Sala de Demostraciones y Laboratorio de Interoperabilidad de sistemas de Eficiencia Energética

Esta sala pretende ser un lugar de experimentación en el que el ahorro y la eficiencia energética sean una prioridad. En ella se exponen y evalúan de manera objetiva soluciones que contribuyan a la gestión eficiente de la energía y que controlen sistemas como climatización, la iluminación y electrodomésticos.

Por ese motivo, en esta sala se han instalado y establecido los siguientes equipamientos: 

1.Sala Demo

A continuación se describen brevemente algunos de los demostradores expuestos:

  • BatStreetLighting

Uno de los demostradores expuesto en la sala de demostraciones es el correspondiente al proyecto Living Lab Illumination (haga click aquí para obtener toda la información acerca del proyecto).

Tal como se explica en la sección de este proyecto, el objetivo del mismo es la mejora de las instalaciones de iluminación exterior del CEI de Montegancedo a partir de la implantación de un sistema de iluminación inteligente capaz de medir el nivel de luminosidad reflejada bajo la luminaria, detectar la presencia de viandantes y actuar de forma autónoma a través de algoritmos de regulación y encendido/apagado teniendo en cuenta la información previamente mencionada.

El demostrador de la sala se compone de una aplicación web que muestra las farolas situadas en el Campus de Montegancedo, así como su estado dependiendo de un código de colores (Verde = Activa. La farola funciona correctamente; Amarillo = Se ha perdido momentáneamente la conexión con la farola; Rojo = Existe algún problema en la conexión de la farola con la red; Gris = Inactiva. Estado inicial, la farola no se ha conectado a la red por primera vez).

figura_2.png

Figura 2. Aplicación BatStreetLighting

Además una vez seleccionada una de las farolas se despliega un cuadro de diálogo en el que se muestra el identificador de la farola y el nivel de luminosidad entre otras propiedades. En ese mismo cuadro es también posible modificar el nivel de luminosidad de la farola seleccionada.

figura_3.png

Figura 3. Modificación del nivel de luminosidad en la aplicación BatStreetLighting

  • BatHome

Este demostrador se obtiene al combinar los proyectos BatNet y BatMP (haga click aquí para obtener toda la información acerca de este proyecto). Está compuesto por un kit de dispositivos y una aplicación que permite monitorizar, visualizar y controlarlos remotamente.

El sistema BatHome está formado por un dispositivo BatLink, un dispositivo BatMeter con hasta 6 transformadores de corriente (SCTs) y dos dispositivos BatPlug, como puede observarse en la figura siguiente.

figura_4.png

Figura 4. Kit BatHome

Una descripción más detallada de estos elementos puede encontrarse en la sección Laboratorio Internet de las Cosas.

Además de estos dispositivos, este demostrador cuenta con una aplicación web en la que el usuario, después de configurar los diversos electrodomésticos y aparatos electrónicos de su hogar, podrá conocer el consumo energético de estos, así como actuar sobre ciertos dispositivos como es el caso del BatPlug.

figura_5.jpg

Figura 5. Aplicación BatHome

 

  • GreenLabs

Este demostrador se basa en un proyecto con el mismo nombre cuyo objetivo es el de reducir el consumo eléctrico de los laboratorios e invernaderos del Centro de Biotecnología y Genómica de Plantas (CBGP) de la UPM que se encuentra en el Campus de Montegancedo (Haga click aquí para obtener toda la información acerca de este proyecto).

Con este fin, se desarrolló una aplicación web diseñada exclusivamente para monitorizar y controlar los datos obtenidos a partir de los 70 dispositivos BatMeters, los cuales proporcionan medidas de consumo tales como la potencia real o aparente y el voltaje entre otros, y los 8 dispositivos BatSense, que proporcionan medidas de temperatura y humedad relativa entre otros, instalados junto con 25 luminarias LED.

figura_6.jpg

Figura 6. Instalación de BatMeters en el CBPG

 

Como se ha explicado anteriormente, la aplicación GreenLabs permite informar al usuario final del consumo total de la sala así como del nivel de luminosidad de cada una de las diferentes lámparas. Además, a través de esta interfaz web es posible modificar el valor del nivel de luminosidad de una lámpara cambiando el valor de su dimming.

