Home Smartlife Risparmio energetico: ottimizzare i consumi elettrici e controllare la casa

Risparmio energetico: ottimizzare i consumi elettrici e controllare la casa

La crescita dei costi delle bollette per la fornitura di elettricità sta colpendo duramente i privati e le aziende nel 2022; nonostante gli interventi del Governo, che ha introdotto varie misure nel tentativo di calmierare la crescita delle tariffe, la crescita è continuata e diverse ricerche hanno stimato entro fine anno un raddoppio dei costi rispetto al periodo precedente.

La situazione è evidentemente figlia di situazioni contingenti, come l’invasione dell’Ucraina da parte della Russia e la conseguente guerra economica innescata con l’intero blocco occidentale e l’Unione Europea, in cui il nostro Paese è particolarmente esposto a causa della forte dipendenza dalle importazioni di idrocarburi fossili.

La guerra ha però accelerato un processo che era in atto ormai da tempo, portando a galla in modo drammatico e improvviso una serie di difetti nelle nostre infrastrutture che avrebbero comunque causato criticità di gestione e una crescita della spesa nel corso dei prossimi anni.

Il cambiamento climatico e l’innalzamento della temperatura sono stati indicati già da tempo come le grandi sfide della nostra epoca, e molti Paesi avevano già iniziato a percorrere i primi, timidi passi nella lunga strada della transizione energetica, che deve portare ad abbattere le emissioni di anidride carbonica in un periodo di tempo relativamente breve, un obbiettivo difficile ma essenziale per garantire un futuro al genere umano. Ma la transizione verso una produzione energetica compatibile con l’ambiente non sarebbe comunque stata a costo zero: richiede e richiederà ancor più in futuro investimenti consistenti che non potranno essere assorbiti interamente dalla spesa pubblica; il costo dell’energia, quindi, era comunque destinato a crescere.

Oltre alla variazione del cosiddetto mix energetico, ossia della combinazione di fonti utilizzate per la produzione di energia, un altro fattore su cui si punta molto per diminuire le emissioni di anidride carbonica è proprio la riduzione dei consumi, da ottenere mediante l’adozione di tecnologie più efficienti e alla modifica dello stile di vita.

Consumi sotto controllo

Il primo passo per razionalizzare e ridurre i consumi energetici è averne una percezione più precisa; se non è difficile ricavare una mappa “qualitativa” dei dispositivi che utilizzano energia elettrica all’interno dell’abitazione (o dell’ufficio), abbinare a ogni oggetto un valore può essere molto più complicato. Come vedremo, infatti, gli assorbimenti reali variano in modo sensibile tra un dispositivo e l’altro, anche a parità di categoria, e durante l’arco della giornata in base all’uso.

Stand-by TV
Lo stand-by dei televisori è diventato l’emblema dello spreco di energia, ma in realtà sono molti di più i casi da verificare con attenzione.

La variabilità è tale da rendere difficile una generalizzazione: quanto consuma davvero un televisore in stand-by? La risposta non può che essere “dipende”, dallo specifico dispositivo e dall’uso che se ne fa. Alcune tv, per esempio, integrano funzioni di registrazione dei programmi, che funzionano anche quando il dispositivo è in stand-by e che naturalmente aumentano il consumo. D’altro canto, queste funzioni richiedono l’alimentazione e non possono essere utilizzate se invece si spegne completamente il dispositivo.

In passato quando un elettrodomestico era in stand-by alimentava soltanto il circuito del sensore a infrarossi per garantire la risposta alla pressione del tasto di accensione sul telecomando e poco altro; questi circuiti erano spesso poco efficienti (il loro consumo era ed è sproporzionato rispetto alla funzione svolta), ma potevano essere disattivati senza troppi problemi. Oggi, invece, un televisore in stand-by svolge in realtà molte funzioni sullo sfondo, non tutte subito evidenti: gestisce eventuali registrazioni (come abbiamo già visto), verifica la presenza di aggiornamenti del software operativo, ed eventualmente li scarica e installa, effettua scansioni periodiche delle frequenze alla ricerca di nuovi canali e aggiorna la guida elettronica dei programmi.

