Clima: Eficiencia Energética

Como ya hemos visto en más de una ocasión la instalación de clima supone la mitad del consumo total de energía de una vivienda. Por lo tanto es donde más medidas podremos adoptar para reducir el coste de nuestras facturas mensuales. De la misma manera que vimos hace dos semanas con el agua caliente sanitaria, veremos que podemos reducir el consumo energético de nuestra vivienda regulando las temperaturas de generación y distribución de los circuitos de clima.

Del mismo modo que con las instalaciones de agua caliente sanitaria a veces era necesaria la instalación de depósitos de inocencia, también en instalaciones de clima nos podemos encontrar con la necesidad de usar este tipo de depósitos. Acostumbramos a encontrar estos depósitos en instalaciones grandes que requieren temperaturas elevadas con un caudal muy grande, con lo que los generadores no pueden dar abasto en los momentos de máximo consumo.

En una vivienda unifamiliar media, normalmente con la propia caldera de gas nos será suficiente para calentar el agua que necesiten los radiadores o el suelo radiante, pero a medida que la instalación aumente de tamaño de la instalación más necesaria será la utilización de depósitos de inercia.

Generadores

Control On/Off en función de la demanda

En una instalación convencional (sin depósitos de inercia) el funcionamiento del generador (bomba de calor o caldera) es gobernador por los termostatos del interior de la vivienda: cuando es necesaria una aportación de calor (o frío) el termostato manda una señal al generador para que se ponga en marcha, este calentará (o enfriará) el agua a la temperatura que tenga configurada y la mandará directamente a los radiadores o suelo radiante. Una vez la temperatura que mida el termostato sea la deseada el termostato enviará otra señal al generador para que se apague.

Si es una instalación con un depósito de inercia el funcionamiento será un poco distinto, en vez de atacar directamente a los radiadores o suelo radiante, el generador calentará primero el depósito de inercia, y será este el que distribuirá el agua a todos los difusores (radiadores o suelo radiante). De esta forma ya no son los termostatos de la vivienda quienes arrancan y paran el generador, sino que será la temperatura del depósito de inercia quien gobierne el generador. Un termostato en su interior dará la señal de encendido al generador cuando su temperatura esté por debajo de una temperatura que hayamos configurado (55ºC para suelo radiante y 70ºC para radiadores), una vez el deposito esté a la temperatura deseada el termostato mandará una señal al generador para que se pare.

Control de consigna en función de la demanda.

Usando el sistema anterior, ya sea con o sin depósito de inercia, el control será muy simple y barato, pero su rendimiento no será el óptimo lo que nos comportará pérdidas. Una manera de hacer este sistema más eficiente es modificando la temperatura de impulsión del agua en relación a la temperatura exterior.

Pongamos por ejemplo la climatización de una vivienda el día más frío del inverno, si el sistema funciona con suelo radiante tendremos que impulsar el agua a una temperatura elevada (55ºC) a los circuitos de suelo. El problema de las temperaturas elevadas es que las pérdidas que tiene el sistema son más elevadas, tal y como vimos en el post de ACS, por lo que siempre que podamos (sobre todo en sistemas con depósito de inercia) intentaremos reducir al máximo las temperaturas de generación y distribución. Si la tempera exterior sube, no será necesario impulsar el agua a una temperatura tan alta, a lo mejor con 40ºC podremos calentar la casa. Hay termostatos que tienen la función rampa que nos permiten cambiar la consigna en relación a la temperatura exterior:

Tal y como vemos en el gráfico cuando la temperatura exterior está por debajo de Wmin (0 grados, por ejemplo) la consigna que tendrá el agua que impulsemos al suelo radiante será la máxima (55ºC), pero cuando la temperatura exterior sube esta consigna baja de forma lineal, hasta que a partir de Wmax (10ºC) se mantiene contante a una consigna más baja (35ºC)..

Control de temperatura de generación en función de la temperatura exterior

Usando termostatos con rampa reduciremos significativamente el consumo, pero aún se puede reducir más.

