Un grupo de investigadores del Laboratorio Nacional de Energía Renovable (NREL) analizó las tendencias tecnológicas en las viviendas, dando como resultado que había una necesidad común en herramientas para edificios, planificación de redes y análisis estratégico. Es decir, se requería una forma de modelar las tecnologías de construcción inteligentes y equipos controlables en el hogar. Esa necesidad generó la idea del modelo de Energía Residencial Controlable de Alta Resolución Orientada a Objetos (OCHRE), que simula una variedad de equipos detrás del contador, que van desde una sola casa hasta miles de edificios conectados a la red simultáneamente.
Según los investigadores, con los cambios en la forma en que la gente usa la energía, se necesitan mejoras en los modelos energéticos de los edificios, que anteriormente no tenían en cuenta la controlabilidad de los dispositivos ni los impactos en la comodidad de los ocupantes.
OCHER es una herramienta de código abierto que modela el consumo de energía del hogar, tanto eléctrica como de gas natural, en alta resolución, hasta un solo minuto. El modelo incorpora equipos HVAC controlables, calentadores de agua, vehículos eléctricos, energía solar fotovoltaica y baterías, y permite a los investigadores crear modelos en una diversidad de edificios, incluidas métricas geográficas y basadas en la equidad.
La resolución temporal de OCHRE es lo que destaca, ya que proporciona una evaluación más detallada de los impactos cuando se conecta a la red. Las series de tiempo de 1 minuto y los controles permiten a los investigadores modelar el encendido y apagado del sistema HVAC, por ejemplo, donde otras herramientas lo configurarán a un valor de carga parcial constante durante períodos de tiempo más largos.
Además, esta herramienta cuenta a las personas en el modelado de edificios. En lugar de simplemente asumir cómo una carga de energía HVAC cambiaría durante un evento, OCHER considera cómo de caliente o frío se vuelve el espacio habitable, y tendrá en cuenta si el usuario se queda sin agua caliente. El cambio de carga puede beneficiar a la red, pero sólo funciona si se garantiza que las personas siguen estando cómodas.
Desarrollo y pruebas de nuevas estrategias de control
La capacidad de modelar la envolvente térmica del edificio, junto con las interacciones entre cargas eléctricas y térmicas para diferentes estrategias de control, permitirá a los responsables de la toma de decisiones ver cómo cambian las cargas de energía. OCHER también permite a los usuarios desarrollar y probar rápidamente nuevas estrategias de control para dispositivos, ayudando a las personas a determinar cómo sería un control óptimo y qué sensores se necesitarían para implementar dicho control.
Comprender estas compensaciones es importante para evitar costosas actualizaciones de paneles eléctricos y sistemas de distribución y para las comunidades conectadas del futuro. OCHER está basado en Python y aprovecha las capacidades de las herramientas de modelado establecidas de NREL, incluidas EnergyPlus, BEopt, ResStock, System Advisor Model (SAM) y Electric Vehicle Infrastructure-Projection Tool (EVI-Pro).
Construido pensando en un uso interdisciplinario, OCHER integra los modelos de edificios residenciales precisos y controlables en una variedad de proyectos diferentes. Al integrarse con ResStock, una herramienta de análisis de energía residencial a gran escala, OCHER puede simular edificios según el nivel de ingresos y otras métricas basadas en la equidad para ayudar a los tomadores de decisiones a comprender las implicaciones de los programas de financiación, los códigos de construcción o las tecnologías emergentes.
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