Comunicación presentada al IV Congreso Edificios Inteligentes:
Autor
- José Antonio Morales Sánchez, Responsable del área de I+D, Wellness Smart Cities
Resumen
GreenSoul es un proyecto H2020 que persigue una mayor eficiencia energética en edificios alterando la forma en que las personas usan el consumo de energía de dispositivos compartidos y personales. Para ello, aplica: 1) Persuasión a los usuarios para hacer sus hábitos de consumo eléctrico más sostenibles, utilizando una variedad de técnicas, desde aplicaciones sociales persuasivas hasta mecanismos de interacción física. 2) Incorporar dispositivos inteligentes para permitirles decidir de forma autónoma sobre su modo de funcionamiento con fines de eficiencia energética. El sistema aprende de los hábitos de uso, actuando cuando se detecta un comportamiento de desperdicio de energía o si los usuarios no atienden a las sugerencias proporcionadas.
Palabras clave
Edificios, Eficiencia Energética, Monitorización, Eco-Concienciación, Sostenibilidad, Inteligencia Artificial, Fidelización, Gamificación
Introducción
El 25 de octubre de 2012, la UE adoptó la Directiva 2012/27/UE sobre eficiencia energética (Energy Efficiency Directive, [Accessed June 2015]), un hito importante en la promoción de los objetivos de eficiencia energética de la UE. El objetivo final es lograr el objetivo de ahorrar 20 % del consumo de energía primaria para 2020. Para ello, la UE ordena a) una reducción de las emisiones de gases de efecto invernadero en un 20% en comparación con 1990, b) aumentar la participación de las fuentes de energía renovables en la energía consumo al 20% y c) un aumento del 20% en la eficiencia energética. El proyecto GreenSoul pretende superar 20% de eficiencia energética con una plataforma TIC potenciada por un modelo socioeconómico y de comportamiento que guía y ayuda a prácticas más respetuosas con el medio ambiente en personas, dispositivos y edificios.
Una de las principales fuentes de consumo de energía innecesario es el mal uso de los dispositivos consumidores en edificios como se puede ver en las gráficas en los sectores de servicios y residencial. Incidir en este aspecto es clave para que la UE logre sus objetivos en la mejora de la eficiencia energética en un 20%. Dentro de los edificios, el proyecto se centra en edificios públicos o los edificios de uso o interés público, los cuales todavía demandan mucha atención por parte de la comunidad investigadora e industrial. La visión de GreenSoul es que es posible superar este objetivo logrando una verdadera colaboración entre personas, dispositivos y edificios, poniendo en práctica la gama de tecnologías contribuciones establecidas por este proyecto.
Muchos factores influyen en el comportamiento y las prácticas del consumidor. Desarrollos tecnológicos, consideraciones de la situación económica general, la edad, las normas sociales, los sistemas de creencias y los rasgos culturales, las estrategias de marketing: todos desempeñan un papel importante papel en la definición de lo que consideramos una forma de vida normal. Por un lado, una investigación reciente (Simmins, J.J. (2011) «The impact of PAP 8 on the Common Information Model (CIM)». In Smart Grid, Power Systems Conference and Exposition [PSCE]) sugiere que las preferencias de los consumidores cambian con el tiempo y, en consecuencia, el enfoque debe cambiar del comportamiento del consumidor per se y sobre cómo las diferentes prácticas de consumo se arraigan en la sociedad.
La investigación sobre eficiencia energética apunta al hecho de que el vínculo entre medidas, es decir, un despliegue más amplio de Smart Meters, y análisis del comportamiento es de vital importancia porque hay evidencias que sugieren que las intervenciones técnicas por sí solas tienen menor impacto y son menos eficientes en costes si se llevan a cabo de forma aislada, es decir, sin ningún programa de acompañamiento diseñado para fomentar el cambio de comportamiento (EEA (2013). «Achieving energy efficiency through behaviour change: what does it take? «, ISSN 1725-2237, EEA Technical report No 5/2013). En este contexto, la investigación sobre el cambio de comportamiento (Department of Energy & Climate Change (2011). An introduction to Thinking about «‘Energy Behaviour’: a Multi Model Approach», gov.uk) tiene como objetivo identificar los factores educativos, sociales, psicológicos y económicos subyacentes a los patrones de consumo de energía, y definir y evaluar medidas tales como iniciativas de políticas y sistemas de incentivos que pueden influir en esos patrones.
