Il controllo dei consumi elettrici domestici

Installazione del trasmettitore con pinza amperometrica su arrivo linea 220V

Applicazione Excel e VBA per letture dei consumi orari di energia elettrica – valutazione dei picchi di consumo, delle rampe di salita del consumo energetico relativo a più elettrodomestici, taratura delle letture del dispositivo in base ai reali consumi misurati dal contatore elettrico del fornitore (fornitura elettrica domestica monofase).

Quando ho deciso di valutare la riduzione della potenza impegnata della fornitura domestica di energia elettrica, ho anche deciso di installare un dispositivo che applicato alla linea entrante nell’interruttore  generale di casa, mi desse la possibilità di avere il dettaglio del consumo elettrico a livello di minuto e di ora, per la stima dei seguenti parametri:
• potenza massima utilizzata nel singolo intervallo di tempo;
• calcolo dell’energia per fasce di utilizzo F1 e F2-F3;
• taratura delle letture del dispositivo di misura in base ai consumi effettivi misurati dal contatore elettrico del fornitore del servizio;
• valutazione della pendenza della rampa di consumo in caso di utilizzo di più elettrodomestici, per calcolare il tempo a disposizione per spegnere temporaneamente un elettrodomestico, evitando il distacco automatico dell’interruttore per superamento della potenza contrattuale.

In Italia, per le utenze domestiche, nel caso di fornitura con contratto di Maggior Tutela, sono previste tre valori delle potenze impegnate, 3 – 4,5 e 6 kW.
La disciplina dei distacchi per superamento della potenza contrattuale prevede:
• sino al 10% in più, fornitura regolare
• oltre il 10% e sino al 33%, fornitura sino a 180 minuti e in caso di permanenza del superamento del limite nel tempo indicato c’è il distacco automatico del contatore;
• oltre il 33% fornitura per 2 minuti e poi distacco.

La suddivisione in fasce orarie rispetta i seguenti orari:
• giorni feriali da Lun a Ven   dalle 8 alle 19                         fascia F1;
• giorni feriali                         dalle 19 alle 8                          fascia F2-F3;
• giorni di sabato                     tutte le 24 ore                         fascia F2-F3;
• giorni festivi                          tutte le 24 ore                         fascia F2-F3.

Pertanto conoscere i valori della potenza utilizzata a livello di minuto, permette di studiare strategie per lo spegnimento degli elettrodomestici non indispensabili, cercando di evitare il distacco automatico da parte del contatore.

A tal fine mi sono dotato di un dispositivo misuratore delle potenze tramite anello amperometrico da inserire sulla linea  proveniente dal contatore ed in arrivo all’interruttore generale di casa; tale dispositivo tramite sistema radio invia le letture ad un hub collegato al modem/router e da qui al sito del costruttore, dopo la registrazione, è possibile accedere al proprio Account, e scaricare un file con letture delle potenze utilizzate a livello di minuto con relativa data ed orario, il file é in formato testo.

Il primo problema che mi sono posto, é stato riguardo l’attendibilità di tale misurazioni.
In rete ho trovato indicazioni abbastanza contraddittorie sulla percentuale di errore delle letture, pertanto ho deciso di costruirmi un modello di taratura, effettuando periodicamente le letture dei consumi effettivi indicati dal contatore elettrico di tipo digitale e poi tarare le letture del dispositivo per correggere l’errore. 

Altra problematica da tenere presente è il consumo contraddistinto per fasce orarie di utilizzo, che hanno tariffazioni diverse, e la cui gestione oculata permetterebbe anch’essa di ottenere risparmi sulle bollette.

L’applicativo Excel prevede:
– riconoscimento del giorno della settimana; 
– lista dei giorni festivi di calendario ( da aggiornare ogni tanto) e relativo riconoscimento;
– riconoscimento della fascia di utilizzo in base all’orario ed al giorno;
– in base alla  Potenza contrattuale,  calcolo dei valori di supero relativi a quanto in precedenza detto riguardo la disciplina dei distacchi automatici del contatore,
– riconoscimento e registrazione dei dati di potenza (Watt minuto) superiori ai valori di supero;
– riconoscimento e totalizzazione dei dati di energia in base alle diverse fasce di utilizzo,
– in base alle date ed agli orari delle letture del contatore digitale, calcolo dei consumi sulla base dei valori registrati dal dispositivo, raffronto tra questi e quelli del contatore per il calcolo dell’errore di lettura delle medesime misurazioni,
– correzione dei valori misurati del dispositivo per costruzione dei grafici (visti i limiti di Excel per i grafici, sono stati previsti due grafici distinti, uno per i primi 20 gg del mese, l’altro per i rimanenti giorni).

La potenza contrattuale (variabile PC), è definita nella routine Main (nel foglio xls allegato al sito è inserito il valore di 3000 W).
la potenza di supero 10 % è calcolata e definita con il nome PotMax
la potenza di supero 33 % è calcolata e definita con il nome Pot33.

UTILIZZO DEL FOGLIO EXCEL

Nel Foglio1 ci sono i dati (giorno con orario, potenza misurata in Watt a minuto), dati ricavati dal sito del costruttore, ove sono stati memorizzati e vengono scaricati tramite un file testo.

Nel foglio “Festività” vanno inserite le festività che non cadono di sabato e di domenica, questo per permettere all’applicativo le fasce F2-F3 per tutte le 24 ore di questi giorni di festa, in accordo a quanto fa il fornitore del servizio di energia elettrica per la fatturazione dei consumi in questi giorni.

