Comunicación presentada al II Congreso Edificios Energía Casi Nula:
Autor
- Joachim Janssen, IAPsolutions
Resumen
myECOhouse pretende demostrar cómo, con la adecuada monitorización y control de cada una de las tecnologías utilizadas y, sobre todo, con un control inteligente de las mismas, se consigue exprimir al máximo la contribución de cada una de ellas, y, lo que es más importante, orquestarlas en una actuación colaborativa, que consigue realmente maximizar el grado de eficiencia energética de un edificio.
Introducción
Parece claro que para mejorar la eficiencia energética en los edificios no basta una sola actuación en una sola variable, sino que se requieren varias acciones, en las que mediante la utilización de distintas tecnologías, se mejoren distintas variables, consiguiendo que el conjunto global de todas las actuaciones incremente la eficiencia.
Con myECOhouse se pretende demostrar cómo, con la adecuada monitorización y control de cada una de las tecnologías utilizadas, y, sobre todo, con un control inteligente de las mismas, se consigue exprimir al máximo la contribución de cada una de ellas, y, lo que es más importante, orquestarlas en una actuación colaborativa, que consigue realmente maximizar el grado de eficiencia energética de un edificio.
Para lograr una monitorización y control inteligentes, se ha utilizado la tecnología de IAPsolutions, compañía con más de 15 años de experiencia en la aplicación de inteligencia artificial para la gestión inteligente de infraestructuras multifabricante y multitecnología.
Objetivo
El objetivo es demostrar cómo tecnologías avanzadas TIC consiguen maximizar la eficiencia energética de un edificio, controlando de forma inteligente los distintos elementos utilizados para mejorar dicha eficiencia.
Para ello, se han elegido dos edificios, en concreto, dos viviendas unifamiliares, ubicados en puntos geográficos muy distantes, Madrid y Arnhem (Holanda), de forma que se puedan analizar los resultados en entornos climatológicos dispares.
Desarrollo del Proyecto
En ambos edificios, se han implantado los siguientes elementos de producción de energía:
- Paneles fotovoltaicos en tejado.
- Paneles térmicos.
- Bomba de calor (en Madrid).
- Bomba de calor geotérmica (Arnhem).
- Seguidores solares.
Para la monitorización y control continuos de estos elementos, se ha utilizado el producto de inteligencia distribuida IAPFieldAgents de IAPsolutions, software basado en la tecnología de inteligencia artificial de la compañía y adaptado para entornos fuertemente distribuidos. Dicho software se ejecuta embebido en dispositivos hardware miniPC (uno en cada vivienda) sobre plataforma abierta Linux.
Además de estar sobre los elementos de producción de energía renovable mencionados, los IAPFieldAgents se conectan a una serie de elementos adicionales:
- Estación meteorológica, para recoger medidas de temperatura, húmedas, presión atmosférica, velocidad y dirección del viento.
- Elementos de control de la iluminación.
- Cámaras de seguridad.
- Centralita de alarmas.
- Sistema de riego automático.
- Bomba de agua (para piscina).
A continuación se muestran todos los elementos con los que se conectan los IAPFieldAgents, así como los protocolos de comunicación utilizados.
Con todo ello, se pretende tener un control integral de la instalación, actuando sobre tres ámbitos:
- Producción y consumo de electricidad.
- Climatización.
- Domótica.
La información recogida por los IAPFieldAgents es remitida en tiempo real a un servidor en la nube, sobre el que se ha construido un portal (www.myecohouse.net) para dar visibilidad de los resultados del proyecto. A continuación se muestra un esquema lógico de esta arquitectura:
Adicionalmente, se han desarrollado una serie de Apps para dispositivos móviles, que permiten ver en tiempo real parte de la información generada por el sistema.
Resultados
El seguimiento en tiempo real del funcionamiento de toda la infraestructura ha permitido, en múltiples casos, detectar de forma instantánea fallos o caídas de los distintos componentes, lo cual ha permitido además ir incorporando al sistema inteligente reglas de comportamiento para la generación de alertas automáticas, que se reciben por SMS o email. Dichas alertas se generan en múltiples casos por correlación de eventos, contribuyendo por tanto al diagnóstico rápido y en consecuencia a una minimización de la indisponibilidad.
Las gráficas que se generan en el portal web permiten igualmente analizar comportamientos acumulados (diarios, semanales, anuales, etc.) y comparar con períodos equivalentes de años pasados, ayudando de esta manera a analizar cualquier comportamiento anómalo o pérdida de rendimiento en la producción.
El sistema calcula incluso el retorno de la inversión realizada en los sistemas de producción, contribuyendo a la máxima implicación del usuario desde la plena visibilidad sobre el rendimiento monetario de la instalación.
Pero, sin duda, lo más interesante es la demostración del potencial que tienen las tecnologías inteligentes para automatizar comportamientos complejos, que implican la correlación de eventos de distintas fuentes y, por supuesto, la capacidad de acción sobre los elementos gestionados, enviando a cada uno de ellos los comandos oportunos. Así, se enumeran a continuación algunos escenarios de automatización implementados:
Climatización
- Dependiendo del diferencial de temperatura exterior en interior, calcula la cantidad de energía necesaria para calentar la vivienda, y activa-desactiva el sistema de paneles térmicos en los instantes adecuados en función de la radiación solar.
Seguidor solar
- Activación del seguidor solar solo a partir del momento en que se detecta radiación directa.
- Telecomando y monitorización del seguidor para situarlo en posición horizontal, si la fuerza del viendo supera un umbral por un tiempo continuado.
Instalación de riego
- Activación de la instalación en función de la temperatura exterior, la humedad, y el viento.
Control de producción de instalación fotovoltaica
- Generación de alertas por pérdidas anormales de rendimiento (por comparación con históricos), por ejemplo, para detectar fenómeno de ‘paneles sucios’.
- Cámaras de seguridad.
- Desencadenamiento de acciones cuando las cámaras detectan movimiento.
- Chequeo de iluminación.
- Desactivación de iluminación en determinados puntos en horarios prefijados.
Con todas estas acciones, se ha ido mejorando el grado de eficiencia energética, hasta el punto de conseguir producir más energía de la que se consume en la vivienda, tal y como ilustra el siguiente gráfico, visible en la web:
Conclusiones
Tras analizar los resultados, se puede concluir que la aplicación de tecnologías TIC inteligentes, capaces de aportar una monitorización precisa y en detalle y una rápida reacción automática a escenarios tanto simples como complejos, es capaz de ir optimizando paulatinamente las aportaciones integradas de todas las infraestructuras, hasta el punto de conseguir que una vivienda equilibre totalmente su balance energético.