Con respecto a los edificios públicos, un problema adicional es que sus usuarios, trabajadores o visitantes no tienen la misma conciencia y las mismas motivaciones con respecto al consumo de energía que pueden tener en sus hogares. Por lo general, los trabajadores desconocen la factura de electricidad real de su organización y sobre cómo su mal uso a menudo inconsciente de los dispositivos consumidores contribuye a aumentar el consumo y por lo tanto, sus emisiones de CO2 asociadas. De hecho, una encuesta que se llevó a cabo en edificios de 9 países distintos («Energy Efficiency in Buildings: Business realities and opportunities». (2008) World Business Council for Sustainable Development WBCSD) reconoció el papel que desempeña el comportamiento de los ocupantes, siendo tan relevante en el consumo de energía como la eficiencia de los equipos. Comprender cómo y por qué las personas se comportan de la manera en que lo hacen en la sociedad moderna nos exige no solo comprender el lado humano de la ecuación, sino también comprender en gran medida el contexto social en el que se produce este comportamiento. En GreenSoul, los aspectos económicos, psicológicos, sociológicos y educativos asociados al uso de la energía se tendrán en cuenta para comprender mejor cómo las personas usan la energía, tanto como individuos como parte de diferentes colectivos. GreenSoul tendrá en cuenta los aspectos económicos y psicológicos asociados con el uso de energía para aprender cómo afectan las elecciones de los usuarios de una manera racional. Por otro lado, GreenSoul también tiene en cuenta los aspectos sociológicos y educativos al analizar el uso de la energía que pone más énfasis en el contexto y las estructuras que determinan, interactúan y se crean por las formas en que las personas se comportan y hacen lo que hacen.
El proyecto
La propuesta de GreenSoul tiene como objetivo proporcionar una plataforma TIC de bajo coste y de bajo consumo que utilice un conjunto de activos (aplicaciones, interfaces interactivas, adaptadores de dispositivos, medidores inteligentes y un motor de apoyo la toma de decisiones) que medien en las interacciones de los usuarios con sus entornos y la energía consumida por los dispositivos presentes en ellos. GreenSoul concibe los edificios de uso público como ecosistemas de dispositivos GreenSoul que cooperan con otros dispositivos y, muy importante, con usuarios concienciados para minimizar los consumos innecesarios de energía. La plataforma TIC de GreenSoul estará apoyada en el modelo socio-económico de comportamiento que proporciona la comprensión del mismo para convertir los dispositivos que consumen energía en agentes activos en pro de la sostenibilidad, que interactúen con los usuarios de alrededor qué tan bien o mal están llevando a cabo comportamientos sostenibles, ofreciendo consejos sobre cómo utilizarlos de una manera más eficiente y respetuosa con el medioambiente e incluso adaptar automáticamente su propio funcionamiento para evitar el desperdicio innecesario de energía. En concreto el proyecto tiene los siguientes objetivos técnicos (OT) y sociales (OS).
- OT1: Implementar un adaptador inteligente GreenSoul para convertir las cosas cotidianas en elementos persuasivos, cooperativos e integrantes de una red eco-consciente.
- OT2: Dotar a los posibles sistemas de medida existentes de las propiedades GreenSoul.
- OT3: Implementar un sistema de análisis y de apoyo a la toma de decisiones que orqueste el eco-comportamiento de la infraestructura.
- OT4: Desplegar un set de aplicaciones móviles e interfaces gráficas que potencien la fidelización de los usuarios hacia la adopción de buenas prácticas en edificios de uso público.
- OS1: Proveer a los usuarios de un mejor entendimiento de lo que se consideran las políticas eco-amigables y actitudes hacia la sostenibilidad de edificios públicos.
