Internet de la Energía, la gran apuesta de los edificios inteligentes

Una de las cartas más temidas que recibe un ciudadano medio es su factura de la electricidad. Afectado por numerosos factores, que van desde la producción hasta los impuestos pasando por cuestiones meteorológicas como la sequía, el coste de la electricidad sigue suponiendo un porcentaje considerable de los gastos de un hogar. Al menos hasta que las energías renovables alcancen mayores rendimientos o se inaugure por fin el primer reactor de fusión nuclear viable. Por supuesto, además del precio de la energía, se encuentran las consideraciones ecológicas. Así, la batalla por ahora consiste en multiplicar la eficiencia de vehículos y electrodomésticos. Coches con un consumo de apenas 3l/100km, bombillas de bajo consumo… Y ahora, edificios inteligentes. Porque si en tiempo recientes ha empezado a sonar fuerte el concepto del Internet de las Cosas (Internet of Things), ¿por qué no empezar a pensar en términos de una “Internet de la energía”?

Tras abordar soluciones biomiméticas inspiradas en las piñas de coníferas para mejorar la refrigeración de los edificios, en esta ocasión trataremos dos tecnologías diseñadas para optimizar el gasto energético, ambas basadas en software.

Energy IN TIME, una visión integral de la eficiencia energética en edificios inteligentes

Los edificios suponen un mínimo del 40% del gasto energético de la mayoría de los países. Además, si computamos toda la vida útil de un edificio, desde la primera piedra hasta su demolición final, el 90% de las emisiones de dióxido de carbono se producen durante la fase operativa. Es decir, tras su construcción. Y todo ello como resultado principalmente de los llamados sistemas HVAC (calefacción, ventilación y aire acondicionado), iluminación e instalación eléctrica. Encontrar la manera de ofrecer una gestión integral de todos esos recursos y optimizar su eficiencia por medio de la automatización y control remoto es el objetivo de Energy IN TIME (EiT), un proyecto apoyado por la UE, liderado por ACCIONA y con la participación de varios socios, entre los que se cuentan CIRCE, el Cork Institute for Technology (Irlanda) o las universidades de Granada (España) y Lorena (Francia).

El proyecto parte de simulaciones por software para su posterior implementación en los sistemas energéticos de edificios no residenciales, cuyas instalaciones suelen permitir un control general. Para ello, se plantea como un viaje en nueve fases. Primero se determinarán los requisitos y la arquitectura, así como los sistemas de recolección de datos. Luego se desarrollará el modelo de simulación de referencia para identificar los comportamientos del edificio en distintos escenarios de consumo. A continuación, estaría el sistema de control inteligente del edificio, que es el núcleo del proyecto, con la integración de los algoritmos que computan los parámetros meteorológicos y de ocupación. En las siguientes fases se desarrollarán los sistemas de diagnóstico del funcionamiento y análisis de los datos recopilados, así como su integración y a validación. Las últimas etapas corresponderían a las pruebas sobre el terreno y la posterior explotación de la tecnología.  

El proyecto está siendo probado y validado en cuatro ciudades europeas no residenciales ubicadas en Portugal, Rumania y Finlandia, con diversas condiciones climáticas y diferentes características de construcción, uso y edad.

Y se espera conseguir una optimización tangible de la eficiencia energética en edificios con una solución innovadora para el control y la gestión del edificio, que suponga ahorros de hasta 20% sobre el consumo de energía tradicional en relación con los costos de operación y mantenimiento.

Una medición en tiempo real de la huella energética de los edificios

¿Y si fuera posible conocer el consumo pormenorizado y en tiempo real de cada edificio y vivienda? ¿Y si esa información se transmitiera a una red inteligente que asignara los recursos en cada momento en previsión de horas punta y valle? Ese fue el tipo de cuestiones que deseaba responder un equipo de investigadores del Laboratorio de Electrónica de la Escuela Politécnica Federal de Lausana (EPFL) y cuyos resultados ha publicado en la revista Elsevier Automation in Construction.

En la actualidad ya existen algunos dispositivos inteligentes capaces de detectar la llegada un inquilino para encender automáticamente las luces o la calefacción o encender la cafetera desde el móvil. El objetivo de la investigación del laboratorio ha sido desarrollar un software capaz de unificar los datos que proporcionan todos esos sensores provenientes de diferentes tecnologías, incluidos los que provienen de los wearables, y enviarlos a una red inteligente.

El enfoque original del equipo suizo podría ser un punto de inflexión para hacer realidad este tipo de software, al permitir la comunicación bidireccional entre los edificios y la red, aprovechando toda la potencia de la llamada Internet de la energía (IoE). Es decir, la suma del concepto Smart Building, Smart Grid, + Storage (edificio inteligente + red inteligente + almacenamiento).

Este tipo de información sería especialmente útil en el caso de las energías renovables, muy sensibles a las fluctuaciones en la velocidad del viento o los ciclos de luz solar. Un ejemplo sería que el sistema, al detectar un inminente pico en la demanda o un descenso en la oferta, activase automáticamente el calentamiento de una casa unos minutos antes de lo estipulado por el inquilino. De igual manera, si la red estuviera sometida a una fuerte demanda, se podría reducir automáticamente la temperatura de la casa dentro de una horquilla térmica definida por el usuario.

En estos momentos, el equipo cuenta ya con un simulador de edificio inteligente capaz de computar todos los parámetros antedichos para optimizar el consumo energético. El reto consiste en afinar la relación entre los sensores y la red inteligente, que podría llegar a abarcar ciudades enteras.

Fuente: Phys, EPFL, Energy in Time