En el encendido un generador (caldera o bomba de calor) consume mucha más energía que durante su funcionamiento normal, por lo que si nos dedicamos a apagar y encender el generador para controlar la temperatura tendremos muchas pérdidas. Para conseguir que la máquina pare las mínimas veces posibles, necesitaremos comunicación con el generador.

Pongamos por caso una bomba de calor, de la forma que regulamos la temperatura en los casos anteriores encenderemos y apagaremos la bomba muchas veces a lo largo del día, lo que  significa perdidas. Si podemos regular la temperatura de impulsión de la máquina podemos hacer que esta se regule en función de la temperatura a la que queramos al depósito. Por ejemplo, cuando el agua del depósito tenga que estar a 55ºC impulsaremos el agua a 60ºC, de forma que el depósito solo podrá alcanzar los 55ºC cuando el consumo de la instalación sea 0.

Si la temperatura necesaria para el deposito pasa a ser 35ºC, impulsaremos el agua a 40ºC, y al igual que en el caso anterior el depósito solo alcanzará esa temperatura cuando no haya consumo en la instalación de clima.

Girona, 23 de Marzo de 2015

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¿Cómo Funciona el Suelo Radiante?

Hemos hablado muchas veces del el sistema de calefacción por suelo radiante, como sistema más eficiente para la climatización de una vivienda. La climatización por suelo radiante no está muy extendido en España, aunque en las casas de nuestros vecinos del norte (Francia, Alemania, Holanda…) es muy habitual encontrar instalaciones de suelo radiante. Su poco uso se debe a que su instalación en viviendas ya construidas es bastante más complicada que un sistema convencional de radiadores. Pero, sin duda, en viviendas de nueva construcción es más de recomendable hacerlos con suelo radiante.

Funcionamiento

El principio de funcionamiento en un sistema de climatización por suelo radiante es el mismo que el de un sistema de radiadores: la convección. La convección es una de las tres formas que tiene el calor de transmitirse (conducción, convección y radiación), concretamente, es la transferencia de calor por medio de un fluido (gas o líquido). La función que tiene un radiador o un suelo radiante es favorecer el proceso de convección para transmitir su calor interno al aire ambiente (medio fluido) de una habitación. Para obtener este calor interior tenemos dos sistemas: eléctricamente o utilizando un circuito de agua calentada por una caldera o bomba de calor.

Todo este es válido tanto por un sistema de climatización por radiadores como por suelo radiante. Entonces ¿Qué ventajas tiene el suelo radiante respecto a los radiadores tradicionales? La respuesta la encontramos en una sencilla formula que nos describe el proceso de convección:

El primer factor h se define como coeficiente de convección es propio de cada material, cuando más grande sea este coeficiente mayor será el calor transmitido por convección. La A se refiere al área del emisor de calor (radiador o suelo radiante) que está en contacto con el fluido (aire habitación) y el tercer factor es la diferencia entre la temperatura del emisor de calor (T^Int) y el fluido calor (T^Amb). El problema de los radiadores es el factor A (el área de contacto), que en comparación al suelo de una habitación es muy pequeña. Con el objetivo de solucionar este problema se utilizan materiales con altos coeficientes de convección (h), y también se añaden aletas a los radiadores para aumentar el área de contacto tal y como vemos en la foto.

Pero aun con estos cambios el suelo radiante sigue proporcionando mucho más calor que un radiador, el único factor que podemos modificar es la diferencia entre la temperatura interior y la del ambiente, por lo que solo nos queda aumentar la temperatura interior del radiador (T^Int) .

En consecuencia para calentar una habitación a través de radiadores tendremos que darles una temperatura interior de aproximadamente 70ºC, mientras que con un suelo radiante solo tendremos que llegar a unos 40ºC. El trabajar con temperaturas más bajas no nos proporcionará un ahorro directo, ya que la energía (calor) que tendremos que generar para calentar la habitación será la misma en las dos instalaciones. Pero indirectamente sí que nos beneficiará ya que las pérdidas que podamos tener trabajando con temperaturas de 40ºC serán mucho menores de las que tendríamos si trabajásemos con temperaturas de 70ºC. A parte al trabajar con temperaturas tan bajas podremos usar una bomba de calor para calentar el agua que en muchas ocasiones (por encima de los 10ºC) será más barato que una caldera de gas.

