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20
Abril
2013

Analisis Zennio KES (KNX Energy Saver)

Analisis Zennio KES (KNX Energy Saver)

El KES (KNX Energy Saver) es un dispositivo que mide la intensidad eficaz de corriente eléctrica que circula por un circuito y, en función de los valores parametrizados de tensión de red, factor de potencia (cosφ), tarifa del kWh y ratio de CO2, envía periódicamente al bus los siguientes datos:

  • Potencia activa instantánea y valores de pico horario, diario, semanal y mensual.
  • Energía y coste estimados por hora, en función de la potencia instantánea.
  • Energía y coste real por día, semana, mes y total (4 tarifas en moneda local).
  • Emisiones de CO2 diarias, semanales, mensuales y totales.
  • Valores medios de consumos, costes y emisiones según períodos.
  • Alarmas de sobreconsumo o bajo consumo según los límites establecidos.

El KES puede medir tres circuitos monofásicos independientes o un circuito trifásico. En este test se comenzó utilizando solo un canal para medir y monitorizar el consumo de toda la instalación monofásica. Posteriormente se utilizaron los otros dos canales para medir dos circuitos específicos de la instalación: uno para conocer el consumo del circuito de alimentación de los dispositivos domóticos KNX (fuente de alimentación y pantalla táctil) y otro para detectar si un electrodoméstico tenía un consumo excesivo y evaluar su eficiencia energética.

Monitorizar los valores máximos de potencia consumida (diaria, semanal y mensual) resultará muy útil para:

  • Contrastar si la potencia contratada con la compañía comercializadora de electricidad se corresponde a las necesidades reales de los usuarios de la instalación y poder ajustarla al máximo a la demanda real, evitando tener que pagar por potencia no necesaria.
  • Decidir si es necesario aplicar una lógica que monitorice y controle la simultaneidad de los consumos, anticipándose a posibles desconexiones de los interruptores automáticos de protección y control, en casos de sobreconsumo, aprovechando de este modo la inteligencia del sistema domótico (Smart Metering).

El valor total de la energía consumida en distintos períodos también será un dato interesante para compararlo con la lectura real del contador y la factura de la compañía eléctrica, y al mismo tiempo nos permitirá establecer medidas de ahorro y eficiencia energética, optimizando el uso de la instalación eléctrica.

El KES permite enviar gran variedad de datos al bus, según los parámetros y tiempos establecidos. Este test se ha realizado en una instalación doméstica, obteniendo los datos más relevantes para un usuario medio. El dispositivo se puede configurar para instalaciones donde se requiera un tratamiento de datos más completo y preciso, como por ejemplo edificios de servicios o industrias.

El test del producto se ha realizado siguiendo los siguientes pasos:

  1. Instalación en el cuadro general de mando y protección.
  2. Configuración y programación con ETS 4.
  3. Visualización de los valores medidos en displays KNX.
  4. Monitorización de los datos enviados al bus.
  5. Conclusiones.

Y con los siguientes elementos:

  • Instalación monofásica en vivienda unifamiliar con potencia contratada de 6,9 kW.
  • Hardware KNX:
    • KES (Zennio): versión de la aplicación 1.0
    • FP 701 CT IP (Jung)
    • Interface KNX IP BAOS 771 (Weinzierl)
  • Software KNX:
    • ETS 4.1.6 (knx.org)
    • Houseinhand (Intesis)
    • Free KNXLogger (HighDom)
1. Instalación en el cuadro general de mando y protección

El dispositivo tiene dos conectores:

  • Clema KNX para la conexión al bus.
  • Conector de 6 terminales para la conexión de las tres pinzas amperimétricas que abrazan la fase a medir y se conectan al canal de medición correspondiente.

Incluye un adaptador de Wago 243-112 para facilitar la fijación del KES a carril DIN.

KES y accesorios

test_kes1

KES instalado

test_kes2
2. Configuración y programación con ETS 4

Se realizan las asociaciones entre las direcciones de grupo y los objetos de comunicación, la configuración de los parámetros según los datos de la instalación que se desean obtener y la programación del dispositivo.

Direcciones de grupo y objetos de comunicación

test_kes_ets4

Configuración de parámetros (General, Energía Activa, Potencia Activa y Límites de Potencia)

test_kes_ets4_2

3. Visualización de los valores medidos en displays KNX

Para la visualización inmediata de los datos se ha utilizado la pantalla FP 701 CT IP y la aplicación HIH en Ipad2.

