Luc Vercruyssen explica cómo el consumo de energía autogenerada en un hogar puede incrementarse normalmente hasta el 90 % mediante una instalación KNX controlada por el LUKA Energy Manager, y eso sin tener en cuenta los ahorros adicionales que se pueden obtener gracias a las tarifas dinámicas.
Dado que la electrificación de nuestros hogares y del transporte se está produciendo a una velocidad sin precedentes, la necesidad de redes inteligentes y edificios inteligentes se está convirtiendo en algo ineludible. Esto se debe a que, en el impulso por la descarbonización mediante la transición de las centrales térmicas o nucleares a fuentes de energía renovables, la naturaleza variable de la energía eólica y solar puede provocar un desequilibrio entre la oferta y la demanda. En momentos de escasez energética, se ponen en marcha las centrales de gas, lo que provoca enormes emisiones de CO₂, mientras que, en momentos de exceso de energía renovable, se cierran los parques eólicos y solares para evitar la sobrecarga de la red. Si se optimiza el consumo energético en los edificios mediante sistemas inteligentes, podemos evitar que se desperdicie una enorme cantidad de energía y reducir nuestra huella de carbono.
Ahorros tangibles
Podemos demostrar que, al utilizar un sistema fotovoltaico, los costes energéticos anuales pueden reducirse aún más añadiendo una batería doméstica; y aún más utilizando la gestión energética para aumentar el «peak shaving»; y aún más utilizando la gestión energética para aprovechar al máximo las tarifas dinámicas.
Mediante una instalación KNX compuesta por una estación de recarga, una bomba de calor y una batería doméstica, todo ello gestionado por el LUKA Energy Manager de CDI-Projects, demostramos que se podía lograr un ahorro total para un hogar medio de unos 1 000 euros al año mediante:
- Aumentar el uso de la energía autogenerada del 70 % al 90 %
- Reducir los picos de consumo de la red eléctrica en un 100 %
- Reducción del coste del consumo de energía de la red en un 30 %
Las ventajas de KNX
LUKA se conecta a la red KNX a través de un router KNX/IP y aprovecha los actuadores de conmutación KNX y las pasarelas KNX para medir los flujos de energía y controlar instalaciones técnicas como cargadores de vehículos eléctricos, instalaciones fotovoltaicas, bombas de calor, baterías domésticas y otros aparatos. También utiliza servicios web, como previsiones meteorológicas y tarifas eléctricas, para recopilar toda la información necesaria para optimizar los flujos de energía.
El uso de KNX para comunicarse con los componentes de la casa inteligente garantiza un sistema preparado para el futuro, flexible y fiable. De hecho, al utilizar interfaces KNX estándar disponibles en el mercado, no es necesario desarrollar software para controlar estos dispositivos.
Demostración práctica
Configuramos una instalación práctica de KNX compuesta por una estación de recarga Mennekes conectada a través de la pasarela ise SMART CONNECT KNX e-charge II; una bomba de calor Daikin conectada a través de la pasarela Zennio KLIC-DA v2; una batería doméstica AlphaESS conectada a través de la pasarela Modbus KNX de ABB; y el LUKA conectado a través de la interfaz IP de MDT. Demostramos que se pueden conseguir ahorros significativos aumentando el autoconsumo, reduciendo los picos de demanda y equilibrando la producción y la demanda de electricidad al reaccionar ante las tarifas eléctricas dinámicas (por franja horaria).
Ahorros y rentabilidad
Figura 1: Simulación que muestra el coste anual del uso de paneles solares y la red eléctrica para suministrar electricidad al hogar y recargar el coche, inyectando el exceso de generación de vuelta a la red.
A continuación se muestra una simulación de un cliente con un consumo eléctrico anual de 10 000 kWh. Al utilizar paneles solares y la red eléctrica para abastecer de energía al hogar, incluida la recarga del coche, esta configuración permite cubrir el 33 % de las necesidades energéticas del cliente mediante la autogeneración, inyectándose el exceso de energía autogenerada de vuelta a la red, tal y como se muestra en la Figura 1.
Figura 2: Simulación que muestra el coste total de la inversión, el coste anual de la energía y el aumento del autoconsumo gracias a la incorporación de una batería doméstica.
A continuación, la simulación muestra que, si se instalara una batería doméstica, el autoconsumo aumentaría del 33 % al 70 %, y el retorno de la inversión sería de 16,9 años, tal y como se muestra en la figura 2.
Figura 3: Simulación que muestra el coste total de la inversión, el coste anual de la energía y el aumento del autoconsumo gracias a la incorporación adicional del sistema de gestión energética LUKA.
Al incorporar un sistema de gestión energética para gestionar la energía de forma inteligente, el autoconsumo aumenta hasta el 90 % y el periodo de amortización se reduce a 13,1 años, tal y como se muestra en la Figura 3.
Figura 4: Simulación que muestra que se pueden conseguir ahorros adicionales utilizando una tarifa eléctrica por horas de consumo, sin coste adicional.
A continuación, al cambiar a una tarifa eléctrica por franjas horarias (ToU), el coste anual se reduce aún más y el periodo de amortización desciende a 8,8 años, tal y como se muestra en la figura 4. Nota: la simulación de la factura de electricidad se realiza mediante la «V-test», una herramienta de simulación independiente.
Conclusión
Mediante simulaciones e instalaciones prácticas que optimizan la energía autogenerada, reducen los picos de consumo y aprovechan al máximo las tarifas eléctricas dinámicas, hemos demostrado que un sistema de gestión energética basado en KNX puede generar un ahorro energético significativo, lo que se traduce en una reducción de los costes y de la huella de carbono. El retorno de la inversión ya es bueno y, a mayor escala, aumentaría aún más.
Luc Vercruyssen es ingeniero industrial y director de CDI-Projects, una empresa especializada en gestión energética y edificios inteligentes.