A parte de este ahorro, una instalación de suelo radiante tiene otras ventajas respecto a los radiadores. El aire caliente siempre tiende a estratificarse en las zonas más altas de una habitación, de manera que en invierno tenemos la cabeza caliente y los pies fríos, esto es justo lo opuesto a lo que se entiende por confort (cabeza fría y pies calientes). Con el suelo radiante siempre tendremos los pies calientes y la cabeza a menor temperatura, por lo que el confort será mayor que con cualquier otro sistema.

Instalación Hidráulica

Los suelos radiantes eléctricos no se utilizan casi nunca ya que su consumo es enorme. Por lo que aquí explicaremos como funciona un sistema de suelo radiante por agua.

El sistema empieza con la generación de calor, no tiene que ser una caldera, ya que para llegar a una temperatura de 40ºC podemos utilizar perfectamente una bomba de calor. Una vez se calienta el agua esta se manda utilizando una bomba a hacia un colector de suelo radiante. Dependiendo del tamaño de la casa podemos encontrar uno o más colectores.

La función del colector es distribuir el agua caliente a través de los circuitos de agua caliente a las habitaciones que requieran una aportación de calor. Esto se consigue a través de unas válvulas que se sitúan encima de los cabezales de colector. Cuando haya una demanda de calor estas válvulas se regularan para aportar el caudal justo para calentar la habitación a la temperatura deseada, este caudal pasará a través del circuito de suelo radiante que transmitirá su calor al pavimento de la habitación que por convección pasará este calor al ambiente.

Desventajas.

Aunque el suelo radiante tenga muchas ventajas, también hay que tener en cuenta ciertos factores no tan favorables. El principal es el tiempo de respuesta: en un sistema por radiadores la transferencia es casi instantánea ya que solo hay que calentar el material del que este hecho el radiador (hierro o aluminio), no pasa lo mismo con en suelo radiante donde aparte de calentar el circuito por el que pasa el agua también tendrá que calentar todo el pavimento de la habitación. Hasta que el pavimento no se ponga a temperatura la habitación no se estará calentando. Este tiempo tiene mucho que ver con el tipo de pavimento y su espesor, cuanto más grande sea este más tardará la habitación a empezar a calentar. Este tiempo puede ir de 12 a 36 horas.

Para que este tiempo no sea tan largo no hay que dejar que el suelo baje nunca a temperatura ambiente. Esto se consigue dando dos estados a una habitación: un estado de confort donde se mantiene la habitación entre 21 y 23ºC y otro estado de standby en que la temperatura de la habitación se mantiene a 18-19 grados. En estado de standby solo tendremos consumo cuando la temperatura descienda de estos 18-19ºC, y teniendo en cuenta que la habitación viene de estar a 21-23ºC el consumo será muy pequeño. De esta manera el tiempo de respuesta del suelo radiante será mucho más rápido: entre media hora y una hora. Solo tendremos que esperar de 12 a 36 horas en la puesta en invierno de la instalación.

Blanes, 19 de Enero de 2015

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Entender la factura eléctrica

En cualquier vivienda española la factura que más sube a final de mes es la de la electricidad, por esta razón es importante saber interpretar nuestra factura eléctrica. Por muy eficiente que sea nuestra vivienda si tenemos contratada una tarifa eléctrica que no se adapte a nuestras necesidades estaremos pagando de más por la energía que consumimos. Hay que tener en cuenta que cuando pagamos nuestro recibo de la luz no solo estamos pagando por la electricidad que consumimos. A parte del coste de la energía consumida estamos pagando por el mantenimiento de las instalaciones de transporte de la electricidad, el alquiler de nuestro contador (en muchos casos) y una cantidad importante de impuestos.