Destacar que no todos los displays KNX permiten visualizar DPT’s de 4 bytes (13.*), para la energía consumida con unidad kWh. Con los de 2 bytes (9.*) para la potencia, el coste o las emisiones de CO2, nos podemos encontrar con que no podamos seleccionar la unidad deseada (kW, € o Kg).

Visualización de potencia instantánea y picos en displays KNX

test_kes_hih

test_kes_jung_picos

test_kes_jung_general

4. Monitorización de los datos enviados al bus

Para el registro y monitorización de los datos enviados periódicamente al bus se han utilizado los datalogger (registrador de datos) de la pantalla FP 701 CT IP y el programa Free KNXLogger.

Gráficos de potencia instantánea por hora

test_kes_jung_hora

Gráficos de potencia media por día

test_kes_jung_dia

Gráficos de energía consumida por semana y mes

test_kes_jung_semanames

 

Gráficos de la potencia consumida en programas de lavadora

test_kes_lavadora1

 

test_kes_lavadora2

5. Conclusiones

El KES es el complemento para cualquier instalación eléctrica en viviendas o edificios con sistema KNX, donde los usuarios quieran conocer y visualizar en displays su consumo energético. Al mismo tiempo, con los dispositivos adecuados, pueden disponer de un registro que permite analizar los valores medidos y decidir si interesa:

  • Modificar los hábitos de consumo para reducir u optimizar los costes.
  • Mejorar en la regulación y control de los sistemas instalados.
  • Sustituir las cargas actuales (iluminación, electrodomésticos, climatización, equipos electrónicos, etc.) por otras con mejor eficiencia energética.
  • Establecer un orden de prioridad de las diferentes cargas, de forma que en caso de producirse demanda simultánea y la posibilidad de superar el límite de potencia contratada, el sistema KNX se anticipa desconectando y reconectando sucesivamente las cargas para evitar el disparo de las protecciones, según una programación lógica que utilizará la información de “alarma de sobreconsumo” que proporciona el KES al bus y el estado de las cargas implicadas, como puede verse en el documento técnico de Zennio: “Desconexión progresiva de cargas con KES”.

Este test se ha realizado con la versión 1 del programa de aplicación. Cuando prácticamente estaba finalizado, Zennio publicó la actualización a la versión 2 con la siguiente nota:

Estas versiones  incluyen un nuevo algoritmo para el cálculo del consumo energético que permite el uso de KES, no sólo en instalaciones donde la forma de onda es sinusoidal, sino también en instalaciones con elementos que modifican la forma de onda, tales como dimmers, fluorescencias, etc. Además, mejora la precisión en la medida de la primera versión de KES.

Actualizar la versión supone vincular de nuevo direcciones de grupo y establecer parámetros. Después del volcado del programa de aplicación lógicamente se reinician los valores registrados. Como durante varios días comparé la lectura de la energía medida por el contador de la compañía con la energía registrada por el KES, y obtenía una desviación entre ambas (el KES medía más que el contador), he ajustado los parámetros que intervienen en los cálculos (tensión de red con valor medido y factor de potencia con valor estimado) y actualizado a la versión 2. Los valores de energía prácticamente se han igualado y he podido observar que los valores de potencia enviados al bus son más precisos y estables.

Como sugerencia para una nueva versión de la aplicación, sería interesante poder sincronizar el valor de la lectura real del contador con el valor de la energía total consumida que proporciona el KES desde su primera puesta en marcha, de forma que en el momento de la programación definitiva (a partir del cual el KES empieza a medir y guardar valores) se pueda introducir el valor actual del contador en kWh (por parámetro o por objeto de entrada del KES) y pudiésemos de esta forma obtener, en un objeto de salida adicional de “lectura contador”, la energía consumida total para que la medida del KES y la medida del contador de nuestra compañía vayan a la par.

Por último, en instalaciones solares fotovoltaicas acogidas al esquema conocido como “Net Metering” o “Balance Neto” (pendientes de la aprobación del RD que regule la conexión a red de instalaciones de producción de energía de baja potencia), sería ideal que el KES pudiese actuar a modo de “contador bidireccional” midiendo la energía generada y la consumida, y calculando el balance por períodos, en un programa de aplicación específico.

Autor: Pere Febré

KNX Partner

Categories: Test de Productos

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