Managementul energiei: modulul HEMS integrat în casa VIKI

În condițiile unui impact climatic din ce în ce mai dur al emisiilor generate de energia produsă din combustibili fosili, în viitorul apropiat fiecare casă va trebui să își gestioneze resursele și consumul de energie în mod inteligent. De la această premisă am pornit cu echipa VIKI în dezvoltarea modulului la care lucrăm în prezent, respectiv un algoritm pentru managementul producătorilor de energie și al consumatorilor, într-o casă smart.

Întrebarea la care dorim să răspundem este: cum facem ca energia să fie consumată într-un mod cât mai inteligent, la costuri cât mai reduse pentru utilizator?

Am vorbit deja într-un articol anterior despre creșterea eficienței energetice în locuințe, prin folosirea sistemelor de ventilare cu recuperare de căldură, care aduc economii semnificative la energia consumată de instalația termică și de aerul condiţionat. (Poți citi articolul aici.) Studiile de specialitate ne spun că aproximativ 64% până la 74% din energia rezidențială totală este consumată de sistemele de încălzire/răcire (HVAC).

Însă nu doar HVAC trebuie optimizat, ci toți consumatorii de energie din casă trebuie să fie incluși în planul de minimizare a costurilor, iar aici vorbim despre conceptul HEMS – Home Energy Management System, nelipsit din casele autosustenabile pe care le gândim pentru viitor.

Conceptul HEMS – Home Energy Management System include atât partea hardware, cât și partea software, acestea permițând utilizatorului să monitorizeze consumul de energie, dar și producția (acolo unde există), respectiv să controleze, manual sau automat, consumul de energie din locuință.

Pentru a dezvolta acest sistem, echipamentele casei vor fi împărțite în categorii, de exemplu în consumatori care pot fi întrerupți și care nu pot fi întrerupți, sau consumatori programabili în funcționare, respectiv neprogramabili.

O schemă a modului de conectare și control al echipamentelor dintr-un sistem HEMS a fost descrisă de Zhou, Bin & Li, în ”Smart home energy management systems: Concept, configurations, and scheduling strategies”:

Algoritmul la care lucrăm cu echipa VIKI urmărește optimizarea costurilor cu energia electrică prin programarea eficientă a echipamentelor a căror funcționare poate fi întreruptă și/sau întârziată fără a compromite nivelul de confort necesar/acceptat de utilizatori acestora. Ținem cont în dezvoltarea noastră de conceptul de Smart Grid, care implementează facilitatea de Demand Response (furnizorii pot solicita consumatorilor să-și reducă consumul de energie la o anumită limită și pe un anumit interval de timp), dar și de diversele scheme de tarifare pentru energie care sunt deja în vigoare în economiile dezvoltate ale lumii sau cele care sunt propuse pentru implementare în viitorul apropiat:

  • Prețul în timp real (Real-time pricing RTP), cunoscut și sub denumirea de preț dinamic, reprezintă o schemă de taxare utilizată de furnizorul de energie electrică în care taxa pe kWh variază în fiecare oră, în funcție de costurile de producție în timp real ale furnizorului.
  • Prețul în funcție de timpul de utilizare (Time-of-use pricing TOU) este o schemă de taxare care se aplică de obicei pe blocuri extinse de ore (de exemplu: la vârf = 6 ore pentru după-amiaza zilei de vara, în afara vârfului = toate celelalte ore din lunile de vară) unde prețul pentru fiecare perioadă este predeterminat și constant.
  • Cost la depășirea limitei (Inclining Block Rate) reprezintă o schemă de taxare prin care furnizorul de energie electrică percepe o rată mai mare pentru fiecare bloc incremental de consum de energie electrică.

    În analiza noastră am conștientizat problema și din punct de vedere al furnizorului de energie, sistemele de distribuție a energiei electrice urmărind micșorarea valorii PAR  (Peak-to-Average Ratio) – raportul vârf la medie reprezintă raportul dintre cea mai mare valoare a unei cantități și valoarea medie a acesteia. Reducerea acestuia are ca efect reducerea risipei de energie și creșterea stabilității rețelei.

    În aceste condiții devine tot mai dificilă sarcina gestionării consumului, chiar dacă vorbim de o rețea casnică cu mai puține echipamente.

    În sistemele Time-of-use pricing TOU se mai poate pune problema ca utilizatorii să gestioneze manual consumul de energie, dar utilizatorii nu acordă suficientă atenție acestui aspect, din lipsă de timp, cunoștințe sau pur și simplu atenție, în ceea ce privește Real-time pricing RTP și Inclining Block Rate respectiv PAR nu se mai poate pune problema ca utilizatorii să gestioneze manual consumul de energie, aceștia neputând să reacționeze în timp util.

    Astfel că se impun sisteme automate de gestiune a energiei electrice (Energy Management Systems EMS) capabile să reacționeze și să modifice tiparele de consum utilizând tehnici de optimizare și programare a consumului.