En este post hablaremos de las facturas eléctricas, como interpretar el recibo de la luz que nos mandan cada mes para saber qué es exactamente lo que estamos pagando. Y si hay alguna manera para reducir lo que pagamos al mes en electricidad.

La factura eléctrica

Este es el aspecto que tiene una factura eléctrica en España:

Lo primero que encontramos es el nombre de la empresa que nos suministra la electricidad, en este caso Iberdrola.
También en la parte superior izquierda podemos ver los datos de la factura que tenemos en las manos: nombre del titular de la línea, datos de cobro, etc… A nosotros el punto que más nos interesa de este apartado es el periodo de facturación, este dato nos dice el periodo de consumo eléctrico que vamos a pagar con esta factura.
Más abajo vemos el precio que vamos a pagar por el periodo de facturación, más adelante veremos el desglose de este importe. A la derecha de esto podemos ver un gráfico con las lecturas de los kwh consumidos en los 13 últimos meses. Puede ser que todas las lecturas sean reales y todas las barras serán continuas, si por el contrario hay alguna barra discontinua quiere decir que la lectura es estimada. Si tu contador es nuevo y admite tele-lectura todos los consumos que recibas estarán en línea continua, por lo que todas las lecturas serán reales.

Si no es así quiere decir que tu contador no tiene tele-lectura. En este caso la compañía hace una lectura estimada (tomando como referencia la lectura del mismo mes del año anterior). Al siguiente mes toman la lectura real y corrigen el error por acceso o defecto de la energía facturada en el mes anterior.

En la parte posterior de la factura vemos el desglose del coste total de la factura que ya hemos visto. Vemos tres apartados principales Energía, Servicios y Conceptos y Total. En el primer apartado vemos que a su vez tiene dos subapartados, por una parte el Consumo Factura y la Potencia Contratada.

Hay que tener muy claro que son estos dos subapartados: el primero es lo que pagamos por el consumo que hemos hecho de electricidad, cuanto más consumo hayamos tenido durante el periodo de facturación más subirá el precio. Por el contrario en el subapartado de Potencia Contratada el precio será fijo, aquí estamos pagando por el máximo de energía que podemos consumir en un momento concreto. Sobre este apartado se aplica el impuesto sobre la electricidad.

En el segundo apartado vemos los servicios contratados, en este caso nos facturan el alquiler del contador eléctrico.
Y el último apartado se nos añade el I.V.A. O sea que aparte de pagar un impuesto sobre la electricidad también pagamos el impuesto sobre el valor añadido.

¿Cómo ahorrar en la factura eléctrica?

Consumo Facturado

Hasta ahora el precio de la electricidad (kwh) se establecía mediante subastas eléctricas donde participaban los distintos productores de electricidad. Actualmente cada comercializadora es la que pone el precio dependiendo del tipo de factura de la luz que tengas contratada. Básicamente como consumidor particular en tu casa tendrás una tarifa del tipo Precio Voluntario al Pequeño Consumidor (PVPC). Podemos encontrar 2 tipos de tarificación dentro de las PVPC: sin discriminación horaria o con discriminación horaria.

La gran mayoría de viviendas pagan una tarifa TUR sin discriminación horaria, ya que es la simple y que por defecto ofrecen las compañías eléctricas. O nos puede interesar una tarifa con discriminación horaria si tenemos una instalación con depósitos de clima y ACS sobredimensionados. De esta manera podemos producir agua caliente para el depósito ACS cuando el precio de la electricidad es más barato, y calentar o enfriar los depósitos de clima. De todas formas el ahorro no será muy significativo en una vivienda media.

