Cost effective technology applied to domotics and smart home energy management systems

Abstract

In this document is presented the state of art for domotics cost effective technologies available on market nowadays, and how to apply them in Smart Home Energy Management Systems (SHEMS) allowing peaks shaving, renewable management and home appliance controls, always in cost effective context in order to be massively applied. Additionally, beyond of SHEMS context, it will be also analysed how to apply this technology in order to increase homes energy efficiency and monitoring of home appliances. Energy management is one of the milestones for distributed renewable energy spread; since renewable energy sources are not time-schedulable, are required control systems capable of the management for exchanging energy between conventional sources (power grid), renewable sources and energy storage sources. With the proposed approach, there is a first block dedicated to show an overview of Smart Home Energy Management Systems (SMHEMS) classical architecture and functional modules of SHEMS; next step is to analyse principles which has allowed some devices to become a cost-effective technology. Once the technology has been analysed, it will be reviewed some specific resources (hardware and software) available on marked for allowing low cost SHEMS. Knowing the “tools” available; it will be shown how to adapt classical SHEMS to cost effective technology. Such way, this document will show some specific applications of SHEMS. Firstly, in a general point of view, comparing the proposed low-cost technology with one of the main existing commercial proposals; and secondly, developing the solution for a specific real case.

En este documento se aborda el estado actual de la domótica de bajo coste disponible en el mercado actualmente y cómo aplicarlo en los sistemas inteligentes de gestión energética en la vivienda (SHEMS) permitiendo el recorte de las puntas de demanda, gestión de energías renovables y control de electrodomésticos, siempre en el contexto del bajo coste, con el objetivo de lograr la máxima difusión de los SHEMS. Adicionalmente, más allá del contexto de la tecnología SHEMS, se analizará cómo aplicar esta tecnología para aumentar la eficiencia energética de los hogares y para la supervisión de los electrodomésticos. La gestión energética es uno de los factores principales para lograr la difusión de las energías renovables distribuidas; debido a que las fuentes de energía renovable no pueden ser planificadas, se requieren sistemas de control capaces de gestionar el intercambio de energía entre las fuentes convencionales (red eléctrica de distribución), energías renovables y dispositivos de almacenamiento energético. Bajo esta perspectiva, este documento presenta un primer bloque en el que se exponen las bases de la arquitectura y módulos funcionales de los sistemas inteligentes de gestión energética en la vivienda (SHEMS); el siguiente paso será analizar los principios que han permitido a ciertos dispositivos convertirse en dispositivos de bajo coste. Una vez analizada la tecnología, nos centraremos en los recursos (hardware y software) existentes que permitirán la realización de un SHEMS a bajo coste. Conocidas las “herramientas” a nuestra disposición, se mostrará como adaptar un esquema SHEMS clásico a la tecnología de bajo coste. Primeramente, comparando de modo genérico la tecnología de bajo coste con una de las principales propuestas comerciales de SHEMS, para seguidamente desarrollar la solución de bajo coste a un caso específico real.