I3E

De manera resumida, se diferencia entre los objetivos generales y los objetivos específicos del proyecto:

1   Objetivos generales.

El objetivo general del proyecto es la adquisición de conocimiento para crear a medio plazo una plataforma web que ofrezca un servicio de visualización en tiempo real de consumos energéticos que ocurren en un conjunto de edificios (por ejemplo, las sucursales de un determinado banco, los concesionarios de una determinada marca de automóviles, las facultades de un Campus Universitario, el conjunto de viviendas de una urbanización, etc.).

 Esta plataforma permitirá realizar un análisis de los consumos en los edificios conectados y ofrecerá servicios de valor añadido como:

• Información sobre el consumo de cada edificio en tiempo real, con notificación de alarmas por comportamientos anómalos. Visualización de los consumos en unidades naturales (kw, para el consumo eléctrico), en euros y en toneladas equivalentes de CO2 emitidas a la atmósfera.
• Cálculo del consumo previsto en el mes en curso en función del histórico de consumo hasta el momento. Establecimiento de objetivos de ahorro y evaluación de la probabilidad de lograr esos objetivos en función del historial de consumo realizado.
• Información a los usuarios de posibles sistemas de ahorro en función del tipo de consumo (por ejemplo, sugerencia de cambios de contrato a facturación por tramos horarios, etc.).Comparativa de los consumos realizados en los distintos edificios y de los ahorros conseguidos. 

2   Objetivos específicos

Para lograr el objetivo anterior, se establecen los siguientes objetivos específicos:

Estudio de los mecanismos de gestión automática de la demanda energética de un edificio.

Se trata de estudiar y diseñar las herramientas necesarias para automatizar el control de los sistemas de climatización, iluminación y control de elementos pasivos del edificio (lamas, persianas, toldos…). Este sistema para la gestión inteligente de la energía trabajará combinando los datos obtenidos de una red de sensores de temperatura, iluminación y humedad (colocados tanto en el interior como en el exterior del edificio), los datos de confort necesarios para el bienestar de los ocupantes de edificio (niveles de iluminación, temperatura y calidad del aire) y las costumbres de los ocupantes (ocupación real de las estancias del edificio). El sistema actuará automáticamente sobre el encendido/apagado de sistemas eléctricos/electrónicos con el objetivo de minimizar el consumo energético del edificio, sin pérdida de las condiciones de confort.

Estudio de las redes de sensores y actuadores inalámbricas (que utilicen tecnología Zigbee) necesarias para este tipo de sistemas.

Se pretende definir la red óptima para la aplicación propuesta (tipos de nodos de la red, alcances óptimos, topología de la red, frecuencia de muestreo de los sensores, formatos de información, etc.). Además se estudiarán los dispositivos disponibles comercialmente que podrían utilizarse para la implementación de la red. Si se detectaran carencias tecnológicas en el mercado, se resolverían mediante el diseño de los dispositivos necesarios.

Estudio de los posibles interfaces de  usuario para la aplicación web de visualización y comparación de consumos.

La futura aplicación, además de un interfaz amigable, necesita mostrar la información de manera clara y sencilla. Se deben estudiar los términos para establecer las comparaciones entre los consumos de los distintos edificios. Es decir, además de los datos absolutos, la aplicación debe permitir correlar los consumos con las características particulares de cada edificio (localización exacta, orientación, elementos pasivos existentes). De este modo el sistema podrá ofrecer recomendaciones a los usuarios para conseguir mejorar la eficiencia energética de sus edificios.

Diseño y desarrollo de una pasarela de comunicaciones.

Esta pasarela servirá para dar acceso a las medidas recogidas por la red inalámbrica de sensores, y permitirá recoger medidas desde los sensores instalados en el edificio y enviar órdenes a los elementos bajo control. La pasarela tendrá las siguientes características:

• Integración de varios protocolos de comunicaciones habituales en el ámbito domótico.
• Soporte de comunicaciones inalámbricas. Acceso a una red inalámbrica de sensores Zigbee.
• Desvinculación entre los clientes de la pasarela y los elementos instalados en campo. Se pretende que los clientes de la pasarela sean agnósticos respecto a los protocolos usados para comunicar con los elementos controlables del edificio.
• Definición de un modelo abstracto de dispositivos que unifique su gestión.
• Definición de un modelo semántico del edificio que pueda utilizarse para:
• Configuración de la propia pasarela
• Definición de reglas de control de la pasarela
• Implementación de una capa de servicios REST mediante la que se ofrece a aplicaciones externas acceso a los dispositivos definidos en la pasarela.
• Empleo del framework de modularidad para Java OSGi.
• Ejecución de Java en entornos con recursos limitados.

De este modo, se posibilita la monitorización y el control de consumo energético para edificios. La pasarela de comunicaciones accede, usando distintos protocolos, a las diferentes subredes de medición y actuación. Luego unifica el acceso a los datos recogidos y los ofrece vía TCP/IP.

Características Principales del sistema

Como se ha comentado anteriormente el presente proyecto es de investigación industrial, es decir, tiene como objetivo la adquisición de nuevo conocimiento y técnicas que puedan resultar de utilidad para la creación en una fase posterior de nuevos productos y servicios.

El Servicio de Telegestión de la Demanda Energética bajo estudio en este proyecto sería un servicio completo, de arquitectura distribuida y escalable que facilita el funcionamiento autónomo de los dispositivos desplegados en el edificio y su control, monitorización y gestión remota centralizada. El Servicio tendría las siguientes características:

• Multi-site. Se atienden las necesidades del conjunto de edificios del cliente
• En dispersión geográfica. Se cubre toda la geografía española, en función de la ubicación concreta de cada edificio
• Centralizada. Todas las alarmas técnicas, además de notificarse en modo local en cada uno de los edificios,  se recogen de manera centralizada en un único Centro de Control común para el conjunto de edificios conectados al servicio. Esto permite ofrecer servicios de gestión de incidencias y de comparativa de prestaciones de edificios que de otro modo sería imposible implementar.

Para la monitorización de consumos y de estado de los dispositivos se propone utilizar en cada edificio una red de sensores y actuadores tipo ZigBee con todos los dispositivos de gestión conectados a ella.

En la siguiente figura se muestra el esquema principal del Sistema de Telegestión:

Esquema del Sistema de Telegestión

En este esquema se diferencian dos componentes principales, conectados a Internet: Plataforma Local de control y Centro de Control del Servicio.

Rol de CeDInt en el proyecto

El papel principal del CeDInt en el proyecto ha sido el desarrollo de la plataforma web de gestión y la implementación y validación de un demostrador en el edificio CeDInt.