    Scopul dezvoltării modulului HEMS în VIKI este acela de a gestiona automat toate aceste scheme de consum ale energiei și echipamente din casă, astfel încât ele să funcționeze la momentul oportun, ținta fiind reducerea consumului de energie, în general și/sau la cerere, cu menținerea nivelului de confort la nivelul necesar/acceptat de utilizatori. De asemenea, include utilizarea eficientă a eventualelor surse de energie regenerabilă, respectiv a mediilor de stocare a energiei disponibile.

    Această etapă de dezvoltare a sistemului VIKI este realizată în parteneriat cu Universitatea Tehnică din Cluj-Napoca (UTCN), în cadrul proiectului „Managementul energiei electrice într-o rețea cu surse regenerabile”, propus de UTCN și susținut de Fondul European de Dezvoltare Regională. Proiectul MICROINV cuprinde cercetări în dezvoltarea de algoritmi de management al energiei pentru eficientizarea sistemului, respectiv maximizarea consumului de energie din surse regenerabile.

    Proiectul este cofinanţat din Fondul European de Dezvoltare Regională prin Programul Operaţional Competitivitate 2014-2020.

    Citește aici un articol despre monitorizarea energiei electrice cu VIKI

    Vezi aici cum economisește casa VIKI energie

Pleci în vacanță fără griji, când VIKI are grijă de casă

Vacanța de iarnă este tot mai aproape și, chiar dacă anul acesta nu ne vom îndepărta prea mult de casă, tot vom dori să o știm protejată, atât cât lipsim.

O casă ‘dotată’ cu VIKI nu necesită o atenție suplimentară din partea proprietarilor nici atunci când aceștia pleacă în vacanță. Este suficient să activăm scenariul ”Plecați” (dacă e vorba despre o zi) sau “Mini-Vacanță” ori ”Vacanță”, pentru un timp mai îndelungat în care vom lipsi. Casa va rămâne în siguranță, pregătită pentru întoarcerea noastră. Continue reading “Pleci în vacanță fără griji, când VIKI are grijă de casă” »

Aer curat și confort termic în casa VIKI

VIKI integrează cele mai moderne echipamente și tehnologii, pentru a asigura confortul locuitorilor din casa pe care o supraveghează și o îngrijește. Confortul termic este unul dintre cele mai importante aspecte, astfel că echipa VIKI îi acordă o atenție deosebită.

Însă atunci când vorbim despre confort termic trebuie să ne gândim și la calitatea aerului. Cu toții ne dorim să respirăm aer curat, mai ales acasă, unde se află familia – și mai ales în aceste timpuri, când ne petrecem majoritatea timpului înăuntru. Continue reading “Aer curat și confort termic în casa VIKI” »

Ce înseamnă umbrirea inteligentă și cum îți protejează casa?

”Acasă” înseamnă pentru fiecare siguranță, confort, liniște, căldură, ambianța perfectă pentru noi și cei dragi, locul unde ne relaxăm și unde ne simțim protejați. Iar inteligența VIKI poate contribui la asigurarea și menținerea sentimentului de ”acasă”, știind exact care sunt nevoile casei și ale membrilor familiei.

Una dintre cele mai utile facilități oferite de casa VIKI este umbrirea inteligentă. Și nu este vorba numai despre închiderea jaluzelelor/rulourilor exterioare atunci când este caniculă, cum pare la prima vedere. Umbrirea inteligentă poate realiza și protecția la vânt, protecția termică a casei sau protejarea împotriva radiației ultraviolete, inclusiv protecția antiefracție. Continue reading “Ce înseamnă umbrirea inteligentă și cum îți protejează casa?” »

VIKI, grădinar priceput! Cum are grijă casa de plante, în lipsa ta?

Plantele de orice fel ne înviorează mediul, înfrumusețează orice spațiu și îi dau viață. Fie că sunt verzi ori cu flori colorate, plantele din balcon și din casă ne aduc natura mai aproape, chiar dacă locuim în mari aglomerări urbane. Iar calitatea aerului este mult îmbunătățită în orice spațiu închis unde există plante.
Un balcon, oricât de mic, poate fi colțul de liniște și de relaxare, atunci când ne întoarcem acasă. Iar în ultimele luni, când am fost nevoiți să petrecem și mai mult timp în interior, cu toții am simțit importanța unui astfel de ”colț verde”. Iar grădinăritul, chiar dacă înseamnă doar udatul florilor, câteva minute, ne relaxează și ne eliberează de grijile de peste zi.

Acum, însă, ne reîntoarcem la viața noastră agitată, ne gândim la concediul de vară și mai puțin la colțul nostru verde de acasă, care s-ar putea deteriora din această cauză. Ce facem dacă nu avem timp, seara, să udăm toate florile, după o zi caniculară? Sau cum procedăm dacă trebuie să plecăm în concediu și nu avem prieteni de încredere, care să vină măcar periodic și să ne ude plantele? Continue reading “VIKI, grădinar priceput! Cum are grijă casa de plante, în lipsa ta?” »

Cum știe o inteligență artificială dacă iei cina sau faci duș?

