27. set 2023

Finalista dell'Hackathon KNX: Il software EisBaer PV Manager e KNX riducono i costi energetici delle famiglie dell'80%

Rene Rieck spiega che, garantendo il funzionamento degli apparecchi in orari favorevoli sia dal punto di vista ambientale che economico, i costi annuali tipici dell'elettricità possono essere ridotti dell'80%.

LOCAL+ è un'iniziativa che coinvolge gli studenti di architettura dell'Università di Scienze Applicate di Aquisgrana (Aachen). La sfida progettuale consisteva nello sviluppare un edificio che producesse energia in eccesso grazie a sistemi innovativi e lungimiranti: una casa cosiddetta plus-energy, quasi autosufficiente.

Il team ha progettato un edificio con cucina, lavanderia e giardino in comune, oltre a quattro piani, ognuno dei quali ospita fino a tre residenti. Ogni residente dispone di una propria unità privata mobile, chiamata CUBO, che comprende un letto pieghevole, un armadio e una scrivania. A Wuppertal, in Germania, è possibile visitare un edificio dimostrativo che comprende lo spazio comune per la cucina e la lavanderia e un piano abitativo.

Autosufficienza

Immagine - prezzi dell'energia - Il software PV Manager di EisBaer è un sistema avanzato di gestione dell'energia progettato per ottimizzare l'uso dell'energia solare e gestire in modo efficiente gli elettrodomestici o gli impianti industriali sulla base delle previsioni energetiche e delle fluttuazioni dei prezzi.

Per cominciare, è stato specificato un sistema centrale a idrogeno, che interagisce con altri componenti, come fonte principale di energia, promettendo fino al 65% di autosufficienza. Altri componenti includono un deposito di ghiaccio sotterraneo, collettori PVT e una pompa di calore. In pratica, l'impianto a idrogeno è stato abbandonato a causa della sua breve durata e l'impianto di stoccaggio del ghiaccio è stato ridotto di dimensioni a causa dei vincoli di costruzione sotterranea.

A parte queste limitazioni legate al sito, il sistema è stato implementato in linea con i piani e utilizza dispositivi KNX collegati tramite KNX IP Secure al software PV Manager di EisBaer. In questo progetto, il software EisBaer fornisce la soluzione di controllo globale per tutti i servizi, compresi HVAC, temperatura dell'acqua e gestione dell'energia.

Per la produzione di energia elettrica sono stati installati moduli FVT sul tetto e sulla facciata sud-ovest dell'edificio, con una potenza rispettivamente di 18,5kWp e 9kWp. L'elettricità prodotta viene fornita direttamente alla rete elettrica durante il giorno, su richiesta, e l'eccesso viene immagazzinato in una batteria per essere utilizzato durante la notte. L'energia in eccesso viene utilizzata anche per far funzionare gli elettrodomestici durante il giorno.

Utilizzare i dati per risparmiare energia

Durante la fase di messa in servizio, gli utenti inseriscono informazioni cruciali, tra cui le caratteristiche dei moduli fotovoltaici (PV), come l'orientamento e la potenza di picco. Una delle caratteristiche principali del PV Manager è la capacità di integrare i dati sui prezzi dell'energia in tempo reale, che possono essere caricati nel sistema con una granularità di 15 minuti. Questi dati dinamici sui prezzi consentono al PV Manager di prendere decisioni informate basate sull'interazione tra la generazione solare e i costi dell'energia per determinare la programmazione ottimale di vari apparecchi e dispositivi, in base ai loro requisiti di consumo energetico e alle preferenze degli utenti.

Immagine - controllo degli apparecchi - Il software PV Manager di EisBaer consente agli utenti di mantenere la capacità di interagire con il sistema, sia attraverso istruzioni dirette sia attraverso le preferenze.

