Sistema de eficiencia energética escalable

Abstract

El uso racional y eficiente de la energía se ha tornado uno de los asuntos más importantes a considerar a nivel mundial. En particular, en Argentina, la energía es considerada como un área prioritaria de acuerdo con el Plan “Argentina Innovadora 2020”, del Ministerio de Ciencia, Tecnología e Innovación Productiva de la Nación. La demanda de energía ha aumentado considerablemente en los últimos años. De continuar al mismo ritmo de crecimiento, se estima que para el año 2030 habrá un 40% más de consumo que en el último año. En la actualidad, aproximadamente el 78% de la demanda final mundial de energía se satisface con sistemas energéticos basados en recursos fósiles no renovables, como el carbón, el gas natural y el petróleo, que si bien no se agotarán en el corto o mediano plazo se trata de recursos finitos. Poco más del 19% es cubierto con fuentes de energía renovable, mientras que el resto se satisface con energía nuclear. Los edificios residenciales, comerciales y públicos presentan un consumo energético estimado del 30% al 40% de la energía utilizada a nivel mundial. Además, dicho sector contribuye entre el 25% y el 35% de las emisiones de CO2 mundiales [Datos de la Agencia Internacional de Energía (IEA)]. Para la República Argentina, los edificios residenciales, comerciales y públicos, tienen una participación del 31% en el consumo total de energía, del 55% del consumo total de electricidad y del 50% del consumo total de gas por red. Los edificios constituyen por lo tanto un campo propicio para investigar, desarrollar e innovar en la aplicación de nuevas tecnologías con el fin de disminuir estos consumos y reducir las emisiones de CO2. Con el sustancial avance de la informática, la electrónica, la microelectrónica y la incorporación de elementos o sistemas basados en Nuevas Tecnologías de la Información y la Comunicación (NTIC), es posible hacer un mejor uso de la energía, a través de la incorporación de sistemas inmóticos, los cuales permiten gestionar de manera inteligente diferentes tipos de servicios en pos del objetivo deseado. Por ejemplo, a partir de sistemas de monitoreo de consumos es posible controlar el consumo energético de un edificio, lo cual posibilita establecer mecanismos con el propósito de obtener una mayor eficiencia y ahorro de energía. Por lo expuesto, se diseñó un sistema que reduce el consumo de energía en diferentes ambientes como oficinas, salas y pasillos; sin provocar cambios en los hábitos de las personas, tomando datos de un conjunto de sensores para luego procesarlos y con ello administrar el consumo de distintos tipos de dispositivos eléctricos [4]. Además, la propuesta tiene como premisas un sistema de bajo costo, replicable, modularizable, con acceso a actualizaciones de software y con capacidad de almacenar datos a largo plazo para su posterior análisis. El prototipo inicial se concentra en el control de la iluminación, dado que es la fuente de consumo común a cualquier ambiente. El proyecto se divide en 4 partes: - Desarrollo del firmware del sistema de control: Se programó en lenguaje de alto nivel sobre un microcontrolador de Microchip el control de los sensores y actuadores conectados a cada nodo. Además, se programó el nodo central en un microcontrolador ATmega con interfaz wifi al servidor - Interfaces de comunicación: Los sensores y actuadores se controlan mediante entradas y salidas digitales, salvo el sensor de iluminación, el cual se controla mediante una entrada analógica. Interfaz de comunicación serie virtual para testing local e interfaz wifi para la comunicación con el servidor - Configuración del servidor. - Implementación de base de datos.