Potencia Contratada

Donde sí podemos reducir el importe de nuestra factura eléctrica es en el apartado de potencia contratada. Este apartado es fijo cada mes, y como ya hemos visto antes no depende del consumo que tengamos de electricidad. Hasta hace poco la potencia contratada era una parte muy pequeña de la factura y es por eso que en muchas ocasiones se tenía contratada más potencia de la realmente necesaria, pero recientemente las compañías eléctricas han subido el precio de este apartado en un 63%. Como consecuencia este apartado que tenía un coste despreciable ahora supone gran parte del importe total de la factura eléctrica, y en muchas ocasiones supera el importe por energía consumida. Por lo tanto podríamos ahorrar bastante dinero ajustando la potencia contratada de nuestro hogar. Este video viene a explicar lo mismo:


¿Pero qué potencia debemos contratar para no tener problemas? Podemos coger de partida esta tabla con una aproximación de las potencias que tienen los electrodomésticos de una casa media. Tenemos que tener en cuenta que muy raramente tendremos todos los electrodomésticos conectados al mismo momento. Piensa en que momento del día hay más electrodomésticos encendidos a la vez (normalmente es cuando se prepara la cena) y suma las potencias de todos estos electrodomésticos que funcionaran simultáneamente. También hay que tener en cuenta que electrodomésticos como el horno y la vitrocerámica no suelen funcionar al 100%, si por ejemplo no sueles encender más de dos fogones de la vitrocerámica calcula que su consumo será del 50% de la potencia que pone en la tabla.

Frigorifico:                                         0,250 – 0,350 KW

Microoandas:                                   0,900 – 1,500 KW

Lavadora:                                           1,500 – 2,200 KW

Lavavajillas:                                        1,500 – 2,200 KW

Horno:                                                 1,200 – 2,200 KW

Vitrocerámica:                                  0,900 – 2,000 KW

Televisor:                                           0,150 – 0,400 KW

Aire Acondicionado:                      0,900 –0, 400 KW

Calefacción eléctrica:                    1,000 – 2,500 KW

En la actualidad las potencias que se pueden tener contratadas son de: 3,3 kW, 4,4 kW, 5,5 kW, 6,6 kW, 7,7 kW, 8,8 kW o 9,9 kW.
Estas tarifas son las actuales pero a partir de ahora va a haber nuevas tarifas, para estar alerta de estas novedades te recomiendo este enlace donde se pueden ver las últimas novedades por lo que respeta a las nuevas tarificaciones energéticas: Tarifas Eléctricas

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¿Como puedo controlar una bomba de calor?

Si la semana pasada hablábamos de las calderas de gas para la climatización y producción de Agua Caliente Sanitaria, esta semana toca hablar de bombas de calor. Como ya dijimos en el post anterior las calderas de gas suelen ser más eficientes que las bombas de calor, así pues ¿para que poner una bomba de calor? Las razones pueden ser variar, una podría ser que la vivienda no tenga acceso al gas natural, a diferencia de las calderas la bomba de calor solo necesita energía eléctrica para funcionar.

También es posible que la instalación este pensada para dar calor en invierno y frio en verano, la opción más barata a corto plazo será equipar la vivienda con una bomba de calor que a su vez pueda hacer de enfriadora (la mayoría lo son). De esta forma el conste de la instalación se reducirá de una forma considerable, ya que en vez de tener una máquina para calor (caldera) y otra para frio (enfriadora) tenderemos una sola que hará las dos funciones.

Sea cual sea la razón por la que instalamos una bomba de calor, tendremos que tener en cuenta que durante los días más fríos del invierno estas máquinas tendrán un rendimiento muy bajo, por lo que nuestra factura de la luz subirá notablemente. De todas formas el clima que tenemos en la península ibérica es mucho más suave como el de países como Alemania o Francia, por lo que estos bajos rendimientos solo los tendremos uno o dos meses al año.

Funcionamiento

El funcionamiento de una bomba de calor se basa en trasladar el calor exterior (ya sea del aire o del subsuelo) al interior de viviendo. Pero alguien se preguntara ¿pero si la temperatura exterior es más baja que la interior como es posible calentar el interior de una vivienda?
El calor no deja de ser energía, una forma de liberar y absorber grandes cantidades de energía es con los cambios de estado. Tal como vimos con las calderas de condensación si condensamos el vapor sobrante de la combustión obtenemos una cantidad nada despreciable de energía (calor). De la misma forma, para pasar de estado líquido a estado gaseoso hará falta una gran cantidad de energía.