Gli utenti hanno la possibilità di istruire il sistema affinché dia priorità all'uso della rete energetica più economica, massimizzi l'uso dell'energia solare o trovi un equilibrio tra i due. Ad esempio, se un apparecchio, come una pompa di calore, ha un tempo di funzionamento minimo richiesto, questo vincolo viene inserito nel processo di programmazione. Inoltre, il software può suddividere il carico energetico in segmenti mattutini e pomeridiani, proprio come un sistema di accumulo a batteria, consentendo di ottimizzare l'uso dell'energia durante la giornata.

Gli utenti mantengono sempre la possibilità di interagire con il sistema, attraverso istruzioni dirette o preferenze. Ad esempio, un utente potrebbe chiedere al sistema di avviare il ciclo di lavaggio entro un determinato periodo di tempo. Il Gestore FV valuterà quindi i modelli di generazione solare e i prezzi dell'energia per identificare il momento migliore per avviare l'attività. Nei casi in cui è necessaria un'azione immediata, gli utenti possono richiedere l'avvio di un apparecchio "ora". Il sistema ristruttura immediatamente il programma esistente per soddisfare questa richiesta, tenendo conto della disponibilità di energia solare e dei costi energetici.

Esempi di risparmio

Di seguito sono riportati alcuni esempi dei risparmi che si possono ottenere implementando la gestione dell'energia e ottimizzando l'uso degli elettrodomestici.

Scenario 1: Senza gestione dell'energia

Costo totale annuo senza gestione dell'energia:

Per 4320kWh/anno: 4320kWh x 0,19 €/kWh = 820,80 €.

Per 6720kWh/anno: 6720kWh x 0,19 €/kWh = 1276,80 €.

Immagine – Grafici che confronta i costi annuali, senza e con la gestione dell'energia, per una famiglia con un consumo di 4320kWh/anno e 6720kWh/anno.

Scenario 2: con gestione dell'energia

Utilizzando il software EisBaer PV Manager per programmare la lavatrice e la lavastoviglie durante i periodi di elevata produzione solare e i periodi in cui i prezzi dell'energia sono inferiori del 20%, i risparmi e i costi sono i seguenti:

Risparmio al giorno: 0,19 €/kWh x 0,20 = 0,038 €/kWh.

Per 4320kWh/anno: 0,038 €/kWh x 4320kWh = 164,16 €.

Per 6720kWh/anno: 0,038 €/kWh x 6720kWh = 255,36 €.

Risparmio Totale con la Gestione dell'Energia:

Per 4320kWh/anno: 820,80 € (senza Energy Management) - 164,16 € (con Energy Management) = 656,64 €.

Per 6720kWh/anno: 1276,80 € (senza Energy Management) - 255,36 € (con Energy Management) = 1021,44 €.

Implementando la gestione dell'energia e ottimizzando l'uso degli elettrodomestici, una famiglia potrebbe potenzialmente risparmiare tra i 656,64 e i 1021,44 euro all'anno, a seconda del consumo energetico all'interno dell'intervallo indicato, con un prezzo dell'energia di 19 centesimi di euro per kWh. Ciò equivale a un risparmio annuale di circa l'80%.

Consclusione

Questo progetto dimostra che è possibile ottenere risparmi significativi utilizzando l'automazione KNX combinata con un software di gestione dell'energia come EisBaer Software PV Manager. Analizzando in modo intelligente le previsioni solari e i dati sui prezzi dell'energia, e tenendo conto delle preferenze e dei vincoli dell'utente, questo tipo di sistema garantisce che gli apparecchi vengano utilizzati in orari favorevoli sia dal punto di vista ambientale che economico. Non solo promuove l'indipendenza energetica e la sostenibilità, ma consente anche agli utenti di controllare in tempo reale e di conoscere i propri modelli di consumo energetico.

Rene Rieck è Global Product Manager di Alexander Maier GmbH, produttore del software di gestione e visualizzazione dell'energia EisBaer.

https://www.busbaer.de/en

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