Elettrodomestici PowerCAP

Oggi vorrei parlare di una possibile innovazione nel campo degli elettrodomestici, una innovazione che magari in parte qualche casa produttrice spero stia elaborando, come evoluzione delle classi di consumo. Tutti oramai infatti sappiamo che se compriamo un nuovo elettrodomestico è meglio che sia in classe di consumo A o superiore; questo risolve una parte del problema e cioè quanto l'elettrodomestico può essere efficiente.

Esistono però elettrodomestici e attività, non sempre strettamente necessarie, che richiedono comunque molta enegia e la cui contemporaneità può far schizzare i consumi in alto e la levetta del contatore Enel in basso a causa del sovraccarico. Buona parte dell'utenza residenziale ha 3.3KW di potenza e se la deve far bastare. Non esiste niente di umanamente concepibile in una casa che consumi così tanto, ma chi ha una donna in casa che armeggia con gli elettrodomestici sa che il concetto di bilancio energetico e calcolo dei consumi è ben lontando dalle sue possibilità. La donna, per sua natura, è multitasking senza però alcun sistema di controllo, lei prende ed attacca la lavatrice a 40 gradi, il microonde a 600 watt e il condizionatore... ed è tentata di mettere il ferro da stiro acceso alla massima potenza in frigo per vedere l'effetto che fa.

Da qui la domanda: abbiamo bisogno di tutto questo e tutto in contemporanea? Abbiamo bisogno, di contro, di 6KW o 9KW di potenza in casa per soddisfare queste esigenze da industria metallurgica? Probabilmente no, ma non lo sappiamo. Lo sa forse il nostro contatore, lo sanno forse gli elettrodomestici e chi li ha progettati, ma non noi.

L'idea

Che cosa potrebbe salvarci da questa fame di energia elettrica o meglio questa cattiva gestione del bene? Forse degli elettrodomestici più furbi, o meglio degli elettrodomestici cooperativi tra loro che decidano assieme cosa è meglio per noi, degli elettrodomestici PowerCap. No, non cercate questo nome online perché non penso sia associato ad alcune tecnologia di questo genere, è un nome tirato a caso e che ha attinenza col problema, cioè con la limitazione della potenza utilizzata in funzione della sua effettiva necessità.

Partiamo da un concetto: in casa abbiamo due principali tipi di consumi, quelli non posticipabili e legati ad una necessità del momento, come ad esempio le luci (non tutte, diciamo per semplicità che sia così) o il forno a microonde, e quelli traslabili nel tempo perché non legati ad una reale necessità ma legati ad attività di lunga durata o di mantenimento di uno stato, come ad esempio il condizionatore, il frigorifero oppure anche la lavatrice o il ferro da stiro.

Il posticiparli può dipendere da noi, basterebbe infatti decidere di non stirare quando si lava oppure di sospendere il condizionatore mentre si accende il microonde, ma può anche essere in qualche modo automatizzabile secondo dei principi di priorità. Per intenderci basterebbe decidere cosa è più importante tra il condizionatore ed il microonde (il questo caso vince il secondo), oppure tra il frigorifero e la lavatrice (anche qui vince la seconda, spostando il ciclo di raffreddamento del frigo di qualche minuto senza alcun danno per le cibarie).

Come realizzare questo automatismo? Basterebbe mettere in comunicazione gli elettrodomestici, facendolo però secondo due principi fondamentali:

• la modularità

• l'uso di un protocollo aperto con eventuali versioni retrocompatibili

entrambi alla fine sono figli dello stesso principio: la condivisione. In pratica un sistema di questo genere non può prescindere dall'esistenza di uno standard aperto legato ad un forum, come lo è ad esempio lo standard DVD, e dalla capacità del sistema di espandersi in maniera lineare senza differenze di marca o di modello. La tecnologia di connessione potrebbe essere ad esempio wireless e di tipo mesh, cioè senza necessariamente avere un punto centrale e con la possibilità di espandersi man mano che si aggiungono apparati.

Funzionamento

Come può funzionare una tecnologia del genere? Partiamo dal presupposto che esista un forum PowerCAP in grado di decidere uno standard 1.0, costituito da API (probabilmente protocollo HTTP e interfaccia SOAP, per renderla semplice), frequenze e protocolli radio. Diciamo anche che alla fine si tratti di una rete IP privata su indirizzamento ipv6 dedicato, lo dico per semplificare al massimo l'interoperabilità.

Casa piccola, due o tre elettrodomestici base quali il frigorifero, la lavatrice ed il ferro da stiro. Arrivano, li attacco alla corrente, ognuno diventa una parte di questa rete di casa,ovviamentei tre non si conoscono tra loro e quindi diventano piccole isole. Vado dal primo, magari quello sempre acceso (il frigorifero) e gli dico che ho degli amici con cui farlo parlare, lui mi dice che ho 120 secondi per accoppiarli. Prendo la lavatrice e dico "aggregati" (tasto Accoppia P.CAP a lato), prendo un attimo il ferro da stiro e faccio la stessa cosa. Finito, la rete di casa è configurata.