Una bomba de calor consiste básicamente en un circuito cerrado con líquido unas características de evaporación y condensación específicas. Este líquido se hace evaporar en la parte exterior de la vivienda para absorber la energía (calor) del aire exterior, una vez absorbido este aire se traslada al interior de la vivienda para pasarlo otra vez a líquido con lo que aportamos esa energía (calor) al interior de la vivienda.

El objetivo de la bomba de calor es llevar este líquido al punto de evaporación en el exterior de la vivienda y al punto de condensación en el interior. Esto lo consigue usando un compresor y una válvula de expansión. Al igual que la olla a presión que tenemos en nuestra cocina, sube la presión para que el agua evapore a una temperatura más baja, el compresor comprime el  líquido a la presión exacta para que se evapore a la temperatura a la que se encuentra el aire exterior de la vivienda. Para el proceso de condensación la válvula de expansión bajara la presión del líquido para que este condense a la temperatura que hay en el interior de la vivienda.

Podemos encontrar dos tipos de bombas de calor, las que extraen el calor del aire (aerotermia) o las que lo extraen del subsuelo (geotermia).

Aerotermia

Son las bombas de calor más habituales, que podemos ver en la mayoría de balcones de nuestro país. La absorción del calor se hace con el aire exterior de la vivienda. Tiene la ventaja que su instalación es muy sencilla y cómoda. El problema que tiene ya lo hemos comentado anteriormente: durante los meses de invierno más crudos su rendimiento baja en picado y su consumo eléctrico aumentará.

Geotermia

Este es un sistema poco extendido en nuestro país. En vez de usar el aire para absorber el calor se usa el subsuelo donde la temperatura es constante a lo largo del año (en España tenemos una medio de 15ºC), lo que significa que el rendimiento de la bomba de calor también será constante durante todo el año y no tendremos el problema de los bajos rendimientos durante los meses de invierno.
Como contrapartida tiene el inconveniente de la instalación. Para encontrar una temperatura constante tendremos que bajar varios metros bajo tierra el líquido refrigerante, lo que requerirá de una maquinaria pesada y especializada que sin duda no será barata de alquilar.
Otro problema es el mantenimiento, aunque no es común que ser estropeen a veces puede haber problemas con los conductos enterrados, el conste de reparación de estos conductos será parecido al de su instalación.

Enfriadoras

Como ya hemos visto la razón por la que muchas casas estén equipadas con bombas de calor es porque la mayoría suelen ser enfriadoras. Con lo que nos permitirán tener la casa caliente durante el invierno y fresca durante el verano. El funcionamiento de una enfriadora es exactamente el mismo que el de una bomba de calor, la única diferencia es que el circuito del líquido refrigerante se invierte, con lo que evaporamos el líquido en el interior para absorber el calor y lo condensamos en el interior para disiparlo. Tanto la Aerotermia como la Geotermia siguen siendo válidos cuando hablamos de enfriadoras.

Control

El control de una bomba de calor es parecido al de una caldera: tenemos las opción de un control simple a través de contactos o también podemos utilizar una pasarela para tener un control más avanzado.

Si optamos por el control de contactos el precio será mucho más barato. Por supuesto su control será muy básico: un contacto para poner en marcha o parar la bomba de calor, una señal de alarma y si se trata de una bomba de calor que a la vez puede usarse como enfriadora en la mayoría de máquinas tendremos un contacto para hacer el cambio de calor a frio.

Si por el contrario optamos por controlar la bomba de calor a través de una pasarela la instalación resultará más cara pero el ahorro energético que obtendremos a lo largo de los años será mayor.

Con control a través de pasarela de una bomba de calor nos permitirá actuar sobre muchas características de la máquina de otra manera se mantendrían constantes a lo largo de su vida útil. De la misma manera que con la caldera podíamos regular la temperatura a la que el agua si impulsaba a través del circuito de clima dependiendo de la temperatura exterior, podremos hacerlo con la bomba de calor. Podremos regular la temperatura de impulsión del agua caliente o incluso la temperatura a la que el agua retorna de la instalación, lo que nos permitirá un control más ajustado. A diferencia de la caldera aquí no nos hará falta una sonda de temperatura ya que esta viene incorporada a la máquina que se encuentra siempre a la intemperie.

