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Aug 23, 2023

Iluminando el camino hacia la sostenibilidad con PoE

Según el Departamento de Energía de EE. UU., los edificios comerciales son responsables

Según el Departamento de Energía de EE. UU., los edificios comerciales son responsables de aproximadamente el 18 por ciento de la energía total consumida en este país. Por lo tanto, reducir el consumo de energía, edificio por edificio, podría tener un gran impacto.

Es una suposición segura que gran parte de ese poder se desperdicia innecesariamente. Por ejemplo, durante el cierre por la pandemia, la reducción de la energía utilizada en los edificios comerciales de la ciudad de Nueva York fue significativamente menor que la caída en la ocupación de esos edificios.

Ese hecho respalda mi opinión de que el control inteligente de los sistemas de construcción podría contribuir en gran medida a mejorar la eficiencia energética.

Para ver las posibilidades, tuve una conversación con Akram Khalis, CTO de MHT Lighting, Inc., Staten Island, NY, sobre su sistema de control de iluminación, que se basa en Power over Ethernet (PoE). La característica única de una red PoE es que con un solo cable de bajo voltaje, puede encender la iluminación, controlarla y recopilar información detallada sobre los patrones de uso. Y también puede usarlo para coordinarse con otros sistemas de construcción, como HVAC y cubiertas de ventanas eléctricas.

PoE permite que un solo cable Ethernet de par trenzado proporcione tanto datos como energía eléctrica. Los sensores, las cámaras y los puntos de acceso han estado usando energía PoE desde hace algún tiempo, pero la iluminación se ha pasado por alto en gran medida. Sin embargo, el cambio a LED de bajo consumo para la iluminación general ha hecho que sea razonable utilizar PoE como fuente de alimentación para la iluminación.

Con la iluminación, ya tiene una red instalada en todo el edificio. Por lo tanto, si la iluminación funciona con PoE, puede agregar sensores a los dispositivos de iluminación y capturar una imagen extremadamente granular y detallada del edificio vivo. Al exportar datos de esos sensores a través de Ethernet, puede acumular información como la temperatura promedio, la humedad promedio, el nivel de luz promedio por área y las tasas de ocupación de la habitación.

"No puedo encontrar un punto de acceso que no sea PoE, pero nunca prestamos atención al equipo de muy alta densidad en el edificio, que es la iluminación: está en cada oficina, en cada habitación, en cada pie cuadrado. Es la manera para iluminar el edificio", dijo Khalis.

El sistema MHT puede generar hasta 90 vatios, la mayor parte de los cuales puede alimentar los LED, normalmente a 10 vatios por lámpara. La energía restante se puede utilizar para sensores. Y ahí es donde brilla la utilidad de los sistemas de iluminación PoE.

Hay dos formas principales en que un sistema de construcción automatizado puede reducir el uso de energía:

Se pueden coordinar diferentes sistemas para reducir automáticamente la energía, por ejemplo, iluminación y HVAC.

Los sensores distribuidos pueden recopilar información sobre las condiciones del edificio y, por medio de un tablero, generar informes de kWh en función del tiempo, a medida que varían las condiciones. Esto puede proporcionar información crítica que indique lo que contribuye al aumento del consumo de energía.

Con la plataforma de software Inspextor® de MHT, puede planificar acciones coordinadas para reducir el uso de energía de un edificio. La plataforma puede rastrear el uso de kWh y correlacionarlo con eventos en el edificio, como qué habitaciones están ocupadas en ciertos momentos. Entonces, por ejemplo, las reuniones podrían reprogramarse para reducir la demanda máxima de energía.

El motor de IA de MHT puede convertir datos sin procesar en información significativa y enviarlos de regreso a un ser humano a través de un mecanismo de informes de panel.

Puede usar la plataforma para crear objetivos de ahorro de energía y luego guiarlo para implementarlos, en lugar de trabajar hacia atrás apagando las luces y apagando el HVAC para medir sus efectos.

Con Inspextor, puede predefinir su objetivo, por ejemplo, reducir el consumo en un 5-10 %, guardar ese objetivo y, con la función de tablero, ver cómo cambian los números estadísticamente.

El tablero puede mostrar el consumo real; proyecte lo que sucedería con el tiempo con el consumo si no hiciera nada; y lo que podría lograrse siguiendo un plan sugerido.

La información se puede utilizar de dos maneras diferentes.