Cosa può fare per me PowerCAP in questo momento? Beh, in questo momento i miei elettrodomestici non sanno quanta potenza c'è a disposizione, ne quanto consumi il resto della casa, quindi può adottare un comportamento che possiamo ritenere conservativo. Se, non escluso che sia possibile, non viene dato un tetto ai consumi questi tre elettrodomestici vedranno di fare quel che potranno comunicando tra loro.

Accendo la lavatrice, la imposto a 40 gradi quindi è necessario il riscaldamento dell'acqua; non è sempre necessario, solo durante certe fasi del lavaggio. Quando è quasi ora di avviare il riscaldamento, la lavatrice comunicherà con gli altri elettrodomestici il fatto che si prepara a consumare parecchia corrente (diciamo che dichiari 800W) e quindi chiede agli altri se è possibile; in questo momento si indice una sorta di elezione per valutare quali sono i consumi posticipabili nel tempo, in base a griglie preimpostate che, in questa situazione, non sono modificabili. Il frigorifero dice che in questo momento la sua situazione è stabile (non interessa agli altri quale sia la temperatura della cella, solo il fatto che non prevede consumi) e che il suo consumo (dovuto all'azione del compressore) è comunque posticipabile fino a 10 minuti; fino a quel momento il cosumo previsto è di 40W. Del ferro da stiro non si sa nulla, probabilmente è scollegato. Passano i 30 secondi di timeout, la lavatrice è autorizzata ad andare avanti.

Come detto si tratta di un comportamento conservativo e senza sapere qual'è il reale limite dell'impianto elettrico: semplicemente due elettrodomestici, che comunque avrebbero potuto lavorare contemporaneamente, si sono comunque messi d'accordo per ridurre i consumi. Mettiamo il caso che qualcuno apra il frigorifero e lo lasci aperto per circa un minuto. La temperatura della cella cala e il frigorifero, tramite la sua elettronica e la sonda interna, rileva che è il caso di attivare il compressore; verifica, tramite PowerCAP, la situazione e dopo un bilancio fatto con la lavatrice emerge che tra cinque minuti il suo carico scenderò di nuovo a 100W. Il frigorifero, in base alle griglie predefinite, decide che può aspettare, attende 5 minuti, riverifica la situazione e poi attiva il compressore.

Diciamo ora che la casa si ingrandisce, si compra un microonde ed un condizionatore; tutti dotati di PowerCAP e tutti  registrati tra loro. Si fa ora di cena, c'è sempre il frigorifero che muggisce in cucina, ma c'è anche il microonde pronto a partire a 800W ed il condizionatore a palla. Qualcuno preme start sul microonde, questo fa un paio di beep per far capire che ha ricevuto il comando e contatta immediatamente il resto della casa dicendo che consumerà 850W per due minuti.

Il frigorifero non ha nulla in contrario, il condizionatore invece è in pieno rettilineo a gas a manetta cercando di combattere il caldo dato che la sua sonda comunica che temperatura ed umidità sono ancora troppo alti. La griglia di priorità di default dice che il microonde ha la priorità; si tratta dello stesso concetto applicato al multitasking dei sistemi operativi desktop recenti, dove i processi legati all'interattività (il desktop utente) hanno priorità rispetto a processi in background. Il microonde acquisisce priorità,  ma il condizionatore che può fare? Può ridurre i suoi consumi, riducendo la potenza delle ventole e del sistema di condizionamento o mettersi in pausa, sfruttando la temperatura raggiunga dalle celle e facendo solo circolare aria. Due minuti, il tempo di cuocere con il microonde, e poi eccolo ripartire.

Controllo sui consumi

Fino ad ora abbiamo parlato di una cooperazione tra elettrodomestici compatibili, senza però un reale controllo dei consumi. Magari abbiamo 6KW e questi consumi non ci fanno paura, magari abbiamo anche la lavastoviglie

e sei condizionatori e potremmo consumare di più; un modo è quello di configurare, tramite un display su quasiasi dispositivo, il limite massimo di watt consentiti agli elettrodomestici (dobbiamo contare che non tutto è sotto PowerCAP, ad esempio non lo sono le lampade, il PC o la caldaia) oppure installare una prima estensione di questa rete, il MeterCAP.

