El departamento de ingeniería eléctrica de la UAEU está creando sistemas de gestión de energía de última generación para el uso diario.
Los sistemas inteligentes y el Internet de las cosas han anunciado nuevas oportunidades para controlar de forma remota variables como la calefacción, la luz y la ventilación. Hussain Shareef , profesor asociado del departamento de ingeniería eléctrica de la Universidad de los Emiratos Árabes Unidos (UAEU), está a la vanguardia del perfeccionamiento de esta capacidad en beneficio del consumidor y del planeta.
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El proyecto del sistema de gestión de energía doméstica del profesor Shareef comenzó en 2015 utilizando una “intranet” con protocolo ZigBee mediante la cual varios dispositivos domésticos en un edificio existente se conectaban y luego se comunicaban, a corta distancia, con un control central. En 2016, uno de los estudiantes de maestría del profesor Shareef retomó el proyecto y comenzó a agregar dispositivos y sensores para poder atenuar las luces y subir o bajar la temperatura ambiente.
«A principios de 2018 empezamos a preguntarnos si podíamos llevar el proyecto un poco más lejos», afirma. «Lo conectamos a un sistema en la nube basado en web para almacenar información sobre voltaje, corriente, consumo de energía, ocupación y hora del día, y realizamos más mejoras».
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El equipo, que trabajó bajo los auspicios del grupo de investigación «Energía y Control» del departamento, desarrolló posteriormente una aplicación móvil para gestionar los dispositivos con los nuevos datos, de modo que los niveles de temperatura y luz se controlaran de forma más eficaz. Con este desarrollo, comenzaron a diferenciar su sistema de las aplicaciones existentes para dispositivos domésticos.
Anticipándose a la adopción de “tarifas por tiempo de uso” por parte de los Emiratos Árabes Unidos, el sistema de gestión del hogar ahora se está optimizando mediante un algoritmo de inteligencia artificial para considerar el costo de la electricidad. “¿Es bueno retrasar, por ejemplo, una hora la colada cuando el precio de la electricidad es más bajo?” pregunta Shareef. El algoritmo inteligente realiza esa valoración para el usuario “sin detener la máquina en medio de un ciclo”.
Otra faceta del proyecto se ha inspirado en el propio campus de la UAEU. Los carritos de golf eléctricos que utilizan el personal de la universidad y los estudiantes para desplazarse funcionan con electricidad procedente de paneles fotovoltaicos (células de energía solar instaladas en el tejado del aparcamiento del campus). El impacto que la BIPV (energía fotovoltaica integrada en edificios) puede tener tanto en la sostenibilidad como en el coste para el consumidor la convierte en la piedra angular del proyecto del profesor Shareef.
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«El pico de demanda de energía por parte del cliente se produce al mismo tiempo que los paneles fotovoltaicos producen la mayor parte de su energía», explica. “Entonces, ¿por qué no utilizamos esta energía en lugar de comprársela a la empresa de servicios públicos? Lo que sobra se puede volver a vender mediante medición neta o tarifa de alimentación a las empresas de servicios públicos”. Por lo tanto, el siguiente paso del proyecto es considerar la integración de sistemas de baterías con BIPV para almacenar esta electricidad gratuita y utilizarla cuando el precio de la electricidad de la red sea alto.
La capacidad de almacenamiento de electricidad es parte integral de otra área interesante en la que el profesor Shareef y el grupo de investigación de Energía y Control están activos: los vehículos eléctricos. En particular, el profesor Shareef quiere estudiar la reducción de la «ansiedad por la carga» de los usuarios de vehículos eléctricos. Esto implicará hacer que la red de estaciones de carga sea más confiable y que los puestos de carga sean más fáciles de negociar para varios vehículos.
Para abordar estas cuestiones, la UAEU planea trabajar con el Instituto Indio de Tecnología de Bombay para obtener más información sobre la capacidad de las baterías de los vehículos eléctricos para almacenar electricidad. En febrero de 2020 se firmó un memorando de entendimiento entre las dos instituciones y se han celebrado reuniones en línea. Sin embargo, las visitas recíprocas están actualmente suspendidas debido a la pandemia de coronavirus.
Circuito de atenuación de luz LED: ( a ) Esquema y ( b ) Conexiones del circuito.
El confinamiento ha resultado inevitablemente un desafío para el trabajo de proyectos, pero el profesor Shareef elogia a los EAU por invertir en universidades para ayudar a poner conferencias, reuniones y recursos en línea. «En realidad, esto ha sido bastante bueno», afirma, «porque tenemos una excelente infraestructura de TI y se celebran reuniones en las que parece que los estudiantes están realmente con nosotros».
Aunque la actividad del laboratorio ha sido restringida, el profesor Shareef ha podido continuar con otros trabajos valiosos, como proyectos con Al Ain Distribution Company, el único distribuidor y proveedor de agua y electricidad para la región oriental de Abu Dhabi. Estas incluyen formas seguras de obtener lecturas de equipos de alto voltaje y crear unidades de prueba de disyuntores. “Me gustaría desarrollarme más con las compañías eléctricas”, dice, refiriéndose a Abu Dhabi Power Corporation, la empresa nacional de distribución de agua y electricidad de los Emiratos Árabes Unidos, como otro ejemplo. «Si pudiéramos obtener financiación de ellos, sería una muy buena manera de promover nuestras ideas y, al mismo tiempo, innovar para la empresa».
Lea » Sistema inalámbrico de gestión de energía doméstica con controlador inteligente basado en reglas «, publicado en Applied Sciences , para obtener más información sobre la investigación de tecnología inteligente de UAEU.
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