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La mayor parte de la financiación pública para la eficiencia energética en la UE se propone en el sector de la construcción. Los fondos federales para la eficiencia energética en edificios residenciales sumaron 97 millones de euros en 2019. Un sistema doméstico inteligente es una posibilidad de mejorar la eficiencia energética residencial.
Energía asequible y limpia
Ciudades y comunidades sostenibles
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Descripción
Una pasarela inteligente, como parte esencial del sistema, conecta la casa inteligente con el mundo exterior. Esto permite el control móvil de los dispositivos de la casa desde lugares remotos, a menudo mediante smartphones y microcontroladores. Se pueden utilizar sistemas y servicios externos para regular mejor el uso de la energía. Además, el sistema puede conectarse a la red inteligente, así como a la infraestructura de carga eléctrica, para permitir una mejor eficiencia energética y planes de facturación, por ejemplo, según el consumo de energía en horas punta o el contenido de energía renovable(Comisión Europea, 2019).
Problemas por resolver
Ineficiencia
Inseguridad
Falta de confort
Dependencia de las personas mayores
Elevados costes energéticos
La ineficiencia energética es un problema enorme en los edificios residenciales. En Europa, el 26% del consumo total de energía final se consume en viviendas particulares. Los sistemas domésticos inteligentes pueden reducir las pérdidas de energía y aumentar la seguridad y el confort general de los ocupantes, mejorando específicamente la independencia de las personas mayores. Existen varias soluciones en el contexto de los Sistemas Domésticos Inteligentes para resolver estos problemas(Eurostat, 2018).
Algunos resultados comercializables que ofrecen los Sistemas Domésticos Inteligentes son:
Servicios basados en suscripciones que pueden generar un flujo constante de ingresos
Grandes grupos objetivo: Pueden venderse a hospitales y residencias de ancianos y discapacitados, pero también a quienes deseen aumentar su comodidad en un entorno doméstico inteligente.
Las pasarelas pueden anonimizar y proporcionar datos a plataformas de datos, para aplicar análisis eficaces y mejoras a largo plazo, así como diseño de productos. Los datos pueden cobrarse, y los servicios analíticos y sus resultados también pueden considerarse resultados comercializables.
Beneficios
Los beneficios muestran de forma tangible cómo la aplicación de una Solución puede mejorar la ciudad o el lugar.
El objetivo principal del Sistema Doméstico Inteligente es reducir la demanda doméstica de energía. Además, la solución consigue los beneficios que se enumeran a continuación. Mientras que es probable que algunos beneficios se cumplan con una implementación básica de la solución, el cumplimiento de los beneficios potenciales depende de las funciones implementadas en un proyecto específico.
Principales beneficios
Reducir las emisiones de GEI
Mejora la estabilidad de la red
Mejora de la eficiencia en el uso de la energía
Reducción de la demanda energética máxima
Reducción del consumo de energía en los edificios
Reducción de la factura energética
Mejora de la recogida de datos
Beneficios potenciales
Aumento de la cuota de las energías renovables
Mejorar la calidad de vida
Funciones
Las funciones te ayudan a entender lo que los productos pueden hacer por ti y cuáles te ayudarán a conseguir tus objetivos.
Cada solución tiene al menos una función obligatoria, que es necesaria para lograr el propósito básico de la solución, y varias funciones adicionales, que son características que pueden añadirse para proporcionar beneficios adicionales.
Funciones obligatorias
Supervisión actuación en casa
muestra información relacionada con la energía
Gestión de demanda energética
el cliente puede gestionar la calefacción, la refrigeración, etc.
Activando respuesta activa y pasiva a la demanda
equilibrio de sistemas
Funciones potenciales
Gestión de generación de energía
gestión de la energía autoproducida
Controlando aparatos a distancia
por ejemplo, calefacción, refrigeración
Gestión de almacenamiento de energía
regula la entrada y la salida
Activando la comodidad de las personas mayores y discapacitadas
proporciona seguridad y facilita el uso de los dispositivos
Productos que ofrecen estas funciones
Hogar inteligente y electrodomésticos conectados
Una solución de sistema doméstico inteligente interoperable que conecta todos los dispositivos IoT relacionados con el hogar y los electrodomésticos fabricados por Bosch o por socios externos.
Aplicación de gestión de la energía centrada en el ser humano
Las aplicaciones de gestión de la energía centradas en el ser humano aprovechan el análisis de la energía en tiempo real y los indicadores clave de rendimiento pertinentes para proporcionar refuerzos multimodales e información valiosa a los usuarios finales.