Come tutti gli altri dispositivi si accoppia in un attimo con uno qualsiasi degli elettrodomestici, ma ha il vizio di eleggersi master. Si installa nel quadro elettrico, non occupa più di due unità DIN e si mette tra l'interruttore generale e i vari sezionatori di zona. La prima cosa che fa, come si può vedere, è dirci quanto consumiamo e noi, se non lo abbiamo già fatto in precedenza, configuriamo la potenza massima a disposizione per tutta casa... il contratto che abbiamo, insomma, anche se esce dalla scatola già configurato per 3.3KW. Se avevamo già configurato la potenza altrove, questa informazione è già inserita, perché tutti i dispositivi PowerCAP detengono una copia versionata del database degli apparati e delle configurazioni.

A cosa serve? Da ora in poi gli elettrodomestici avranno un alleato in più a cui chiedere quale sia il consumo globale e quali siano le risorse a disposizione; nessun elettrodomestico PowerCAP potrà più sforare il bilancio energetico, il MeterCAP terrà in considerazione ovviamente una percentuale di potenza di riserva per consumi inattesi e fuori dal suo controllo e in caso di improvviso picco interverrà immediatamente sui carici distaccabili senza particolari problemi, sempre in base alle griglie preimpostate. Da ora in poi la nostra casa è al sicuro.

Domotica e controllo

La nostra casa ha preso vita, si autogestisce secondo profili di consumo standard, ma non parla con noi. Si, cuoce il pollo quando gli diciamo di farlo, lava i vestiti quando lo richiediamo, ci permette di stirarli (sempre con una collaborazione tra caldaia del ferro e gli altri elettrodomestici) ma sostanzialmente siamo ancora degli estranei per lei. A questo punto possiamo fare un piccolo salto di qualità ed installare un gateway, una interfaccia tra il nostro mondo ed il suo mondo, l'HomeCAP.

Quest'interfaccia viene venduta da quasi tutti i principali produttori di elettrodomestici ma anche di elettronica, perché è un gingillo che comunica da un lato con la rete wireless PowerCAP, dall'altra con la nostra rete locale, che si Wireless o più probabilmente con un cavo Ethernet per una questione di compatibilità. Quest'interfaccia può essere personalizzata dal punto di vista grafico e può avere funzionalità estese di configurazione, ma ovviamente si baserà sulle funzionalità PowerCAP 1.0 fornite da tutti i dispositivi.

Cosa può significare allora "funzionalità estese"? Può significare che possiamo, da qui, configurare gli orari di partenza o di esercizio settimanale di alcuni elettrodomestici se non tutti (alcuni a nostro rischio e pericolo forse, come il frigorifero). Funzionalità magari che questi elettrodomestici già hanno, ma ora possono rendere disponibili in maniera organica e uniforme sotto un'unica interfaccia, magari visualizzabile anche su TV senza la necessità di un computer, come se l'HomeCAP fosse un altro decoder digitale terrestre connesso in HDMI o Scart. Può mostrarci l'andamento dei consumi se abbiamo il MeterCAP (non strettamente necessario), può permetterci di modificare il profilo di consumo standard, memorizzandolo poi come backup su tutti i dispositivi come detto. Può infine permetterci, se la versione che abbiamo acquistato lo prevede, la configurazione con un sistema di domotica preesistente come BTicino MyHome o Vantage Infusion. Potrebbe anche parlare con il regolatore di carica del pannello solare di casa, se fosse possibile, per organizzare i consumi compatibilmente con la potenza a disposizione, o quando le tariffe del gestore sono più vantaggiose e per saperlo bastarebbe configurare il gestore e il proprio tipo di contratto, per poter scaricare dallo stesso la configurazione XML.

Costi e fattibilità

Partiamo da un assunto: è tutto fattibile, è tutto possibile con algoritmi ad oggi già utilizzati in altri ambiti, anche dallo stesso gestore della rete elettrica nazionale. Partiamo da un altro assunto, il costo di una elettronica di questo genere su singolo dispositivo costa, a me privato cittadino, non più di 50$ il che significa che probabilmente può costare attorno ai 15$ o meno al produttore. Questa elettronica consuma poco e non è detto che debba sempre essere attiva; se la lavatrice è spenta non è necessario che la sua elettronica PowerCAP sia attiva, la rete può fare a meno di lei, ma il tempo di avvio del sistema (ibernato o avviato da zero) deve e può aggirarsi sui 10 secondi, il tempo che anche ora impiega la mia lavatrice per capire "dove diavolo si trova e come mai la sua anima si è reincarnata in un coso con l'oblò".

Tra ricerca e sviluppo di una prima famiglia di elettrodomestici può passare non più di un anno ed i costi, tra materiali e ricerca, sono facilmente ammortizzabili su una fascia medio-alta di prodotti incidendo sul prezzo di circa il 5%. Non parlo quindi del ferro da stiro da 25€ in offerta, ma ovviamente di elettrodomestici dal costo minimo di 120€ a cui può comunque accedere facilmente una buona parte della popolazione interessata ai problemi energetici.

Speriamo bene di vedere qualcosa di simile nei nostri megastore tra qualche anno.