Design en implementatie van een slim framework om stroompieken te beperken in slimme huizen

Student:Laura Vanheste
Richting:Master of Science in de industriƫle wetenschappen: informatica
Abstract:In deze scriptie wordt de ontwikkeling van een framework dat stroompieken beperkt in slimme huizen besproken. Sinds de komst van het capaciteitstarief, op 1 januari 2023, is het voordeliger wanneer het energieverbruik gespreid is. Deze masterproef probeert door monitoring van verbruikers en stroomproducenten de verhouding tussen stroomproductie en stroomverbruik te verbeteren. Praktisch wordt hiervoor HTTP-communicatie toegepast. De testlocatie voor dit project is het imec/UGent HomeLab, waar apparaten gemonitord worden en hun data via het Obeliskplatform bewaard worden. Uit die dataset worden gegevens over de grootste verbruikers opgevraagd, gesorteerd en op basis van die actuele data kan beslist worden om een verbruiker uit te schakelen. Voor de aansturing van verbruikers wordt gebruik gemaakt van de aanwezige OpenHAB-installatie. Uiteindelijk is er een framework gerealiseerd dat een signaal geeft wanneer het energieverbruik te hoog ligt ten opzichte van de energieproductie. De actuele waarden worden vergeleken met gemiddeldes, minima en maxima van de afgelopen dagen. Het signaal dat wordt gegeven bij een onevenwichtige verhouding varieert: de verlichting kan van kleur of van helderheid veranderen of kan worden uitgeschakeld. In een realistische situatie zal deze implementatie een beperkte invloed hebben op het totale energieverbruik van de consument: de mogelijke energiebesparing op verlichting is immers verwaarloosbaar. Wat dit framework wel kan doen, is de bewoner bewuster maken van piekverbruik. Mocht de warmtepomp van het HomeLab aanstuurbaar zijn met HTTP, was het technisch eenvoudig om die op verminderd vermogen te laten werken, wat wel een merkbare invloed op het totale verbruik zou hebben.
Abstract (Eng):This thesis discusses the development of a framework that limits power spikes in smart homes. Since the advent of the capacity tariff, on Jan. 1, 2023, it is more beneficial when energy consumption is staggered. This master thesis attempts to improve the ratio of generated power to consumed power, by monitoring energy consumers and producers. HTTP communication is used for this purpose. The test location for this project is the imec/UGent HomeLab, where appliances are monitored and their data are stored via the Obelisk platform. From that dataset, data on the largest consumers are retrieved sorted and based on this actual data a decision can be made to switch off a consumer. The existing OpenHAB installation is used for controlling energy consumers. Eventually, a framework is implemented that signals when energy consumption is too high compared to the energy production. Actual values are compared to averages, minima and maxima of the past days. The signal given when an unbalanced ratio is detected will vary: lighting may change in color or in brightness or may be switched off. In a realistic situation, this implementation will have a limited impact on overall consumer energy consumption: after all, the potential energy savings on lighting are negligible. What this framework can do, however, is make the resident more aware of peak consumption. If the heat pump of the HomeLab was controllable with HTTP, it would have been technically easy to run it at reduced power, which would have a noticeable impact on overall energy consumption.