Gestión energética de viviendas inteligentes con KNX

Acoplamiento del sector inteligente con KNX - electricidad + calefacción + transporte

Transición energética, protección del clima, acoplamiento de sectores: estas palabras clave señalan un punto de inflexión en la industria de la energía. Los edificios también se verán afectados por la transición de los combustibles fósiles a la energía verde. El consumo de energía debe ser coordinado, gestionado y controlado. Esto es particularmente aplicable a la movilidad eléctrica y a otros grandes consumidores. El KNX Smart Home ofrece soluciones específicas para esto, también para estaciones de carga de coches eléctricos en el hogar.Las estaciones de carga eléctrica en edificios residenciales están creciendo de una manera importante. Esto plantea preguntas del tipo: ¿Cuánta energía necesitarán? ¿Es posible cargar los vehículos cuando uno quiera? ¿Cuánta energía está disponible? ¿Se pueden utilizar los precios bajos a ciertas horas del día para cargar a bajo coste?

Cuestiones relacionadas con la redLas conexiones eléctricas domésticas, que normalmente tienen un voltaje de 3x230 voltios y un fusible de 63 amperios, ya se enfrentan a altas capacidades de batería de hasta 100 kWh. Las estaciones de carga disponibles en el mercado ofrecen capacidades de conexión de entre 3,6 kW (1x230 V, 16 A) y 22 kW (3x230 V, 32 A). Dependiendo de la capacidad de la batería, así como del tiempo de carga y del número de coches eléctricos, las conexiones eléctricas domésticas estarán expuestas a cargas elevadas. La energía necesaria para los vehículos eléctricos puede hacer que el consumo total de electricidad en los hogares aumente más del doble. Las redes externas y el suministro de energía también deben poder hacer frente a este aumento del consumo. Como la electricidad proviene cada vez más de la generación eólica y solar se puede esperar que se produzcan fluctuaciones en el suministro de energía. En este contexto, la movilidad eléctrica tiene la ventaja de que, gracias a los tiempos de carga flexibles, se puede actuar para equilibrar la red eléctrica y, en el futuro, cuando sea necesario, para equilibrar la alimentación.

Gestión energética con la IdC de KNX (KNX IoT)Para asegurar la estabilidad de la red en el futuro, los consumidores y los productores de energía se deben gestionar en todos los niveles de la red, en lo que respecta a la carga y al tiempo de carga. Los servicios de la IdC de KNX permiten la integración de los participantes en la energía, como las estaciones de carga inteligentes, en el KNX Smart Home. La clave para la gestión de la energía es el llamado CEM (Customer Energy Manager), una interfaz entre la red eléctrica inteligente (S1) y el KNX Smart Home (S2). El CEM coordina la interacción entre las especificaciones de consumo de energía externa y su optimización interna. La comunicación se basa en el estándar "Smart Grid/Smart Home architecture" (arquitectura de red inteligente/vivienda inteligente). Para asegurar la interoperabilidad, los grupos de trabajo internacionales de los organismos de estandarización CEN / CENELEC TC 205 / WG 18, en los que participa KNX, están desarrollando modelos de datos apropiados y estrategias de optimización.

Principio de optimizaciónEl proceso de optimización sigue un principio relativamente simple. El CEM consulta a los participantes en la energía sobre cuáles son sus necesidades energéticas en un período de tiempo determinado. Entre los participantes se encuentran consumidores, como electrodomésticos, bombas de calor y calentadores de agua, así como productores de energía, como sistemas fotovoltaicos, sistemas de almacenamiento de energía o estaciones de carga para automóviles eléctricos. Estos perfiles de consumo/generación de energía tan diferentes se pueden optimizar utilizando la información disponible sobre la energía esperada y las ofertas de precios. Esto se hace creando perfiles de energía/tiempo que consisten en franjas alineadas una al lado de la otra. Cada franja define la cantidad de energía necesaria durante el periodo.

Secuencias de cargaCon sus posibilidades de carga flexibles, la movilidad eléctrica es un claro ejemplo del proceso de los perfiles (véase la Fig. 3). Lo ideal sería que las estaciones de carga inteligentes con servicios de la IdC de KNX se integraran en el hogar inteligente. El CEM tiene acceso a ofertas de energía, incluyendo sus costes y tiempos. Estas son las tarifas de HT, NT y, en el futuro, las tarifas especiales para vehículos eléctricos. Si todos los vehículos intentaran realizar una carga completa en la NT, la red se sobrecargaría. Por lo tanto el vehículo 1 (verde), que se debe cargar durante poco tiempo, empieza a cargar en la NT, pero tiene que acabar de cargarse en la HT. El vehículo 2 (azul), cuyo proceso de carga tarda más tiempo, utiliza una secuencia de carga alternativa. También se carga parcialmente en la NT, pero después cambia a la HT y completa la carga en la siguiente NT. Este procedimiento no solo es bueno para las carteras de propietarios de vehículos, sino que también compensa el exceso y la falta de suministro de electricidad y contribuye a la estabilidad de la red.

SumarioPara evitar que se superen las cargas pico es necesaria la gestión automática del consumo de energía, mientras que al mismo tiempo la energía se utiliza de una manera económica. La automatización de edificios de KNX forma la base para la gestión activa y compleja de la energía. Los servicios de la IdC de KNX seguirán asegurando la integración de tantos participantes en la energía como sea posible.

Carga inteligente de coches eléctricosHay disponibles protocolos importantes con estaciones de carga y columnas de carga inteligentes. Estos se pueden utilizar, por ejemplo, para comprobar la autorización de uso, para controlar los procesos de carga e incluso para regular el suministro de energía. Los servicios de KNX con la IdC de KNX pueden proporcionar las unidades de evaluación necesarias para este propósito. De esta manera, las columnas de carga se pueden controlar en base al comportamiento individual del usuario. Una visualización con diagramas y gráficos proporciona una visión general de las cantidades de energía cargables, del estado de carga porcentual y del uso personal. También se puede mostrar la energía disponible, por ejemplo, de un sistema fotovoltaico.