- OS2: Mejorar la eco-concienciación en espacios públicos mediantes herramientas de persuasión.
- OS3: Promover un sistema inteligente, eco-eficiente y autónomo capaz de reaccionar a los comportamientos de los usuarios.
- OS4: Investigar la correlación de los objetivos globales de las distintas organizaciones en materia de eficiencia energética con los individuales de cada usuario
- OS5: Aplicar análisis basados en evidencias usando los datos adquiridos en los pilotos de validación desplegados en 5 países distintos, desde las perspectivas económicas y de comportamiento.
- OS6: elaborar un plan de negocio para la explotación comercial de los modelos y sistemas desarrollados.
Material y métodos
El proyecto GreenSoul se desarrolla en torno a los siguientes elementos:
Modelo socio-económico de comportamiento que analizará el comportamiento de los usuarios, propondrá y evaluará mecanismos alternativos para motivarlos a ahorrar energía en función de las características de sus espacios compartidos y los colectivos de personas usuarias de ellos. Las estrategias conductuales y de retroalimentación se probarán en campo a lo largo de cada piloto, lo que implica la prueba de estas estrategias en entornos transculturales. El objetivo es aumentar la validez externa de los resultados de la investigación (por ejemplo, para evaluar qué tipo de poblaciones tomar y realizar la mejor estrategia de incentivo). Estos mecanismos tienen que transferir los beneficios de estos ahorros para los individuos y para el colectivo, para así alentar su cambio de comportamiento.
Analizadores inteligentes. GreenSoul aprovechará el uso de medidores inteligentes existentes, integrándolos en la plataforma de gestión del proyecto. De hecho, GreenSoul pretende convertir los medidores en analizadores inteligentes que no solo monitorizan sino que también pueden orquestar los dispositivos que consumen energía y sugerir persuasión e incentivación para los usuarios y grupos como resultado del análisis continuo de sus prácticas de comportamiento de consumo de energía.
GreenSoul-ed Things. GreenSoul tiene como objetivo agregar una conciencia de consumo de energía y capacidad de actuación a los dispositivos de concienciación. Para eso, usa dispositivos que se conectan fácilmente a los dispositivos de uso diario, conviértelos en elementos fáciles de estar conectados entre sí. Estos dispositivos con capacidades aumentadas interactuarán con los usuarios para ayudarlos, instruirlos y guiarlos a reducir su consumo. No todos los dispositivos se concebirán desde cero, sino que el objetivo es utilizar los objetos existentes mejorados con tecnología de bajo costo que suministrarán datos a los analizadores inteligentes.
Interfaces de persuasión e incentivación. Las aplicaciones sociales y contextuales móviles ayudarán al usuario a controlar su consumo, así como compararlo con el de usuarios de perfiles similares y darle consejos para reducir este consumo en función de las recomendaciones hechas por el motor de análisis y apoyo a la toma de decisiones. Varias interfaces conceptuales serán adoptadas con el objetivo final de educar a los usuarios y cambiar su comportamiento. Estas interfaces se enriquecerán con mecanismos de persuasión (por ejemplo, gamificación, etc.) adaptados a los perfiles de los usuarios, para incluso aumentar el resultado y el efecto en los usuarios. El objetivo de integrar estos mecanismos dentro de los dispositivos, son dos: a) evaluar cuáles son los medios/canales más efectivos para retroalimentar a los mecanismos persuasivos e incentivos seleccionados, es decir, cuáles son los principales que hacen que las personas se comporten de manera más eficiente; b) dotar a los mecanismos de interacción en tiempo real con los usuarios. De hecho, según los estudios revisados y la experiencia de los socios del proyecto, el envío de señales persuasivas en tiempo real tiene un índice de impacto mucho mayor.
