Le misure dei consumi energetici per installazioni monofase – domestiche

La crescente attenzione verso la salvaguardia ambientale ha posto sotto la lente di ingrandimento tutti i comportamenti non virtuosi da parte delle grandi aziende manufatturiere ed estrattive che consumano quantità ingenti di energia.

Ogni trasformazione da materia prima a prodotto finale lascia una traccia nel nostro delicato equilibrio ambientale tanto che a livello mondiale si cercano di trovare accordi per limitare il più possibile l’uso di risorse energetiche inquinanti.

In questo percorso virtuoso si è partiti dalle grandi aziende e si è scesi fino ad analizzare il comportamento delle singole famiglie. Un percorso lungo ma indispensabile per poter ottimizzare i nostri consumi di beni primari:

• ACQUA

• ENERGIA ELETTRICA

• GAS

In generale, la conoscenza e la consapevolezza dei propri consumi permette già un primo risparmio del 7-10%. Nelle nostre abitazioni abbiamo installato luci a Led al posto di quelle ad incandescenza, sostituito gli elettrodomestici con quelli in classe A o A++, installato pannelli solari per la produzione di acqua calda oppure pannelli fotovoltaici per produrre l’energia che consumiamo. Per contro sono aumentati i dispositivi connessi, quindi inevitabilmente il rischio diventa di eccedere nei consumi.

Il punto di partenza di ogni valutazione è avere dei dati oggettivi sui quali potersi basare. Il dato raccolto dal contatore di casa non è sempre disponibile e tanto meno dettagliato, possiamo al limite capire i consumi per fasce orarie F1 – F2 – F3.

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La tecnologia ci aiuta, misurare i parametri elettrici è diventato molto più semplice, gli strumenti di misura (chiamiamoli CONTABILIZZATORI DI ENERGIA o ENERGY METER) possono essere connessi via WiFi su APP dedicate, possiamo così capire meglio come e quando consumiamo per cercare di migliorare i nostri comportamenti con l’obiettivo di ridurre i nostri consumi, non necessari, e ricevere bollette più basse.

Per questo tipo di necessità ci si rivolge ad aziende specializzate nel settore dei monitoraggi energetici, che offrono soluzioni chiavi in mano pronte ad essere utilizzate, che però hanno un target più Industriale perché è lì che c’è maggiore possibilità di risparmio, oppure rivolgersi al proprio elettricista di fiducia per farsi installare un ENERGY METER MONOFASE o TRIFASE nel proprio quadro elettrico.

Vediamo di approfondire la conoscenza di questi strumenti, ce ne sono di diversi tipi, per poter raccogliere i dati è necessario che siano dotati di qualche via di comunicazione, le più diffuse sono:

  • Seriale RS485 MODBUS RTU;
  • Seriale MBUS (tipica dei contabilizzatori di Energia termica);
  • WiFi (in appoggio ad una rete Internet esistente);
  • LoRa/LoRaWAN che sfruttano la comunicazione radio 868MHz.

Lo scopo è quello di raccogliere le informazioni ed inviarle ad un dispositivo di raccolta (DATALOGGER) locale che le memorizza e le invia su una piattaforma CLOUD che elabora i dati e li rende accessibili agli utenti.

La misura quindi è solo il primo passo, fondamentale, per iniziare a comprendere il nostro profilo energetico. Avere il dato, quanto più dettagliato possibile, permette di capire la distribuzione dei nostri consumi nell’arco della giornata, i picchi di consumo, fino a determinare la quantità di energia che consumiamo con tutte le apparecchiature connesse in casa anche se non in funzione (STAND BY).

Lo STAND BY risulta ad oggi una delle principali voci di consumo in una abitazione. Già da anni, diverse università europee hanno studiato sistemi di rilevazione e riconoscimento automatico degli elettrodomestici da parte di Energy meter evoluti, siamo finalmente riusciti a calarci da un dato assoluto dato dalla bolletta ad un dato disaggregato per elettrodomestico. Quali sono quindi le “voci” più pesanti nella nostra bolletta?

  • STAND BY
  • FRIGORIFERO/CONGELATORE (è sempre in funzione H24)
  • LAVASTOVIGLIE
  • LAVATRICE
  • POMPA DI CALORE/CONDIZIONATORE

Ovviamente le posizioni possono cambiare in funzione della frequenza e della durata d’uso, ma da qui non si scappa…

Ma come è possibile arrivare a tanto? Il segreto sta nella capacità da parte dei microprocessori di ultima generazione di poter campionare le misure elettriche ad una frequenza molto alta, questo permette allo strumento di misure di poter discriminare e riconoscere l’impronta energetica di ogni elettrodomestico.

Possiamo accedere quindi ad una quantità enorme di dati raccolti anche nelle nostre abitazioni, possiamo essere in grado di valutare l’impatto energetico di ogni nostra azione e abitudine, possiamo essere consapevoli dei nostri consumi ancor prima di ricevere la bolletta.

TRASFORMATORI AMPEROMETRICI

Una delle prime aziende a sviluppare una strumentazione di questo tipo è stata WIBEEE, brand di SMILICS TECHNOLOGIES SL di Terassa (Barcellona).

Hanno pensato alle nostre case e alla mancanza di spazio dentro i quadri elettrici, pertanto hanno sviluppato un energy meter che si aggancia direttamente sull’interruttore magnetotermico di casa, dotato di comunicazione WiFi.