figura_7.jpgfigura_7.1.jpg

Figura 7.- Aplicación de monitorización de Green Labs

 

  • IAm (Inteligencia Ambiental)

Este sistema de iluminación basado en LEDS RGB (Rojo, Verde y Azul),  en lugar de LEDs blancos, permite la creación de escenas que utilizan distintas tonalidades en la luz en función de la actividad o las preferencias del usuario. Este demostrador permite la configuración de la intensidad y las características de la iluminación, aportando de esta forma, confort a los usuarios con un consumo óptimo de energía puesto que las lámparas basadas en LEDs suponen un importante ahorro energético frente a las lámparas de incandescencia. (Haga click aquí para obtener toda la información acerca de este proyecto).

figura_8.png

Figura 8. Sistema de iluminación LED RGB

  • Bat-LED

Este demostrador se compone de una serie de luminarias LED con capacidad de control remoto proporcionada por el protocolo de comunicación 6LoWPAN. El objetivo de este es el de generar luz ambiente facilitando el control del color de esta luz y la regulación de luminosidad de los LEDs.

figura_9.png

Figura 9. Luminaria Bat-LED

  • DENISE

Este demostrador obtiene su nombre del proyecto para el cual se realizó. (Haga click aquí para obtener toda la información acerca de este proyecto)Pretendía, por una parte, dar respuesta a la dificultad de las redes de distribución para dar soporte a la creciente demanda energética y, por otra, conseguir enlazar los servicios TIC (Tecnologías de la Información y las Comunicaciones) con aquellos servicios tradicionales del suministro eléctrico.

Se basa en una pasarela residencial que realiza servicios de Gestión Activa de la Demanda con el objetivo de aplanar la curva de la demanda eléctrica, tratando de eliminar los picos de consumo a través de una comunicación bidireccional entre el usuario final y la empresa suministradora.

figura_10.png

Figura 10. Demostrador DENISE

  • e- MEDICIÓN

El demostrador e-MEDICIÓN permite al usuario conocer su consumo de energía y recursos naturales en tiempo real además de proporcionar a las empresas distribuidoras un dispositivo de información único para todos los servicios. (Haga click aquí para obtener toda la información acerca de este proyecto)Este sistema avisa al usuario de consumos excesivos, utilizando como referencia consumos anteriores  y valores de alarma prefijados, además de aconsejar sobre cuáles son los consumos recomendados y generar nuevas alarmas.

figura_11.png

Figura 11. Demostrador e-MEDICIÓN

2.Laboratorio de Interoperabilidad de tecnologías domóticas

Con el fin de demostrar la interoperabilidad entre diferentes tecnologías domóticas existentes en el mercado y estableciendo siempre el ahorro y la eficiencia energética como prioridad, se lleva a cabo la instalación de las tecnologías de control más extendidas en la actualidad (LonWorks, KNX, DALI, BACnet y X10) en la sala de demostraciones existente en CeDInt generando así el laboratorio de interoperabilidad de tecnologías domóticas.

De esta forma, cualquier dispositivo compatible con estos protocolos de control puede ser evaluado y controlado en esta sala a partir de una aplicación web diseñada específicamente para ello o a través de una serie de interruptores instalados en la sala con este fin.

 

Figura 1. Interruptores y aplicación web utilizados para controlar las distintas tecnologías domóticas

 

El diseño de esta novedosa infraestructura se ha hecho bajo los principios de escalabilidad y flexibilidad, con el fin de poder actualizar y ampliar las instalaciones en cualquier momento.

A continuación se puede observar un pequeño esquema con las diferentes tecnologías instaladas así como su conexión con los diferentes elementos que son controlados a partir de ellas.

Figura 2. Esquema de las diferentes tecnologías y elementos controlados por ellas

Con la idea de monitorizar el consumo, se han instalado un total de 16 contadores de electricidad, agua y gas a lo largo de la sala. De entre todo ellos, 14 utilizan la tecnología Modbus para devolver sus valores mientras que los 2 restantes utilizan Zigbee.

