Un equip d’investigació de la Universitat d’Almeria ha dissenyat un programa automàtic que prediu la temperatura adequada per als usuaris d’un edifici i s’adapta a la seva activitat en una estada concreta. El prototip funciona amb un model matemàtic que ajusta la calor en funció de variables com el clima exterior per obtenir un estalvi energètic de l’11% i la comoditat tèrmica i lumínica d’l’usuari. A més, el sistema aprofita les instal·lacions d’energies renovables de manera autònoma per a realitzar un consum més eficient, reduir la producció de CO2 i estalviar costos.
Aquest sistema analitza dies patró en diferents èpoques de l’any i, en funció de criteris com les condicions climàtiques de l’exterior i l’activitat que es realitza en una sala determinada, el programa decideix quina temperatura i il·luminació s’adapta millor a cada estada particular. “Normalment, ajustar-se a les necessitats tèrmiques i lumíniques de cada usuari en cada moment implica més despesa energètica perquè aquest manipula els sistemes de climatització constantment per ajustar-lo al seu gust, que és un concepte subjectiu de cada persona. L’objectiu d’aquesta tecnologia és equilibrar el benestar amb la despesa “, explica a la Fundació Descobreix l’investigador de la Universitat d’Almeria Francisco Rodríguez.
Els resultats, obtinguts durant un any complet de funcionament d’aquest sistema estan recollits en l’estudi titulat ‘Multiobjective control architecture to estimate optimal set points for user comfort and energy saving in buildings ‘, publicat ISA Transactions. Els investigadors expliquen que, en funció de les condicions climàtiques externes, a el tipus de treball que es realitza en cada estada de l’edifici, a les fonts d’energia de les que es disposi (renovables i tradicionals) i a el cost de cadascuna, el sistema determina de manera autònoma ma un conjunt de solucions que permetin als usuaris d’un edifici treballar assegurant el seu confort tèrmic i una il·luminació apropiada, així com un baix consum energètic.
Posteriorment, el sistema aplica models matemàtics per predir les condicions climàtiques tant a l’exterior com a l’interior de les diferents estances, així com l’energia que produeixen les instal·lacions auxiliars d’energies renovables d’l’edifici. D’aquesta manera, el programa decideix quina solució s’adapta millor a cada estada particular. Els investigadors comenten que és possible incloure nous criteris perquè el sistema analitzi més formes de millorar la comoditat tèrmica i lumínica d’l’usuari. “No és el mateix l’activitat que es realitza en un laboratori que en una oficina o un gimnàs. Cadascuna requereix un ajust diferent de la temperatura per al benestar de la persona que realitza l’activitat. El dispositiu proporciona de manera autònoma”, comenta Francisco Rodríguez.
Prototip testat
Per al desenvolupament d’aquest programa, en primer lloc, el grup d’Automàtica, Robòtica i Mecatrònica analitza les necessitats de cada usuari i les relaciona amb el consum energètic de l’edifici durant un període de temps establert. d’aquesta manera, defineixen les mancances i estudien el rendiment dels sistemes de calefacció, ventilació i aire condicionat existents.
a
Esquema de l’funcionament de sistema.
a En general, el sistema funciona amb edificis que consumeixen energia elèctrica, però, aquest ‘tria’ la seva font energètica si la construcció disposa d’ instal·lacions auxiliars per estalviar despeses i basant-se les necessitats de la mateixa. Per exemple, si es disposa d’un camp fotovoltaic, amb emmagatzematge, el sistema estima si és més econòmic consumir aquest tipus d’energia quan es genera o adquirir-la de la xarxa elèctrica. D’aquesta manera, estalvia costos si preveu un consum alt d’energia durant diverses hores quan el preu de la xarxa és més elevat.
Els investigadors han provat aquest sistema a l’edifici CIESOL de el Centre de Recerca d’Energia Solar (UAL-CIEMAT), que posseeix espais com oficines, laboratoris, naus industrials i sales de juntes, durant els mesos de març a juliol.Expliquen que si aquest es volgués implantar en una altra construcció necessitarien recopilar prèviament, al menys, un any de dades per adaptar els paràmetres que utilitza el sistema per predir la temperatura i il·luminació adequats en un entorn nou. L’investigador Francisco Rodríguez comenta: “El prototip d’aquest dispositiu continua funcionant en aquest primer edifici en el qual es va instal·lar. Considerem que està a punt per adaptar-lo a qualsevol altre”.
a
Edifici CIESOL de el Centre de recerca d’Energia Solar (UAL-CIEMAT).
Aquesta investigació ha estat finançada pel projecte Chromae (DPI2017-85007-R ), el Pla Estatal d’Investigació Científica i Tècnica i d’Innovació 2017 de el Ministeri de Ciència i Innovació, el fons Europeu de Desenvolupament Regional (EU-ERDF) i fons propis de la Universitat d’Almeria.
Referències
M. Martell; F. Rodríguez; el Sr. Castella; el Sr. Berenguel. (2020) ‘Multiobjective control architecture to estimate optimal set points for user comfort and energy saving in buildings’. ISA Transactions 99, 454- 464
És una institució privada sense ànim de lucre impulsada per la Conselleria de Coneixement, Recerca i Universitat de la Junta d’Andalusia. Creada el 2010 sota un marc legal determinat, el nostre patronat està format per 22 institucions de avalat prestigi en recerca i divulgació de la regió: universitats, centres d’investigació i divulgació, associacions, etc.