Una variante es generalmente algo que es ligeramente diferente de otras cosas similares. En el contexto de las Soluciones, las variantes son diferentes opciones o posiblemente subcampos/ramas mediante los cuales puede aplicarse la Solución, por ejemplo, diferentes opciones tecnológicas.
Descripción
La tecnología con mayor presencia y más promocionada en los hogares inteligentes es el contador inteligente. Un contador inteligente es un dispositivo que registra la cantidad de energía y/o gas consumida en un periodo determinado. Esta información se envía al proveedor de servicios para facturar al cliente con exactitud, y también la utiliza el cliente para regular su consumo de energía/gas. La principal ventaja de un contador inteligente con una pantalla integrada de fácil lectura es que los consumidores pueden decidir reducir su nivel de consumo, especialmente durante las horas punta.
Un detector de movimiento es un dispositivo eléctrico que utiliza un sensor para detectar el movimiento cercano. Suelen utilizarse como componentes de seguridad, control automatizado de la iluminación, control doméstico y eficiencia energética.
Descripción
Este sistema puede, por ejemplo, detectar la temperatura ambiente y responder poniendo en marcha un ventilador o un calefactor o abriendo una ventana. Además, existen sistemas que controlan la temperatura en función de la estructura diaria del usuario.
Descripción
Los sistemas de alarma son dispositivos que señalan la ocurrencia de sucesos indeseables. En los hogares, se utilizan sobre todo para evitar robos o para alarmar a los vecinos y a la policía.
Modelo de valor
Evaluación coste-beneficio de la Solución.
Como muestra el gráfico, la mayoría de los usuarios perciben que la finalidad principal de los Sistemas Domésticos Inteligentes es controlar la energía, la calefacción y los electrodomésticos. En relación con estos propósitos, los beneficios potenciales se perciben en el ahorro de energía, tiempo y dinero, así como en la mejora del confort al tiempo que se reduce el esfuerzo.
¿A qué factores de apoyo y características de una ciudad se adapta esta Solución? ¿Qué factores facilitarían la implantación?
A partir de 2019, las ciudades consumirán más de dos tercios de la energía mundial producida. Los edificios representan el 40% de esta demanda (AIE, 2020). La demanda abarca múltiples actividades que consumen energía, como la calefacción y el agua, la refrigeración, la ventilación, la cocina y el uso de electrodomésticos. Para alcanzar los ambiciosos objetivos establecidos en el Acuerdo de París, es crucial reducir el consumo de energía en los edificios.
Las casas inteligentes y los sistemas de gestión de la energía son tecnologías clave para la implantación de tecnologías sostenibles y la transición de los edificios hacia un estado ecológico. El término "hogares inteligentes" describe los edificios (en su mayoría residenciales) que utilizan tecnologías digitales/Internet de las Cosas para ofrecer servicios adicionales como la supervisión de sistemas, el control de aparatos y la optimización del funcionamiento de los aparatos (por ejemplo, maximizando el uso de la generación fotovoltaica in situ). Mientras que los hogares inteligentes describen las funcionalidades a nivel de un único edificio residencial, los Sistemas de Gestión Energética (SGE) llevan a cabo la gestión operativa de sistemas energéticos más grandes que suelen incorporar un edificio polivalente o una multitud de edificios y aparatos.
Al instalar Sistemas Domésticos Inteligentes, una ciudad tiene que asegurarse de que los datos de los residentes están protegidos y de que éstos se sienten cómodos compartiendo sus datos. En varias ciudades con proyectos de casas inteligentes, los residentes han mostrado su preocupación por la privacidad de los datos.
Se necesita una conexión de datos estable y fiable para enviar y recibir información. Además, para que las casas inteligentes estén interconectadas se necesita una gestión en la nube y una infraestructura de centro de datos de TI adecuada. Además, para tener un sistema integrado, se requiere que todos los dispositivos utilicen el mismo lenguaje. En 2015, la Unión Europea creó una nueva norma llamada SAREF (Smart Appliances REFerence ontology), con el objetivo de homogeneizar el mercado y permitir la comunicación entre todos los dispositivos.
¿Qué esfuerzos y políticas están llevando a cabo las administraciones públicas locales/nacionales para contribuir a fomentar y apoyar esta Solución?
En cuanto al uso de contadores inteligentes, la Unión Europea ha establecido el objetivo de sustituir "al menos el 80% de los contadores de electricidad por contadores inteligentes para 2020 siempre que sea rentable hacerlo" (Directiva 2009/72/CE). Para 2020, sólo se preveía alcanzar un índice de penetración del 43% a escala de la UE.