El administrador de un edificio puede obtener información sobre la utilización del espacio y la ocupación máxima durante el día, la semana, el mes y el año, y luego ajustar las políticas de iluminación programadas en la plataforma, así como las políticas para otros sistemas del edificio. Un beneficio adicional es que las políticas también se pueden utilizar para mejorar el entorno laboral de los empleados.

La inteligencia artificial puede aprender hábitos y operaciones frecuentes del edificio y hacer pequeños ajustes incrementales por sí misma. Puede reconocer patrones y ajustar la salida de lúmenes según las previsiones de ocupación o las mediciones del nivel de luz ambiental.

Los sensores montados en la iluminación pueden detectar si una sala de conferencias está ocupada y, con un sensor térmico de ocupación en cada esquina de la sala, incluso puede detectar de forma anónima la cantidad de ocupantes.

Si la habitación está desocupada, la acción más obvia será apagar las luces.

Si la habitación está desocupada, esa información puede dirigir las persianas motorizadas conectadas en red para oscurecer la habitación y reducir la carga en el sistema HVAC.

Con la adición de sensores de nivel de luz, los LED se pueden atenuar automáticamente desde el 100 por ciento hasta el uno por ciento para aprovechar la luz del día ambiental, mientras se mantiene un nivel de luz constante en la habitación: recolección de la luz del día.

HVAC se puede ajustar en función del número de ocupantes.

Sin duda, es factible y extremadamente inteligente construir una red PoE basada en el control de la iluminación si está construyendo un nuevo edificio.

También tiene sentido si está realizando una remodelación profunda, donde está renovando y reemplazando los sistemas del edificio con el objetivo de reducir el consumo de energía.

Si usted es el propietario de un edificio nuevo, debe considerar preparar el edificio para el futuro. Estará encerrado en cualquier sistema que instale ahora durante al menos 10-12 años.

Hay muy buenas razones para instalar sistemas de iluminación PoE.

Reduce el tiempo y el gasto de tener cableado de energía eléctrica instalado. Los cables de red no requieren un electricista calificado para instalarlos y pueden ubicarse en cualquier lugar.

Sin estar atados a una toma de corriente, los dispositivos como las cámaras IP y los puntos de acceso inalámbrico se pueden ubicar donde más se necesiten y reubicarse fácilmente si es necesario.

La entrega de PoE es inteligente y está diseñada para proteger los equipos de red de sobrecargas, falta de potencia o instalación incorrecta.

La energía PoE proviene de una fuente central y universalmente compatible en lugar de una colección de adaptadores de pared distribuidos. Puede ser respaldado por una fuente de alimentación ininterrumpida o controlado para deshabilitar o restablecer fácilmente los dispositivos.

Tener energía disponible en la red significa que la instalación y distribución de conexiones de red es simple y efectiva.

Una vez que la red está instalada, es relativamente fácil agregar nuevos sistemas, incorporar tecnologías futuras que estén disponibles.

El uso de PoE facilitará el camino para participar en programas de respuesta a la demanda (DR) de servicios públicos.

Estamos viendo cada vez más leyes y regulaciones gubernamentales destinadas a reducir el consumo de energía en los edificios. Por ejemplo, la ley local 97 de la ciudad de Nueva York penalizaría a los propietarios de edificios según el perfil del edificio. Caracteriza cada edificio en función de su tamaño y caso de uso y le permite utilizar una cantidad específica de energía. "Yo diría que más del 80% de los edificios en Nueva York no están en ese perfil, lo que significa que están siendo sancionados o serán sancionados si no toman una decisión", dijo Khalis. “Entonces, creo que ese es un factor muy importante ahora. Los clientes ven venir grandes multas.

En realidad, hay más de un resultado final.

Lo primero y más importante es la recompensa en la reducción del consumo de energía, algo que necesitamos a escala mundial.

Para el propietario del edificio, menos energía significa facturas de servicios públicos más bajas.

Un mejor ambiente de trabajo, lo que conduce a una mayor productividad.

El costo reducido del cableado de bajo voltaje en comparación con el cableado y los accesorios de CA estándar.

Simplificar la instalación de tecnologías futuras.

Evitar multas y calificar para incentivos gubernamentales.

Este artículo fue escrito por Ed Brown, editor de Sensor Technology. Para más información, haz clic aquí .

Este artículo apareció por primera vez en la edición de febrero de 2023 de la revista Sensor Technology.

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