Motor de análisis para asistir a la toma de decisiones. GreenSoul desplegará un sistema inteligente para conseguir de forma automática ahorros de energía y reducción de emisiones, los datos adquiridos por los Smart Analyzers, GreenSoul-ed things y elementos existentes, serán analizados en la nube y un motor de decisión irá generando la combinación de mejores acciones pertinentes de actuación y persuasión de los usuarios que correspondan para lograr incidir de la mejor manera en la práctica de políticas eficientes. El motor de análisis basado en la nube realizará el aprendizaje automático y el análisis predictivo sobre los conjuntos de datos generados en cada edificio, estos modelos serán entrenados y calibrados, para poder predecir el estado global del edificio con respecto al consumo de energía. Para este fin, análisis de datos También se utilizarán técnicas big data para manejar la gran información heterogénea (consumo de energía, estado del dispositivo, información del edificio, ocupación, etc.) recolectados del edificio, que en combinación con modelos de inferencia de reglas que alimentarán el motor de soporte de decisiones de GreenSoul, que tomará decisiones autónomas en caso de que comportamientos ineficientes de consumo energético sean detectados (por ejemplo, luces o sistemas de refrigeración que los usuarios han olvidado apagar, etc.).
Reconocimientos
El consorcio está formado por:
Wellness Smart Cities, una compañía española de base tecnológica que provee soluciones en el sector de las Smart cities, es la coordinadora del proyecto y es la encargada de dotar de inteligencia a los elementos existentes en los edificios si los hubiera, desplegar sus Smart Analysers en cada piloto junto con su sistema de control WeSave que representa la capa de visualización de los datos adquiridos en proyecto así como participar en la estrategia de mercado y explotación de los desarrollos previstos. Son los responsables del piloto que se despliega en Sevilla
Universidad de Deusto, la unidad de la universidad bilbaína, DeustoTech-Energy lidera los desarrollos de los dispositivos eco-conscientes que interactúan con los usuarios de los edificios, así como los estudios para la generación de los modelos de comportamiento y mecanismos de persuasión. Lideran los despliegues de las estrategias de concienciación entre los usuarios así como en la difusión de resultados de carácter científico que se deriven del proyecto. Son los responsables del piloto que se despliega en Bilbao
Centre for Research and Technology Hellas, este centro de investigación griego lidera los desarrollos de los modelos socio económicos que modelan parte del comportamiento de los usuarios de los edificios de los pilotos. Son los responsables del middleware de datos y el motor de asistencia a la toma de decisiones. Participa en los desarrollos de los dispositivos GreenSoul-ed y se encarga de difundir resultados científicos de los modelos implementados. Son los responsables del piloto que se despliega en Salónica.
Cambridge Cleantech, son los responsables de uno de los pilotos que se despliegan en Cambridge, lideran la diseminación del proyecto enfocándose en el público más relacionado con el negocio y la posterior explotación, así como la organización de eventos relacionados con el proyecto.
CERES, son responsables de las técnicas de fidelización de los usuarios, así como de las aplicaciones móviles que se desarrollarán para garantizar las buenas prácticas entre los usuarios de los edificios. Participan activamente en los distintos eventos y actividades de difusión, son responsables de la creación de la web del proyecto.
Allia, son los responsables del segundo piloto que se despliega en Cambridge, concretamente en su centro de negocios Allia Future Business Centre.
4ward Energy Research GmbH, involucrados en el análisis de requisitos previos, así como en la definición de los requisitos funcionales y no funcionales del sistema. Dan apoyo a la generación de los modelos y a la validación de los impactos de las técnicas desplegadas. Participan en las tareas de difusión y estandarización.
Energy and Innovation Centre of Weiz, lidera la definición de la arquitectura, así como la definición de escenarios y casos de uso. Es responsable de la generación de KPIs que validen la consecución de los objetivos y analizará el impacto socio económico de la solución. Son los responsables del piloto en Weiz.
Municipality of Pilea–Hortiatis, este municipio de la región de Salónica es el responsable del piloto desplegado allí y participará activamente en la evaluación KPIs así como en la medición de los impactos socioeconómicos del proyecto.
Ecolution integrated renewable technologies, estarán involucrados en las instalaciones de los sistemas en los pilotos del Reino Unido.