Nel foglio “contatore” vanno inseriti nelle righe 2 e 3, rispettivamente i valori delle letture dello stesso contatore, riga 2 giorno di inizio, riga 3 giorno di fine dell’analisi, colonna A  data, colonna B ora; colonna C lettura fascia F1 (+A1), colonna D fascia F2 (+A2), colonna E fascia F3 (+A3), cplonna F la somma di F2 e F3, colonna G fascia F4 (+A4), colonna H totale F1+F2+F3 (+A0). Si ricorda che il foglio è fatto per un contatore monofase. Il resto delle celle viene compilato nel corso della elaborazione.
In riga 4 colonne Q   R   S sono calcolate i rapporti tra consumi effettivi rilevati dal contatore e consumi letti dal dispositivo amperometrico, la differenza al valore 1 corrisponde alla percentuale di errore del dispositivo, nel foglio allegato l’errore sul totale dei consumi è pari a 1-0.8547= 0,1453 cioè circa il 15%. Questo foglio contiene pertanto le letture del contatore utilizzate dalla subroutine “verifica_contatore”.

Nel foglio “riepilogo” nella parte sinistra (colonne A – D ci sono i valori di supero della potenza contrattuale aumentata del 33%, la tolleranza di tempo del contatore per questi eventi é di 2 minuti dopo di che interviene il distacco automatico, i valori riportati sono nell’ordine   numero della riga dell’evento riferito al Foglio1, data, ora, potenza misurata in Watt.

Nella parte destra, colonne I –  L, sono riportati gli eventi di supero della potenza contrattuale aumentata del 10% ma inferiori alla Potenza P33%, l’ordine dei dati è il medesimo del paragrafo precedente. Il tempo tollerato dal contatore per questo tipo di eventi è di 180 minuti, dopo di che avviene il distacco.

Questo permette di fare analisi di dettaglio sugli eventi di supero di ambedue i tipi riportando i dati nel foglio “dati_curva_grafico” utilizzato come base-dati per il Grafico1.
Utilizzando il numero di riga si può utilizzare la subroutine “rampa_di_distacco”.
Il foglio “principale” è un foglio di appoggio per ottenere i risultati nel foglio “riepilogo”.

Il Grafico2 ed il Grafico3 rappresentano le potenze utilizzate a livello di minuto nell’arco di ciascun giorno del mese in esame, il Grafico2 per i primi 20 giorni, il Grafico2 per i rimanenti giorni finali, questo per un limite di Excel 2003 per la elaborazione dei grafici.

La subroutine Main provvede a fare i calcoli sulle potenze, sui superi e sulle fasce per tariffa oraria, la subroutine “verifica_contatore” provvede a raffrontare le letture del contatore con quelle misurate dal dispositivo.
Per accedere alle subroutine bisogna andare in Strumenti   /    macro    /   visual basic editor.
Andare al Modulo1.

Strategie per un consistente risparmio sulle bollette elettriche.

Riduzione della potenza impegnata della fornitura.

L’utilizzo del foglio excel , in base ai valori letti dal dispositivo e memorizzati nell’account personale presso il sito del costruttore, ci da’ alcune informazioni importanti.

Raffrontando le letture del dispositivo con quelle dei consumi ricavati dal contatore digitale, abbiamo l’errore delle potenze misurate rispetto a quelle reali.

Applicando tale errore, ricaviamo le potenze di supero nel dispositivo.
Infatti questo, nella sua dotazione completa, comprende anche un monitor locale, che leggendo e memorizzando i valori letti dall’anello amperometrico, permette di impostare degli allarmi di supero di determinate potenze.

Immaginiamo di voler passare dalla potenza di 6 kW a quella di 3kW (la cui tariffa è particolarmente conveniente ed appetibile), e vediamo che la potenza massima letta dal dispositivo (monitor locale) è di 4500 W, in base alla rampa di salita data dal grafico 1 del foglio xls, vediamo che tale potenza dovuta all’utilizzo contemporaneo di più elettrodomestici (lavatrice, lavastoviglie, scaldabagno), avviene in 3 secondi, e rimane per diversi minuti: non intervenendo ci sarebbe il distacco automatico del contatore per superamento della soglia del 33%, impostiamo allora l’allarme a 3000*1.1*0.80= 2640 W   (potenza impegnata contrattuale in Watt aumentata del 10% che non comporta distacchi per il complemento a 1 della percentuale di errore delle letture pari al 20%).
Ogni volta che il dispositivo – monitor locale impostato con allarme a 2700 W vede superare tale valore, ci avverte con un cicalino, in modo da darci la possibilità di staccare temporaneamente qualche elettrodomestico non necessario ed evitare così il distacco automatico del contatore.
Il valore di 2640 W impostato sul dispositivo corrisponde al contatore, in termini di potenza letta da questi pari a 3300 Watt, appunto la potenza contrattuale impegnata di fornitura aumentata del 10%.
Come vedete con la spesa del dispositivo completo (lettore ad anello amperometrico + hub per modem/router per collegamento al sito e registrazione dei dati sul sito nel ns account + monitor locale per lettura dei consumi istantanei ed impostazioni di allarmi) ed il costo per il cambiamento di potenza impegnata della fornitura da 6 (4,5) kW a 3 kW, abbiamo dei risparmi nel tempo non indifferenti, ripagandoci in pochi mesi della spesa effettuata.

Risparmio per passaggio degli utilizzi dalla fascia in orario diurno (F1) alle fasce serali e festive (F2 e F3).

Il foglio excel, utilizzando i dati orari dei consumi, ci dà anche la possibilità di valutare i consumi effettivi per ciascun elettrodomestico attivo, facendo delle prove di utilizzo del singolo elettrodomestico, permettendo così di pianificare il loro utilizzo in fasce con costo più economico rispetto a quella diurna feriale.

A questo punto non mi resta che augurarvi   BUONI RISPARMI SULLE BOLLETTE ELETTRICHE!