La aplicación de leyes específicas para los contadores inteligentes de gas y electricidad es muy diferente según las regiones. Mientras que tres cuartas partes de los Estados miembros han adoptado disposiciones legales para el despliegue de contadores inteligentes de electricidad, sólo una cuarta parte de ellos lo ha hecho para el despliegue de contadores inteligentes de gas.
La Comisión Europea ha introducido el Indicador de Disponibilidad Inteligente (SRI) como instrumento político destinado a facilitar la transformación inteligente del parque inmobiliario. Para esta transición, las viviendas inteligentes y los sistemas de gestión energética de los edificios desempeñan un papel fundamental, y sus funcionalidades y servicios se solapan con los servicios asociados al ISR. Los servicios smart ready relacionados con las actividades de la ISR se agrupan en diez dominios, como se presenta en la siguiente figura:
¿Qué partes interesadas hay que tener en cuenta (y cómo) en relación con la planificación y aplicación de esta Solución?
Parte interesada en los sistemas domésticos inteligentes (BABLE, 2021)
Potencial del mercado
¿Cuál es el mercado potencial de esta Solución? ¿Existen objetivos de la UE que apoyen la implantación? ¿Cómo ha evolucionado el mercado a lo largo del tiempo y más recientemente?
En los últimos años, el sector de las casas inteligentes ha crecido muy rápidamente, con 44 millones de hogares inteligentes en Europa en 2020, frente a 27 millones en 2017. Las previsiones apuntan a un aumento del número de hogares inteligentes hasta 97 millones en 2025.
La Comisión Europea parte de la base de que en 2020 se habrá alcanzado una tasa de penetración de los contadores inteligentes del 43% a escala de la UE. Para 2030, se espera que se hayan instalado 266 millones de contadores eléctricos inteligentes en la UE. Esto corresponde a un índice de penetración del 92% y a una inversión total agregada de 46.000 millones de euros. Esto se basa en un coste medio ponderado por punto de medición de 172 euros.
Cifras clave de diferentes escenarios de despliegue de contadores inteligentes de electricidad (Comisión Europea, 2019)
Según la Comisión Europea, el coste medio ponderado por punto de medición de gas es de 171 euros. Mientras que el número de contadores inteligentes de gas instalados en 2020 se estima en 60 millones (índice de penetración del 51%), para 2024 se esperan 51 millones de contadores inteligentes de gas. Esto representa un índice de penetración del 44% en toda la UE y una inversión total de casi 9.000 millones de euros.
Cifras clave de diferentes escenarios de despliegue de contadores inteligentes de gas (Comisión Europea, 2019)
Otros elementos de los sistemas domésticos inteligentes difieren mucho en sus costes según el productor y el estado de implantación.
Requisitos legales
Directivas legales relevantes a nivel nacional y de la UE.
Reglamento (UE) 2016/679: relativo a la protección de las personas físicas en lo que respecta al tratamiento de datos personales y a la libre circulación de estos datos (EUR-Lex, 2021).
Directiva 2009/72/CE: sobre normas comunes para el mercado interior de la electricidad -promoción de la medición inteligente y objetivo de cobertura del 80% para 2020(EUR-Lex, 2021).
Directiva2009/73/CE: sobre normas comunes para el mercado interior del gas natural -promoción de la medición inteligente(EUR-Lex, 2021).
Directiva2012/27/UE: relativa a la eficiencia energética (EUR-Lex, 2021).
Directiva(UE) 2016/1148: relativa a medidas para un nivel elevado de seguridad de las redes y sistemas de información en la Unión(EUR-Lex, 2021).
Directiva 2006/32/CE: sobre la eficiencia del uso final de la energía y los servicios energéticos (EUR-Lex, 2021).
La creación de esta solución ha sido apoyada por la financiación de la UE
Casos de Uso
Explora ejemplos reales de aplicación de esta Solución.
Energía
Renovación de viviendas adosadas de una asociación de viviendas utilizando la herramienta Woonconnect
El caso práctico pretende implicar a los inquilinos en el proceso de renovación y mantenimiento de las viviendas propiedad de la asociación de viviendas sociales Woonbedrijf. La herramienta digital en 3D WoonConnect permite a los inquilinos ver los efectos de su comportamiento (por ejemplo, ducha, calefacción) y los resultados esperados de la renovación.
Consigue de forma divertida un consumo sostenible de electricidad con el enchufe inteligente. Permite controlar y gestionar el consumo individual de electricidad. Mediante un enfoque de gamificación, los retos y las recompensas incentivan el comportamiento sostenible.
