Desarrollo de una aplicación basada en software libre y tecnología IOT que genera recomendaciones para la transición de energía eléctrica a renovable en una vivienda

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Resumen

The ecological impact of fossil fuels is a global concern that requires effective and sustainable solutions. The transition to renewable energy sources is essential for combating climate change and preserving our natural environment. Energy meters are vital for understanding residential consumption, which is measured in KW/h. However, these systems lack the ability to generate reports. Therefore, this thesis presents a partial solution to this problem with a software-based application that incorporates hardware with IoT (Internet of Things) technology. This allows for the monitoring of electrical consumption data in residential (alternating current) systems, facilitating analysis of electricity consumption in each of the electrical circuit boxes. Subsequently, the application performs an analysis to generate important recommendations for the implementation of alternative energy sources in a household. The application will present the data through a graphical interface and generate a document with recommendations for the feasibility of transitioning to renewable energy. The main intention is to provide technicians and some users who do not have specialized knowledge with an easy-to-understand presentation of the information, in order to reduce time and costs. The methodology for implementation according to the project objectives is based on designing a combined hardware and software solution that allows for the registration of a household's electrical consumption information on a server through a wireless network. First, the necessary electronic components for the development of the hardware device will be defined. Second, flowcharts will be elaborated referring to the functioning of the IoT device and software solution. Lastly, an initial assembly will be made to develop the necessary algorithms to validate the functioning of the proposed solution. With the development of this proposal, users have a source of data that will serve as a decision-making tool for the transition to alternative energy sources for any home in Colombia. This work represents an advancement in the IoT and alternative energy sector, as it makes data collection and analysis simpler. It is expected that in the future, this solution will reduce the costs associated with the transition process of alternative energy generation in Colombian households, positioning Colombia as a pioneer in the creation and maintenance of such systems. In addition to fulfilling its main purpose of generating recommendations for the transition from electric to renewable energy in a household, the construction and architecture of the solution allow it to be used as an energy consumption monitoring system in households, even after the installation of alternative energy generation systems. Therefore, it is viable to generate a profitable business model that promotes the distribution and use of the solution.

Descripción

La huella ecológica de los combustibles fósiles es un asunto de preocupación mundial que demanda soluciones efectivas y sostenibles. La migración hacia fuentes de energía renovable es esencial para combatir el cambio climático y preservar nuestro entorno natural.. Los medidores de energía eléctrica son vitales para conocer el consumo residencial. El consumo residencial se mide en KW/h sin embargo, estos sistemas no tienen la capacidad de generar informes. Por lo anterior, este documento presenta una solución parcial a esta problemática con una aplicación basada en software libre que incorpora hardware con tecnología IoT (del inglés Internet of Things), la cual permite el monitoreo de datos de consumo eléctrico en sistemas residenciales (de corriente alterna), facilitando un análisis del consumo eléctrico en cada una de las cajas de circuitos eléctricos. Posteriormente, la aplicación realiza un análisis para la generación de recomendaciones importantes para la implementación de energías alternativas en una vivienda. La aplicación presentará los datos a través de una interfaz gráfica y generará un documento con recomendaciones para la factibilidad de transición a energías renovables. La intención principal es facilitar a los técnicos y algunos usuarios que no cuentan con conocimientos especializados, la presentación de la información con el fin de reducir tiempo y costos. La metodología para implementar acorde a los objetivos del proyecto se basa en diseñar una solución combinada de hardware y software que permita registrar la información del consumo eléctrico de una vivienda en un servidor a través de una red inalámbrica de la siguiente forma, primero: se definirán los componentes electrónicos necesarios para el desarrollo del dispositivo de hardware, segundo: se elaborarán diagramas de flujo referentes al funcionamiento del dispositivo IoT y la solución en software, por último, se realizará un montaje inicial que permita desarrollar los algoritmos necesarios para validar el funcionamiento de la solución planteada. Con el desarrollo de esta propuesta, los usuarios cuentan con una fuente de datos que servirá como toma de decisiones para la transición hacia energías alternativas de cualquier hogar en Colombia. Este trabajo representa un avance en el sector del IoT y las energías alternativas, ya que hace la recolección de los datos y el análisis de los mismos más simple. Se espera que en el futuro, esta solución reduzca los costos asociados al proceso de transición de generación de energía alternativa en las viviendas de Colombia, posicionando a Colombia como pionera en la creación y mantenimiento de sistemas de este tipo. La solución, además de cumplir con su propósito principal de generar recomendaciones para la transición de energía eléctrica a renovable en una vivienda, su construcción y arquitectura, permite que la solución sea utilizada como sistema de monitoreo de consumo de energía en las viviendas incluso posterior a la instalación de sistemas de generación de energía alternativa. Por lo que es viable, generar un modelo de negocio rentable que promueva la distribución y uso de la solución.

Palabras clave

IoT, Corriente alterna, Energía alternativa, Energía renovable, Software, Aplicación, Web

Materias

Ingeniería en Telecomunicaciones -- Tesis y disertaciones académicas , Aplicaciones de software libre para la transición a la energía renovable , Internet de las cosas (IoT) para la gestión de la energía renovable en el hogar , Recomendaciones personalizadas para la adopción de energía renovable en viviendas , Sostenibilidad energética , Viviendas inteligentes

Citación