Figura 3. Cuadro de contadores de la Sala de Demostración

 

Las instalaciones del Laboratorio de Interoperabilidad de Ingeniería Domótica están dotadas de los siguientes equipos y tecnologías:

  • Sistema de control de tecnología X-10 compuesto por:
    • Sensor de Gas.
    • Detector de movimiento RF.
    • Módulos de aparato ON/OFF acoplable directamente al enchufe.
    • Módulos de aparato empotrables.
    • Filtro acoplador para carril DIN.
    • Transmisor y receptor Universal.
    • Maxicontrolador X-10.

 

  • Sistema de control LONWORKS compuesto por:
    • Botonera de Control “eControls”.
    • Reguladores de tensión “eControls” 1-10V.
    • USB Network Interfaces Echelon: dos unidades USB-PLC, una unidad USB-Par Trenzado.
    • Sensor de Iluminación/Presencia/Temperatura.
    • Pasarela LON PLC-Par Trenzado.

 

  • Sistema de control de la tecnología KNX compuesto por:
    • Módulos de alimentación de la red (carril DIN).
    • Acopladores de línea (carril DIN).
    • Interfaz de comunicación RS-232 (conexión del ordenador con el sistema KNX).
    • Acoplador al bus de empotrar: permite conectar una unidad de aplicación con el bus.
    • Elementos sensores: temperatura, presencia y nivel de iluminación.
    • Elementos actuadores: lamas motorizadas, luminarias y electrodomésticos.
    • Sensor de entrada analógica para almacenar y procesar variables analógicas.
    • Sensor de entrada binaria para conectar pulsadores convencionales externos de 24 0 230V.
    • Actuador regulador de fluorescencia (0-10 V): Se usa para conmutar y regular luminarias provistas de balastos electrónicos con entrada de control 0-10V, que se corresponden con 0 y 100% de luminosidad.
    • Actuador interruptor 6A: se le conectan cargas eléctricas con contactos libres de potencial.
    • Actuador interruptor 16ª: se le conectan cargas eléctricas con contactos libres de potencial.
    • Router KNX-IP REG-K.
    • Pasarela KNX-DALI REG-K/1/16(64)/64.
    • Pasarela KNX-BACnet IntesisBox.
    • Estación meteorológica Suntracer KNX 230v AC.

 

  • Red Inalámbrica de Sensores Zigbee.

 

  • Analizador de redes IEEE 802.15.4.

 

  • Programa de desarrollo de sistemas de control de National Instruments compuesto por:
    • Adquisición de datos.
    • Control de Instrumentos.
    • PAC o automatización industrial.
    • Diseño de control.
    • LabVIEW.
    • Módulos controladores programables CompactRIO y Compact Fieldpoint con tarjetas de adquisición de datos.

 

  • Equipos de medidas:
    • Osciloscopio modelo DSO5034A de Agilent Technologies, 2 unidades.
    • Generador de funciones modelo 33220A de Agilent Technologies, 3 unidades.
    • Fuentes de Alimentación modelo E3630A de Agilent Technologies, 3 unidades.

 

  • Equipos de cuadro eléctrico e instalación domótica, armario y cableado.

 

 

  • Software Plataforma domótica OSGI: pasarela domótica para la integración de diversos protocolos domóticos en el laboratorio de usabilidad.

 

  • Plataforma integrada de monitorización de consumos energéticos en el hogar: desarrollado en el CeDInt para ORBIS TECNOLOGÍA ELÉCTRICA S.A. compuesta por los siguientes dispositivos:
    • Display LCD táctil.
    • Base de alimentación que permite el funcionamiento del dispositivo conectando ésta a la red eléctrica.
    • Contadores de agua, electricidad y gas.

 

  • Sistema domótico para la monitorización y control del consumo energético en viviendas desarrollado en CeDInt para ENDESA y HOMESYSTEMS compuesta por los siguientes dispositivos:
    • Kit de desarrollo ARM 9226 E-J con un display LCD táctil.
    • Multimedidor X-10.
    • Interface X-10.