Edificio Inteligente: Mejora de la experiencia del cliente
Crear la mejor experiencia de cliente para inquilinos y administradores de edificios conectando la IA conversacional con los dispositivos del edificio.
Renovación de viviendas adosadas de apartamentos de propiedad privada mediante la herramienta woonconnect
Para conseguir una mejora del consumo energético en toda la zona, el consorcio también se dirigió a otros propietarios de apartamentos presentes en la zona Eckart Vaartbroek utilizando la herramienta WoonConnect para la elección de la renovación.
Renovación de viviendas adosadas de propiedad privada mediante la herramienta woonconnect
La herramienta digital WoonConnect se utiliza para la elección de la renovación en este proyecto, lo que permite a los propietarios de las viviendas ver su consumo de energía vinculado a su comportamiento cotidiano y mejorar sus hogares.
Modelo Estocástico de Consumo Energético de los Electrodomésticos
El IREC ha desarrollado un modelo de demanda de electricidad basado en un enfoque estocástico utilizando datos estadísticos de España (Encuestas de Datos de Uso del Tiempo). El objetivo es influir en las decisiones de los consumidores para mejorar las etiquetas energéticas de sus aparatos.
Asesor energético virtual del Ayuntamiento de Barcelona
El Asesor Energético Virtual se está desarrollando dentro del proyecto del Ayuntamiento de Barcelona "Hazte cargo de tu energía" con el objetivo de reducir el consumo doméstico de electricidad fomentando cambios de comportamiento entre los inquilinos.
La solución doméstica inteligente Active House es un sistema inteligente con una interfaz gráfica de usuario de última generación. Esta herramienta energética sensibiliza a los inquilinos sobre el consumo energético de áreas como la electricidad, el agua caliente y la calefacción de los apartamentos, y les anima a reducir su consumo.
Piloto de soluciones domésticas inteligentes en Tartu
A través del proyecto SmartEnCity, además del paquete de rehabilitación que supondrá la renovación completa de los edificios de la zona piloto de Tartu, los apartamentos recibirán un sistema doméstico inteligente que se conectará a la plataforma en la nube Cumulocity y permitirá el intercambio de datos y la supervisión.
Control inteligente de habitaciones individuales en edificios existentes
Con el objetivo de reducir el consumo de energía en un 20% en los edificios de oficinas existentes en Strijp-S, se ha desarrollado un concepto innovador para optimizar el consumo de energía manteniendo el confort de los usuarios. El sistema permite la supervisión y el control interactivos del sistema de climatización mediante una aplicación móvil.
Sistemas domésticos inteligentes para inquilinos en Mülheim
La aplicación SmartHome permite a los inquilinos apagar todos los aparatos eléctricos y las luces en cualquier momento y desde cualquier lugar. Esto se puede hacer fácilmente en casa o en movimiento. En combinación con los enchufes inteligentes (Smart Meter), los inquilinos pueden hacer un seguimiento del consumo energético actual de cualquier aparato conectado.
Prototipo de Blockchain para transacciones locales de energía
El prototipo de blockchain desarrollado por LSW, aprovecha la tecnología blockchain para integrar pequeñas y micro unidades de generación de energía en la industria energética. El prototipo opera dentro de la Red Furia de Prueba de Autoridad, facilitando una gestión y facturación de la energía transparentes y eficientes.
Según la Directiva de Eficiencia Energética de los Edificios (EPBD), los edificios son responsables de aproximadamente el 40% del consumo de energía y el 36% de las emisiones de CO2 en la UE.
Un espacio público inteligente y conectado recoge datos en zonas públicas y los muestra o reacciona ante ellos. Los datos pueden transferirse de forma segura a través de Wi-Fi u otras tecnologías similares para ser, por ejemplo, combinados con un sistema central.
La cantidad mundial de residuos producidos aumenta constantemente. Con la cantidad de residuos, crece la importancia de un procesamiento eficaz de los mismos. La logística inteligente de residuos abarca la cadena de residuos, desde la recogida de los residuos en casa de los habitantes hasta el proceso de reciclaje y destrucción.
La participación ciudadana desempeña un papel decisivo en la forma en que se gobiernan los asentamientos humanos. Los procesos de toma de decisiones mejoran si se implica a las personas más afectadas e íntimamente relacionadas con los retos sociales.
Rehabilitación Energéticamente Eficiente de Edificios
La mejora de la eficiencia energética del parque de edificios de una ciudad requiere un pensamiento estratégico y a largo plazo. Las complejas estructuras de propiedad, las barreras del mercado, la diversidad de tipologías de edificios, las preferencias de los consumidores y las múltiples partes implicadas hacen que la rehabilitación energética sea un gran reto.
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