miércoles, 13 de agosto de 2014

Domótica y SmartCity

14:07 Posted by Carles Casaponsa Vila , , , , No comments
Domótica SmartCity

En el post de la semana pasada definimos las Smart Cities como ciudades energéticamente sostenibles, que se alimentan básicamente de energías renovables. También hablamos de que actualmente la energía eléctrica se genera en función de la demanda, pero si queríamos hacer funcionar una ciudad exclusivamente con energías renovables se tendría que adaptar el consumo a la generación. Y era en ese punto donde entra en juego la domótica. En el post de hoy vamos a ver 4 ejemplos de cómo la domótica nos permitirá adaptar el consumo energético a lo largo de todo el día.

En la siguiente imagen vemos el consumo (en amarillo) y la generación (en rojo) de la energía eléctrica al largo de un día en España. La línea verde es una previsión que hace Red Eléctrica para programar que centrales eléctricas deberán encenderse en cada momento:

Domótica SmartCity

Podemos dividir la gráfica anterior en 4 zonas:
1.- De 22h a 6h: donde el consumo es muy bajo.
2.- De 6h a 12h: donde hay una subida del consumo.
3.- De 12h a 20h: donde el consumo se estabiliza.
4.- De 20h a 22h: donde hay el pico máximo del día.

Caso 1:
En las primeras horas del día vemos que el consumo de energía es muy bajo ya que la mayoría de la gente está durmiendo. Pero aunque la energía obtenida por las placas fotovoltaicas será 0, otras energías renovables como la eólica seguirán produciendo energía. Una buena forma de aprovechar la energía sobrante es calentar los depósitos de agua caliente sanitaria de las viviendas mediante domótica, de esta manera el agua de la ducha va a estar caliente a primera hora de la mañana. O en el caso que se disponga de coche eléctrico este podría cargarse durante estas horas.

Caso 2:
A partir de las 6 de la mañana la gente empieza a despertarse y vemos como la curva de la demanda empieza a subir acentuadamente. Esto provoca que haya un exceso de la demanda que seguramente la generación no podrá alcanzar. En el caso de que no sea posible llegar a ese nivel de generación, se pueden programar con domótica medidas para que descienda el consumo, como por ejemplo poner el clima en modo eco (bajar o subir la temperatura de consigna según sea invierno o verano, o en el caso de que sea un día soleado se puede reducir un 50% la luminosidad de todas las luces de las viviendas.

Caso 3:
El aumento que ha empezado a las 6 llega a su punto máximo a las 12 del mediodía y el consumo empieza a bajar ligeramente. Aunque el consumo sigue siendo alto, es el momento del día en que más energía solar se obtiene, por lo que muy probablemente nos encontraremos con otro caso de exceso de energía, por lo que podremos aplicar medidas como las tomadas en el primer caso, como calentar el agua caliente sanitaria o calentar o enfriar los depósitos de clima.

Caso 4:
Hacia las 9 de la noche la gente ha llegado a casa, empieza a cocinar y a utilizar todo tipo de electrodomésticos, es por eso que se alcanza un pico de consumo, en el que se alcanza el máximo de todo el día. Por su parte el sol ya se ha puesto, por lo que seguramente nos encontraremos con otro caso donde la generación no puede alcanzar el consumo. En este caso no es cómodo ni tener el clima en sistema eco, ni poner la luminosidad de la vivienda al 50%, por lo que una buena solución sería recurrir a la energía sobrante del día de los coches eléctricos que ya están aparcados en casa. Como ya vimos en el post anterior no es posible el almacenaje de grandes cantidades de energía, pero si se puede hacer en pequeñas cantidades como las baterías de los coches eléctricos.

Conclusiones

Utilizando estas medidas se podría llegar a alimentar energéticamente a una ciudad solo con energías renovables. Evidentemente aún queda mucho camino por recorrer antes de poder ajustar la demanda eléctrica a la generación de energía de cada momento. Lo que ya es una realidad es la de edificios que usando métodos como los anteriores con la ayuda de la domótica pueden llegar a tener un gasto energético casi nulo.

jueves, 7 de agosto de 2014

SmartCity

13:18 Posted by Carles Casaponsa Vila , , , No comments
Domótica SmartCity

No si el trabajar en el mundo domótica tiene algo que ver, pero he notado que últimamente se habla mucho de las Smartcities (ciudades inteligentes) en los medios de comunicación. También he notado que aunque se hable mucho del tema nadie parece tener del todo claro que significa exactamente que una ciudad sea una Smart City.

Energías renovables, movilidad, nuevas tecnologías y comunicación son palabras que suelen aparecer en la definiciones que se pueden encontrar por por la red. Algunos autores recalcan el papel que tienen las energías renovables en una SmartCity, otros hacen énfasis en el uso compartido de los bienes y algunos destacan la relevancia que van a tener las comunicaciones en este tipo de ciudades. Aun así, no he sido capaz de encontrar ninguna definición igual por mucho que he buscado. El único punto que parecen tener en común todas las definiciones es que una SmartCity es un ciudad sostenible energéticamente.

A diferencia del término SmartCity, la sostenibilidad si que la podemos definir como el equilibrio entre una especie y los recursos de su entorno. Por lo tanto podemos decir que una SmartCity tendrá como objetivo consumir exclusivamente la energía que ella misma pueda generar. Lo que nos lleva a deducir que una ciudad inteligente tendrá la capacidad de generar energía: lo que quiere decir que se abastecerá básicamente de energías renovables.