Figueres, 12 de Diciembre de 2014

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Domótica y 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:

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.

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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.

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Ahorro Energético: Mediciones de Consumo

Las mediciones de consumo a tiempo real son uno de los aspectos clave cuando se trata de reducir el consumo energético y el importe de nuestras facturas. Añadiendo un sistema de medición y una visualización a nuestra instalación domótica podremos saber en todo momento cuál es el consumo de agua, electricidad y gas de nuestra casa. Con esta información a nuestro alcance podremos adoptar medidas para reducir nuestras facturas a final de mes.

Si adoptamos medidas de ahorro energético sin saber cuál es la repercusión final en nuestra factura no tendremos motivación suficiente para mantenerlos. En cambio, si vemos como al reducir un grado la temperatura de las habitaciones en los meses de invierno el consumo de gas se reduce un 20%, o que si reduciendo la luminosidad máxima en un 10% vemos que el consumo de electricidad disminuye considerablemente será más fácil mantener estos cambios.

Por otra parte si tenemos una fuga de agua en nuestra instalación de agua que nos ha pasado desapercibida o un grifo que pierde agua, no nos hará falta esperar a recibir la factura del agua para darnos cuenta del problema. Podremos detectar la fuga al momento disminuyendo los posibles daños en la vivienda y el incremento en nuestra factura del agua.

Dispositivos de medida

Contadores Industriales

La mayoría de los contadores industriales tienen una salida RS-485 MODBUS RTU para comunicaciones. El fabricante intesis (http://www.intesis.com/) dispone de unas pasarelas KNX – Modbus RTU ideales para este tipo de dispositivos, que nos permitirá obtener y transmitir valores a través de nuestra instalación domótica.

Contadores de Impulsos

Normalmente no hace falta que las medidas de los consumos tengan un nivel de precisión tan alto. Para instalaciones domésticas se suelen utilizar los medidores de pulsos. Cada vez que se alcanza una unidad de medida el medidor genera un pulso. Este pulso se puede recoger con un dispositivo de entradas KNX y con un contador obtener el valor real de la medición.
Cabe destacar que la casa ARCUS dispone del contador de impulsos KNX-IMPZ2-SK01, que se puede comprar solo o con una gran cantidad de contadores ya integrados a él como: agua, presión, gas... http://www.arcus-eds.de/home.html

Contadores KNX

En el mercado también podemos encontrar medidores completamente KNX, con los que no hará falta ninguna interfaz. ABB tiene el medidor ZS/S 1.1 que puede realizar lecturas de voltajes, corrientes, factor de potencia y frecuencia. Zennio también tiene un medidor de electricidad que se llama KES, que nos permite obtener lecturas de tres fases distintas. También hay fabricantes que han sacado actuadores que incorporan un sistema de medición en cada una de sus salidas, de esta manera se pueden obtener lecturas sectorizadas del consumo eléctrico de la instalación.

Visualización

Lo más recomendable para la visualización de las lecturas es utilizar un servidor KNX. Con un servidor podremos almacenar lecturas y representarlas en forma de gráficas o tablas. El HomeServer de GIRA, nos da una infinidad de opciones para operar con las lecturas y visualizar los valores en gráficas, aunque su precio es elevado. El servidor LOXONE no tiene tantas opciones, pero nos permitirá tener lecturas a tiempo real y gráficas de históricos por un precio más asequible. Por su parte ZENNIO dispone de un display con el que resulta muy fácil integrar las lecturas de sus medidores KES.

Conclusiones

Las combinaciones para obtener lecturas instantáneas de agua, luz y gas de nuestra instalación son casi infinitas. Aunque el coste de una instalación como esta puede parecer caro, es la parte de la instalación que más beneficios económicos nos aportará a corto plazo.

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