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Energia
Edifício
Energia acessível e limpa
Cidades e comunidades sustentáveis
Um gateway inteligente, como parte essencial do sistema, liga a casa inteligente ao mundo exterior. Isto permite o controlo móvel dos dispositivos da casa a partir de locais remotos, muitas vezes através de smartphones e microcontroladores. Os sistemas e serviços externos podem ser utilizados para uma melhor regulação da utilização da energia. Além disso, o sistema pode ser ligado à rede inteligente, bem como à infraestrutura de carregamento elétrico, para permitir uma melhor eficiência energética e planos de faturação, por exemplo, de acordo com o consumo de energia em horas de ponta ou o conteúdo de energia renovável(Comissão Europeia, 2019).
Problemas a resolver
| Ineficiência | Insegurança | Falta de conforto | Dependência das pessoas idosas | Custos energéticos elevados |
A ineficiência energética é um enorme problema nos edifícios residenciais. Na Europa, 26% do consumo final total de energia é consumido em casas particulares. Os sistemas domésticos inteligentes podem reduzir as perdas de energia e aumentar a segurança e o conforto geral dos ocupantes, melhorando especificamente a independência das pessoas idosas. Existem várias soluções no contexto dos sistemas domésticos inteligentes para resolver estes problemas(Eurostat, 2018).
Alguns resultados comercializáveis que os sistemas domésticos inteligentes fornecem são:
O principal objetivo do sistema Smart Home é reduzir a procura doméstica de energia. Além disso, a solução alcança os benefícios listados abaixo. Enquanto alguns benefícios são susceptíveis de ser cumpridos com uma implementação básica da solução, o cumprimento dos potenciais benefícios depende das funções implementadas num projeto específico.
Reduzir as emissões de GEE
Aumenta a estabilidade da rede
Melhorar a eficiência na utilização de energia
Pico de procura de energia para a barba
Diminuição do consumo de energia nos edifícios
Redução das contas de energia
Recolha de dados melhorada
Aumento da quota das energias renováveis
Melhorar a qualidade de vida
mostra informações relacionadas com a energia
o cliente pode gerir o aquecimento, a refrigeração, etc.
equilíbrio dos sistemas
gestão da energia autoproduzida
por exemplo, aquecimento, arrefecimento
regula a entrada e a saída
proporciona segurança e facilita a utilização dos dispositivos
Uma solução interoperacional de sistema doméstico inteligente que liga todos os dispositivos IoT domésticos e electrodomésticos feitos pela Bosch ou por parceiros externos.
Aplicações de gestão de energia centradas no homem exploram a análise energética em tempo real e os Indicadores Chave de Desempenho relevantes para fornecer reforços multimodais e informação valiosa aos utilizadores finais.
A tecnologia com maior presença e mais promovida nas casas inteligentes é o contador inteligente. Um contador inteligente é um dispositivo que regista a quantidade de energia e/ou gás consumido num determinado período. Esta informação é enviada ao fornecedor de serviços para que este possa faturar ao cliente com exatidão, sendo também utilizada pelo cliente para regular o seu consumo de energia/gás. A principal vantagem de um contador inteligente com um ecrã integrado de fácil leitura é que os consumidores podem decidir reduzir o seu nível de consumo, especialmente durante as horas de ponta.
Um detetor de movimento é um dispositivo elétrico que utiliza um sensor para detetar movimento nas proximidades. São frequentemente utilizados como componentes de segurança, controlo automático da iluminação, controlo doméstico e eficiência energética.
Este sistema pode, por exemplo, detetar a temperatura ambiente e responder com o arranque de uma ventoinha ou de um aquecedor ou com a abertura de uma janela. Além disso, estão disponíveis sistemas que controlam a temperatura em função da estrutura diária do utilizador.
Os sistemas de alarme são dispositivos que assinalam a ocorrência de acontecimentos indesejáveis. Em casas particulares, são sobretudo utilizados para evitar assaltos ou para alarmar os residentes e a polícia.
Como mostra o gráfico, a maioria dos utilizadores considera que o principal objetivo dos sistemas domésticos inteligentes é o controlo da energia, do aquecimento e dos aparelhos. Relativamente a estes objectivos, os potenciais benefícios são vistos na poupança de energia, tempo e dinheiro, bem como na melhoria do conforto e na redução do esforço.
Principais objectivos das tecnologias para casas inteligentes (Wilson, Hargreaves, Hauxwell-Baldwin, 2017)
Potenciaisbenefícios das tecnologias domésticas inteligentes (Wilson, Hargreaves, Hauxwell-Baldwin, 2017)
Em 2019, as cidades consumiram mais de dois terços da energia produzida a nível mundial. Os edifícios são responsáveis por 40% desta procura (AIE, 2020). A procura abrange múltiplas actividades consumidoras de energia, incluindo o aquecimento do espaço e da água, a refrigeração, a ventilação, a confeção de alimentos e a utilização de aparelhos. Para atingir os ambiciosos objectivos estabelecidos no Acordo de Paris, é crucial reduzir o consumo de energia nos edifícios.