Evidentemente no es lo mismo alimentar una ciudad con una fuente de energía regular y constante como una central nuclear o térmica, que hacerlo con energía solar o eólica. Mientras las primera pueden proporcionar energía a lo largo de todo el dia y de forma constante, las energías renovables son fluctuantes.

Como en la actualidad no es posible almacenar grandes cantidades de energía, por lo que el consumo eléctrico de un país (por ejemplo) ha de ser siempre igual a la energía que este produce. En España Red Eléctrica es la encargada en España de regular la generación de energía para que esta siempre sea igual al consumo. En el caso que difieran da órdenes a distintas centrales eléctricas (normalmente renovables, al ser las más fluctuantes) para que dejen de producir si hay un exceso de energía, o que se enciendan si hay una falta. Esta es la razón por la que muchas veces vemos generadores eólicos (molinos de viento) parados.

Se utiliza este sistema de regulación de la producción, ya que el consumo de la red depende de demasiados consumidores y es imposible de controlar. Pero imaginemos por un momento que pudiésemos llegar a tener el control de todos los consumos de una misma red eléctrica. Si en vez de regular la generación de la energía pudiéramos a controlar el consumo que se hace de esa energía se podría llegar a solucionar el problema de la fluctuación en las energías renovables.

Es aquí donde entran en juego las nuevas tecnologías y la comunicación. Para poder adaptar la carga a la generación de energía hará falta tener información sobre cada uno de los dispositivos conectados a una red para poder priorizarlos. No estoy hablando de apagar las luces cuando haya una bajada en la generación de energía, puede ser que tan solo cambiando la consigna de temperatura en todos los hogares de una ciudad se pudiera adaptar la carga a la generación. Pero para poder llegar a este nivel de regulación hará falta una red muy potente de comunicaciones y el uso de nuevas tecnologías como la domótica.

Conclusiones

En un primer momento es post pretendía tratar el tema de cómo puede ayudar la domotica en la construcción de una ciudad inteligente, pero cuando empecé a buscar informacion sobre SmartCities me he encontrado que se trata de un tema muy difuso y he preferido hacer este post antes de tratar el tema de la domótica. Así pues, si ahora me preguntasen que es una ciudad inteligente, lo primero que diría es que se trata de una ciudad autosuficiente, que se alimenta básicamente de energías renovables y con una estructura muy potente de comunicaciones donde las nuevas tecnologías están al servicio de sus habitantes.

sábado, 2 de agosto de 2014

Dispositivos KNX: Actuadores

7:45 Posted by Carles Casaponsa Vila , , , , No comments
Domótica Actuadores


Como ya vimos en el post de Elementos Básicos de un Sistema KNX hay dispositivos de una instalación domótica que no son visibles para el cliente como el cableado y las fuentes de alimentación. Los actuadores forman parte de este grupo de dispositivos.

Los actuadores son indispensables para el funcionamiento de cualquier instalación domótica, ellos son los encargados de abrir o cerrar una luz, subir o bajar una persiana o regular una válvula de la instalación de clima. Podemos dividirlos en tres grupos distintos:
  • Actuadores Binários
  • Actuadores de Persianas
  • Actuadores Mixtos
  • Actuadores Dimmer

Actuadores Binarios

Domótica KNXDomótica Actuador BinarioEs el dispositivo más usado en instalaciones domóticas, consisten en un conjunto de salidas ON/OFF que bloquean o dejan pasar la electricidad hacia las bombillas o aparatos que se quieran controlar. Suelen venderse en formato de carril DIN (para montaje en cuadros eléctricos), y suelen tener entre 8 y 20 salidas dependiendo del fabricante. También se pueden encontrar en formato de pastilla de una o dos salidas, este tipo de actuadores suelen usarse para controlar instalaciones apartadas del cuadro eléctrico como enfriadoras o bombas exteriores.

Actuadores de Persina

Domótica Persianas
Los actuadores de persianas no dejan de ser actuadores binarios, pero en este caso los contactos estan agrupados de dos en dos (una para el contacto de subir y la otra para el contacto de bajar). Al estar agrupados los dos contactos no se pueden activar a la vez lo que nos garantizará el correcto funcionamiento del motor.

Actuadores Mixtos

Aunque se pueden encontrar actuadores binarios y actuadores de persianas lo más común es que el módulo pueda programarse para las dos funciones. Son los llamados actuadores mixtos. Este tipo de actuadores nos permitirán programar salidas binarias y salidas de persianas en el mismo módulo. De esta manera podremos optimizar al máximo las salidas de nuestros actuadores.

Dimmers

Domótica RegulaciónNormalmente una lámpara suele tener solo dos posiciones: abierta o cerrada. Pero usando actuadores de tipo dimmer (regulables) podemos hacer que esta misma lámpara tenga muchos más estados: de 0% a 100%. Estos tipos de actuadores siempre suelen venderse en formato de carril DIN (yo jamás he visto ninguno en formato "pastilla”).

Aunque todos los actuadores suelen tener las mismas funciones fabricantes como JUNG, GIRA o SCHNEIDER suelen dotar a sus actuadores con funciones de prioridad que fabricantes como MDT o ZENNIO no suelen tener (aunque los módulos de ZENNIO tienen 9 funciones lógicas programables para compensarlo). De todas formas todos los productos KNX tienen una fiabilidad garantizada, por lo que en la mayoría de los casos es aconsejable optar por la solución más barata.