Attraverso una APP possiamo collegarci allo strumento per vedere i dati registrati sul CLOUD WIBEEE con i valori di Energia Attiva consumata complessivamente e disaggregata per elettrodomestico.

Associando il costo per kWh abbiamo già idea dei costi giornalieri, report mensili sulla distribuzione dei consumi. Tramite un secondo dispositivo installato sul magnetotermico dell’impianto fotovoltaico domestico, è possibile visualizzare sullo stesso grafico sia l’energia consumata sia quella prodotta, avendo così un sistema completo di monitoraggio sulla stessa piattaforma/APP.

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L’argomento è molto attuale, già alcune utilities che offrono contratti per la fornitura di Energia Elettrica propongono soluzioni di misura, più o meno evoluta di questa, sia per sensibilizzare i clienti sul “Green”, sia per cercare di fidelizzarli vincolandoli con l’acquisto a rate dell’apparecchiatura.

La recente apertura verso le CER Comunità Energetiche Rinnovabili, ovvero la possibilità di creare delle Comunità di autoproduzione dell’energia che può essere ceduta ai propri associati o venduta al vicinato (sintetizzando in maniera estrema), ha sottolineato la necessità di contabilizzare in maniera CERTA quanta ENERGIA è stata PRODOTTA e quanta ENERGIA è stata CONSUMATA da parte del cliente. A supporto di questa necessità esistono già degli strumenti, più tradizionali, che permettono di misurare l’energia attiva, consumata e prodotta, in maniera CERTIFICATA, sono gli strumenti che riportano la marchiatura MID.

MID significa Measurement Instruments Directive (direttiva sugli strumenti di misura). Questa direttiva è stata approvata dall’Unione Europea nel 2004 e coinvolge non solo gli strumenti di misura di Energia, anche i misuratori di portata dell’acqua o del gase per esempio. Sono riconoscibili grazie ad una apposita marchiatura:

TRASFORMATORI AMPEROMETRICI

Una caratteristica importante degli Energy meter certificati MID è nella parte Firmware, ovvero nel suo “motore”, la parte che esegue la misura deve essere protetta dalla parte di configurazione e comunicazione. Questa protezione deve impedire la manomissione del dato di misura dell’Energia misurata. Per tale motivo la strumentazione certificata MID viene utilizzata nella maggior parte dei paesi europei come vero e proprio misuratore fiscale per la fatturazione dei consumi elettrici.

In Italia il MID non può eseguire questa funzione in quanto è riservata all’UTF (Ufficio Tecnico Finanza).

La certificazione UTF parte comunque dallo strumento certificato MID.

Questo tipo di misuratori trasmettono i dati attraverso una porta di comunicazione seriale RS485 con un protocollo aperto MODBUS RTU (uno standard utilizzato a livello domotico ed industriale), i dati vengono raccolti come abbiamo visto prima, utilizzando dei DATALOGGER, ed inviato su piattaforme CLOUD per le elaborazioni e analisi del caso.

Gli strumenti certificati MID sono molto utilizzati dalle aziende che offrono servizi di monitoraggio o dalle ESCO (Energy Service Company) nei loro progetti.

Al di là dell’aspetto più virtuoso del monitoraggio dei consumi energetici, ne esiste un altro, meno nobile, ma fortemente incentivante. Sono gli incentivi chiamati TEE (Titoli Efficienza Energetica) o certificati Bianchi, che possono essere richiesti al GESTORE dei SERVIZI ENERGETICI (GSE) a seguito di un progetto di efficienza dove è possibile dimostrare che a seguito di interventi strutturali si è riusciti a diminuire i consumi a parità di utilizzo. Per esempio, se si sostituisce un motore di vecchia generazione con uno nuovo, a parità di ore di utilizzo, i consumi saranno notevolmente più bassi.

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Per poter raccogliere i TEE generati dal proprio intervento di efficienza, bisogna appoggiarsi a delle società riconosciute dal GSE, queste aziende si chiamano ESCO (Energy Service COmpany) all’interno delle quali operano degli specialisti chiamati EGE (Esperti Gestione Energia) che sono professionisti ACCREDITATI a redigere e firmare i progetti di efficienza. Le ESCO invece producono la documentazione e sono gli intermediari verso il GSE.

Come potete vedere, l’aspetto burocratico e gestionale dietro al risparmio non è così semplice e automatico, è per questo che bisogna rivolgersi a professionisti per poter adempiere a tutti i requisiti richiesti.

A livello domestico, la misurazione di energia non è ancora così integrata a livello di automazione (DOMOTICA) con i sistemi offerti dal mercato, uno dei motivi può essere appunto la necessità di utilizzare della strumentazione certificata, perché le piattaforme di raccolta dati non sono APERTE per integrare prodotti di marche diverse. L’obiettivo, di difficile realizzazione, è quello di avere, per esempio la caldaia, la pompa di calore, gli elettrodomestici, la colonnina di ricarica, l’impianto fotovoltaico, tutti connessi al medesimo sistema di monitoraggio, con un controllo diretto di ogni elemento, poter controllare ed accedere ad ognuno di questi da remoto. Considerando le velocità di sviluppo delle nuove tecnologie e della connettività degli elettrodomestici e delle altre apparecchiature elettroniche in rete, non credo dovremo aspettare molto per raggiungere questo traguardo.

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