasi livello della rete per quanto riguarda carico e tempistica. I servizi KNX IoT consentono l'integrazione di partecipanti all'energia, quali ad esempio le stazioni di ricarica intelligenti, in KNX Smart Home. La chiave della gestione energetica è il cosiddetto CEM (Customer Energy Manager), un'interfaccia tra la rete di alimentazione intelligente (S1) e KNX Smart Home (S2). Il CEM coordina l'interazione tra le specifiche del consumo energetico esterno e la sua ottimizzazione interna. La comunicazione si basa sullo standard "Smart Grid/Smart Home architecture" (Architettura della rete intelligente/della casa intelligente). Per garantire l'interoperabilità, gruppi di lavoro internazionali presso gli enti di standardizzazione CEN / CENELEC TC 205 / WG 18, a cui KNX partecipa, stanno sviluppando strategie di ottimizzazione e modelli di dati appropriati.

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Principio di ottimizzazione Il processo di ottimizzazione si basa su un principio relativamente semplice. Il CEM si consulta con i partecipanti all'energia in merito alle loro esigenze energetiche in un determinato periodo di tempo. I partecipanti comprendono consumatori quali elettrodomestici, pompe di calore e boiler, nonché produttori di energia tra cui impianti fotovoltaici, sistemi di immagazzinamento dell'energia o stazioni di ricarica per auto elettriche. Questi profili contrastanti di consumo/produzione energetico/a possono essere ottimizzati utilizzando le informazioni disponibili su energia disponibile prevista e offerte di prezzo. A questo scopo si creano profili relativi a energia/tempo che consistono in slot allineati uno accanto all'altro. Ciascuno slot definisce la quantità di energia richiesta durante il periodo.

Sequenze di ricarica Con le sue possibilità di ricarica flessibili, la modalità elettrica è un chiaro esempio del processo dei profili (ved. Fig. 3). Le stazioni di ricarica intelligenti con servizi KNX IoT potrebbero idealmente essere integrate in una casa intelligente. Il CEM ha accesso alle offerte energetiche comprensive di costi e tempistiche. Si tratta di HT, NT e, in futuro, di speciali tariffe di ricarica per veicoli elettrici. Se tutti i veicoli tentassero una ricarica completa in NT, la rete sarebbe sovraccarica. Pertanto il veicolo 1 (verde), che deve essere ricaricato per un breve tempo, inizia a caricarsi nell'NT ma deve finire il processo di ricarica nell'HT. Il veicolo 2 (blu), il cui processo di ricarica richiede più tempo, utilizza una sequenza di ricarica alternativa. Si carica parzialmente nell'NT ma poi salta l'HT e completa la ricarica nell'NT successivo. Questa procedura non è vantaggiosa solo per il portafoglio dei proprietari dei veicoli, ma compensa anche l'eccessiva e la scarsa fornitura di elettricità contribuendo in tal modo alla stabilità della rete.

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Sommario È necessaria una gestione automatica del consumo energetico onde evitare di superare i carichi di picco mentre si utilizza l'energia in modo economico. L'automazione per edifici KNX costituisce la base di una gestione energetica attiva e complessa. I servizi KNX IoT continueranno a garantire l'integrazione di quanti più partecipanti all'energia possibili.

Ricarica intelligente di auto elettriche Sono disponibili protocolli importanti con stazioni di ricarica e colonne di ricarica intelligenti. Li si possono utilizzare, ad esempio, per verificare l'autorizzazione all'uso, controllare i processi di ricarica e addirittura per regolare la fornitura di energia. KNX con i servizi KNX IoT è in grado di fornire le unità di valutazione richieste a tale scopo. In questo modo sarà possibile controllare le colonne di ricarica sulla base dei comportamenti individuali degli utenti. Un'immagine con grafici e diagrammi fornisce una panoramica delle quantità di energia ricaricabili, dello stato di ricarica percentuale e dell'uso personale. È possibile anche visualizzare l'energia messa a disposizione, ad esempio, da un impianto fotovoltaico.

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