Progettazione e implementazione di un sistema per la gestione dell'energia in ambito domestico, con interfaccia utente Android

Power consumption by household users continues to rise throughout the world, as a result of both the growing number of appliances and the operation of such appliances, which is not always efficient. A possible solution to this problem is the Smart Grid, a communications network supporting the electrical grid and capable of providing the information required for a smarter use of power. In order to allow household users to become active parts in Smart Grids, a flexible interaction between these two entities must be ensured. This interaction should be based on the optimization of the tasks to be carried out, and on the exploitation of local power generation, if any. This work focuses on the management of appliance operation. In particular, it proposes a system which can efficiently control the power consumption of clusters of households, so as to ensure benefits to both users and the grid itself. Smart scheduling of the operation of electrical equipment allows users to benefit from cheaper off-peak power rates, while also helping to prevent peaks in the aggregate demand of power. The proposed system integrates a network of sensors designed to monitor power consumption in households. Through the use of an optimization algorithm, it also provides daily appliance operation schedules to the cluster of homes it is connected to. The interaction with the user takes place by means of an application designed for mobile devices. This application provides the user with the information calculated by the system, as well as other useful data, such as the instantaneous power consumption and relevant statistics.

I consumi elettrici in contesti residenziali sono in continua crescita a livello mondiale, a causa dell'aumento del numero di elettrodomestici presenti, ma anche per via di un loro impiego non sempre efficiente. Una possibile soluzione a tal problema è rappresentata dalla Smart Grid, una rete di comunicazione a supporto della rete elettrica in grado di fornire le informazioni necessarie a una gestione più accorta dell'energia. Per rendere l'utenza domestica parte attiva delle Smart Grid, occorre instaurare una interazione flessibile tra queste due entità, basata sulla ottimizzazione delle attività da svolgere e sullo sfruttamento di eventuale produzione elettrica locale. Questo lavoro di tesi si focalizza sulla gestione dell'uso degli elettrodomestici, proponendo, in particolare, un sistema in grado di controllare efficientemente i consumi elettrici di gruppi di case al fine di ottenere benefici sia per l'utente che per la rete stessa. Programmando intelligentemente l'utilizzo dei dispositivi elettrici, infatti, è possibile trarre guadagno sfruttando le tariffe orarie, e al contempo evitare picchi nella richiesta aggregata di energia elettrica. Il sistema proposto integra al suo interno una rete di sensori con lo scopo di monitorare il consumo di energia delle abitazioni. Inoltre, tramite l'impiego di un algoritmo di ottimizzazione, lo stesso fornisce programmi di esecuzione giornalieri degli elettrodomestici al gruppo di case a cui è connesso. L'interazione con l'utente avviene mediante una applicazione per dispositivi mobili che permette di ricavare le informazioni calcolate dal sistema, nonché altri dati utili quali il consumo istantaneo e statistiche.