În ultimii 8 ani, împreună cu o echipă extraordinară, am dezvoltat și implementat o tehnologie prin care ambientul din casele noastre se adaptează nevoilor familiei prin controlul automat al facilităților ambientale, utilizând algoritmi de inteligență artificială. În casele în care implementăm acest concept, luminile, sistemul de climatizare, umbrire sau ventilație, dispozitivele multimedia și aproape orice echipament care este alimentat cu energie electrică are un comportament ‘sincronizat’ cu așteptările utilizatorului. Simplificând foarte mult ideea, casa intuiește nevoile utilizatorului, fără ca acesta să fie nevoit să interacționeze în mod continuu și explicit cu casa, prin butoane, telecomenzi, telefoane inteligente sau voce. Dar cum se întâmplă lucrurile? Care sunt mecanismele ce duc la acest mod de ‘funcționare’ a casei?

Tehnologia caselor inteligente a evoluat foarte mult în ultimii ani, iar IoT (Internet of Things) și Inteligența Artificială (AI) au devenind o realitate a lumii în care trăim. Din zecile de discuții pe care le-am avut cu specialiști și potențiali beneficiari ai unei asemenea utilizări a AI-ului, a apărut deseori întrebarea dacă societatea este pregătită pentru a-și lăsa viața în mâinile unei inteligențe artificiale. Iar răspunsul a fost: Depinde de inteligență! Continue reading “Cum știe o inteligență artificială dacă iei cina sau faci duș?” »

De vorbă cu VIKI

În afara algoritmului de decizie bazat pe Inteligență Artificială, VIKI oferă utilizatorului posibilitatea de ajustare a funcționării casei prin comenzi vocale Hands-Free, în limba engleză, utilizând gama de echipamente Amazon Echo.

Fie că vorbim de Lumini, Climă sau Multimedia, ori aplicarea scenariilor de Somn sau Bună Dimineața, VIKI ințelege simple comenzi vocale care odată rostite, determină camera sau întreaga casă să-și modifice comportamentul după dorința utilizatorului.

Controlul inteligent al luminilor aduce casei tale eleganță, confort dar și eficiență energetică. Posibilitatea de a adresa comenzi vocale de control al luminilor contribuie la sporirea gradului de confort al utilizatorului VIKI. Continue reading “De vorbă cu VIKI” »

Monitorizarea energiei electrice cu VIKI

În ultimul timp, se pune foarte mult accent pe performanța energetică a caselor, știut fiind faptul că până în martie 2020, România trebuie să transpună în legislația națională Directiva 2018/844/UE privind performanța energetică a clădirilor. Aceasta va impune constructorilor și proprietarilor de clădiri reguli importante, precum obligația de a instala echipamente pentru alimentarea vehiculelor electrice și sisteme de automatizare și control al consumului de energie.

Măsurile de eficiență energetică pot reduce cu până la 40% consumul de energie al unei clădiri. Energia termică pentru încălzire și apă caldă reprezintă aproximativ 70% din consumul unui imobil rezidențial. Prin izolarea termică corespunzătoare și prin implementarea unor soluții eficiente de încălzire sau de monitorizare a energiei, consumul de energie poate fi redus la jumătate. Continue reading “Monitorizarea energiei electrice cu VIKI” »

Tehnologii de identificare a utilizatorului în VIKI

Casa viitorului este casa în care tehnologia se îmbină armonios cu stilul tău de viață, asigurând un echilibru perfect între confort și relaxare. Destinată întregii familii, tehnologia VIKI este mai mult decât home automation. Sistemul nostru se adaptează automat la schimbările din mediul în care este instalat, fără a avea nevoie de o reconfigurare manuală a setărilor la fiecare schimbare din preferințele familiei.

În aceste procese de învățare și reproducere a comportamentului utilizatorilor în funcție de contextul ambiental, este critică cerința detectării prezenței acestora în respectiva locație și identificarea automată a fiecărui individ ce se află în spațiul respectiv. Continue reading “Tehnologii de identificare a utilizatorului în VIKI” »

Controlul echipamentelor de încălzire/răcire în aplicația VIKI

aer-conditionat-viki

Dorim să oferim utilizatorilor o experiență pozitivă atunci când intră în contact cu aplicația VIKI iar ușurința în utilizare, elementele intuitive și eficiența acesteia sunt motivele pentru care echipa VIKI este într-un proces de continuă dezvoltare și îmbunătățire a acesteia.

Astfel că, modul Climă din cadrul aplicației client VIKI are câteva modificări noi, realizate cu scopul de a facilita urmărirea echipamentelor de încălzire/răcire care se regăsesc în casa inteligentă VIKI.

Centrala, caloriferele, aparatul de aer condiționat, pompele de amestec și circuitele pentru încălzirea în pardoseală sunt elemente active ale sistemului de climatizare din casa ta. Pentru a putea vizualiza mai ușor cum „lucrează” acestea, am creat, activat și animat simboluri grafice aferente acestora, astfel încât cu o singură privire să poți vizualiza modul de funcționare al climatizării.
Continue reading “Controlul echipamentelor de încălzire/răcire în aplicația VIKI” »