As casas inteligentes e os sistemas de gestão da energia são tecnologias-chave para a implementação de tecnologias sustentáveis e a transição dos edifícios para um estado ecológico. O termo "casas inteligentes" descreve edifícios (sobretudo para fins residenciais) que utilizam tecnologias digitais/Internet das Coisas para oferecer serviços adicionais, como a monitorização de sistemas, o controlo de aparelhos e a otimização do funcionamento de aparelhos (por exemplo, maximizando a utilização da produção fotovoltaica no local). Enquanto as casas inteligentes descrevem as funcionalidades ao nível de um único edifício residencial, os sistemas de gestão de energia (SGE) realizam a gestão operacional de sistemas de energia de maior dimensão, que normalmente incorporam um edifício polivalente ou uma multiplicidade de edifícios e aparelhos.
Ao instalar sistemas domésticos inteligentes, uma cidade tem de garantir que os dados dos residentes estão seguros e que estes se sentem à vontade para partilhar os seus dados. Em várias cidades com projectos de casas inteligentes, os residentes mostraram-se preocupados com a privacidade dos dados.
É necessária uma ligação de dados estável e fiável para enviar e receber informações. Além disso, a gestão da nuvem e a infraestrutura do centro de dados de TI são necessárias para casas inteligentes interligadas. Além disso, para ter um sistema integrado, é necessário que todos os dispositivos utilizem a mesma linguagem. Em 2015, a União Europeia criou uma nova norma designada SAREF (Smart Appliances REFerence ontology), com o objetivo de homogeneizar o mercado e permitir a comunicação entre todos os dispositivos.
No que respeita à utilização de contadores inteligentes, a União Europeia estabeleceu o objetivo de substituir "pelo menos 80% dos contadores de eletricidade por contadores inteligentes até 2020, sempre que tal seja rentável" (Diretiva 2009/72/CE). Para 2020, previa-se apenas uma taxa de penetração de 43% a nível da UE.
A aplicação de legislação específica para os contadores inteligentes de gás e eletricidade é bastante diferente nas várias regiões. Enquanto três quartos dos Estados-Membros adoptaram disposições legais para a implantação de contadores inteligentes de eletricidade, apenas um quarto o fez para a implantação de contadores inteligentes de gás.
A Comissão Europeia introduziu o Indicador de Prontidão Inteligente (SRI) como um instrumento político destinado a facilitar a transformação inteligente do parque imobiliário. Para esta transição, as casas inteligentes e os sistemas de gestão da energia dos edifícios desempenham um papel importante, e as suas funcionalidades e serviços sobrepõem-se aos serviços associados ao SRI. Os serviços prontos para uso inteligente relacionados com as actividades das ISR estão agrupados em dez domínios, conforme apresentado na figura seguinte:
Os10 domínios associados aos serviços prontos para uso inteligente do indicador de prontidão inteligente (VITO, Waide Strategic Efficiency, ECOFYS, OFFIS, 2018)
Interveniente nos sistemas domésticos inteligentes (BABLE, 2021)
Nos últimos anos, o sector das casas inteligentes tem crescido muito rapidamente, com 44 milhões de casas inteligentes na Europa em 2020, em comparação com 27 milhões em 2017. As previsões apontam para um aumento do número de casas inteligentes para 97 milhões em 2025.
Número de casas inteligentes por segmento previsto na Europa de 2017 a 2025 em milhões (Digital Market Outlook, 2020, Statista, 2021)
A Comissão Europeia assume ter atingido uma taxa de penetração de 43% para os contadores inteligentes a nível da UE em 2020. Até 2030, prevê-se que sejam instalados 266 milhões de contadores eléctricos inteligentes na UE. Isto corresponde a uma taxa de penetração de 92% e a um investimento total agregado de 46 mil milhões de euros. Este valor baseia-se num custo médio ponderado por ponto de contagem de 172 euros.
Números-chave para diferentes cenários de implantação de contadores inteligentes de eletricidade (Comissão Europeia, 2019)
De acordo com a Comissão Europeia, o custo médio ponderado por ponto de contagem de gás é de 171 euros. Enquanto o número de contadores inteligentes de gás instalados em 2020 está estimado em 60 milhões (taxa de penetração de 51%), prevêem-se 51 milhões de contadores inteligentes de gás para 2024. Isto representa uma taxa de penetração de 44% em toda a UE e um investimento total de quase 9 mil milhões de euros.
Números-chave para diferentes cenários de implantação de contadores inteligentes de gás (Comissão Europeia, 2019)
Os custos de outros elementos dos sistemas domésticos inteligentes variam muito consoante o produtor e o estado de implementação.
Energia
O caso de uso tem como objectivo envolver os inquilinos no processo de renovação e manutenção das casas pertencentes à associação de habitação social Woonbedrijf. A ferramenta digital 3D WoonConnect permite que os inquilinos vejam os efeitos do seu comportamento (por exemplo, duche, aquecimento) e os resultados esperados da renovação.
Energia
Edifício
Consiga de forma divertida um consumo de eletricidade sustentável com a tomada inteligente. Torna possível controlar e gerir o consumo individual de eletricidade. Utilizando uma abordagem de gamificação, os desafios e as recompensas proporcionam incentivos para um comportamento sustentável.
TIC
Edifício
Crie a melhor experiência de cliente para os inquilinos e gestores de edifícios, ligando a IA de conversação aos dispositivos do edifício.
Energia
Para conseguir uma melhoria do consumo de energia em toda a zona, o consórcio dirigiu-se também a outros proprietários de apartamentos presentes na zona de Eckart Vaartbroek, utilizando a ferramenta WoonConnect para a escolha da renovação.
Energia
A ferramenta digital WoonConnect é utilizada para a escolha da renovação neste projecto, permitindo que os proprietários de casas vejam o seu consumo de energia associado ao seu comportamento diário e melhorem as suas casas.
Energia
O algoritmo de controlo preditivo foi utilizado para controlar de forma independente os pisos de um edifício de escritórios Strijp-S.
Energia
TIC
Um modelo de procura de electricidade baseado numa abordagem estocástica foi desenvolvido pelo IREC usando dados estatísticos de Espanha (Time Use Data Surveys). O objectivo é influenciar as decisões dos consumidores para melhorar as etiquetas energéticas dos seus aparelhos.
Energia
Edifício
TIC
O Consultor Virtual de Energia está a ser desenvolvido no âmbito do projecto do Município de Barcelona "Assuma o controlo da sua energia", com o objectivo de reduzir o consumo doméstico de electricidade, incentivando mudanças de comportamento entre os inquilinos.
Energia
Edifício
A solução doméstica inteligente Active House é um sistema inteligente com uma interface gráfica de utilizador de última geração. Esta ferramenta energética sensibiliza os inquilinos para o consumo de energia em áreas como a electricidade, a água quente e o aquecimento do apartamento e incentiva-os a reduzir o seu consumo.
Energia
Edifício
Através do projecto SmartEnCity, para além do pacote de reabilitação que verá os edifícios da zona-piloto de Tartu totalmente renovados, os apartamentos serão fornecidos com um sistema de casa inteligente que se liga à plataforma de nuvem Cumulocity e permite o intercâmbio de dados e a monitorização.
Energia
TIC
Com o objectivo de reduzir o consumo de energia em 20% nos edifícios de escritórios existentes em Strijp-S, foi desenvolvido um conceito inovador para optimizar o consumo de energia, mantendo o conforto dos utilizadores. O sistema permite a monitorização e o controlo interactivos do sistema AVAC através de uma aplicação móvel.
Energia
TIC
A aplicação SmartHome permite que os inquilinos desliguem todos os aparelhos eléctricos e luzes a qualquer momento e em qualquer lugar. Isto pode ser feito facilmente em casa ou em viagem. Em combinação com fichas inteligentes (Smart Meter), os inquilinos podem acompanhar o consumo actual de energia de quaisquer dispositivos ligados.
Energia
Edifício
O protótipo de cadeia de blocos desenvolvido pela LSW utiliza a tecnologia de cadeia de blocos para integrar pequenas e micro unidades de produção de energia no sector da energia. O protótipo funciona no âmbito da Proof-of-Authority Fury Network, facilitando uma gestão e faturação de energia transparente e eficiente.
De acordo com a Diretiva relativa ao desempenho energético dos edifícios (EPBD), os edifícios são responsáveis por cerca de 40% do consumo de energia e 36% das emissões de CO2 na UE.
Um espaço público inteligente e conectado recolhe dados em áreas públicas e apresenta ou reage a esses dados. Os dados podem ser transferidos de forma segura através de Wi-Fi ou outras tecnologias semelhantes, ou seja, combinados com um sistema central.
A quantidade global de resíduos produzidos está a aumentar de forma constante. Com a quantidade de resíduos, cresce a importância de um processamento eficiente dos mesmos. A logística inteligente de resíduos abrange a cadeia de resíduos desde a recolha dos resíduos no local de residência até ao processamento da reciclagem e destruição.
A participação dos cidadãos desempenha um papel fundamental na forma como os aglomerados humanos são governados. Os processos de tomada de decisão são melhorados com a participação das pessoas mais afectadas e intimamente ligadas aos desafios societais.
A melhoria da eficiência energética do parque imobiliário de uma cidade exige um pensamento estratégico e de longo prazo. Estruturas de propriedade complexas, barreiras de mercado, diversidade de tipologias de edifícios, preferências dos consumidores e múltiplas partes interessadas envolvidas tornam a modernização eficiente do ponto de vista energético um grande desafio.