Evidentemente, togliendo l’alimentazione tutte queste operazioni non potranno più essere durante il periodo di stand-by, con il rischio di perdere qualche funzione importante. Un discorso simile, con tutte le opportune differenze, vale per molti dispositivi moderni, che sempre più spesso integrano funzioni smart e necessitano una connessione a Internet (o semplicemente alla rete locale).

PVR
La funzione di registrazione integrata in molti televisori richiede l’alimentazione permanente; bisogna quindi valutare bene le conseguenze prima di staccare la spina.

Il primo passo, dunque, è analizzare in modo puntuale i consumi dei dispositivi presenti effettivamente in casa: per fortuna, oggi queste operazioni sono piuttosto semplici e non prevedono in genere interventi complessi sul proprio impianto.

La soluzione più economica è acquistare un misuratore di consumi da parete, che si può trovare a partire da 15/20 euro sulle principali piattaforme di commercio elettronico, e sempre più spesso anche nella grande distribuzione specializzata.

Questi dispositivi hanno la forma di prese “passanti”, in genere in standard tedesco (schuko) o multiplo, e integrano un piccolo display Lcd e qualche pulsante di configurazione e gestione.

Misuratore
Un semplice misuratore di consumi da pochi euro permette di verificare l’assorbimento di energia di tutti i dispositivi alimentati, alla ricerca delle fonti di spreco.

Questi device possono mostrare diverse informazioni: la potenza assorbita istantanea, l’energia, la tensione e la corrente, ma spesso anche il costo (dopo aver impostato il prezzo per kWh), il consumo medio o la quantità totale consumata. I dispositivi più semplici consentono soltanto la lettura locale e non hanno memorie capaci di mantenere i dati quando non ricevono a loro volta un’alimentazione; salendo invece nella dotazione si possono trovare modelli capaci di esporre le informazioni in remoto, spesso tramite un’app per smartphone, e di memorizzare i dati di assorbimento anche per lunghi periodi, ottenendo tracciati molto più precisi e accurati sull’andamento dei consumi nel corso della giornata o della settimana.

Questi modelli più evoluti vanno a sovrapporsi con il settore delle prese smart, ossia delle prese comandabili da remoto e integrabili in un sistema di controllo domotico avanzato. Anche in questo caso la forma è quella di una presa passante, che però integra funzioni di controllo e gestione molto più evolute: può connettersi agli ecosistemi smart home per controllare l’accensione dei dispositivi controllati, e molto spesso integra anche funzioni di tracciamento dei consumi.

Questi device non dispongono in genere di schermi e pulsanti (a parte eventualmente un led di attività e un pulsante di controllo locale), ma hanno il grande vantaggio di poter essere utilizzati non soltanto per l’analisi dei consumi, ma anche – in una seconda fase – per controllare i carichi. La diffusione crescente di questi dispositivi e le economie di scala li hanno resi in media più economici rispetto agli analizzatori di tipo tradizionale; non è difficile, specialmente cercando tra le offerte speciali, individuare prodotti che costano meno di 20 o addirittura 15 euro. Naturalmente, bisogna fare attenzione alla qualità e alle caratteristiche di ogni singolo dispositivo, ma torneremo sull’argomento più avanti.

Quello che si guadagna in potenza si perde però spesso in versatilità: molte prese smart richiedono la configurazione della rete Wi-Fi, o peggio ancora la presenza di una rete wireless domotica dedicata, e non sono pensate ad esempio per effettuare una misura istantanea di un dispositivo collocato fuori dall’abitazione. Richiedono un reset e una cancellazione dei dati memorizzati in precedenza, non proprio l’ideale per effettuare una verifica o una misura veloce.

Infine, esistono anche accessori dedicati alla misurazione dei consumi da installare nel quadro elettrico; questi oggetti sono più specializzati e offrono in genere funzioni di tracciamento e conteggio precise e affidabili.

Sono elementi pensati per essere montati su una guida Din e si possono dividere in due categorie: quelli a lettura diretta prevedono la modifica dell’impianto per interporre il lettore tra l’alimentazione in ingresso e quella in uscita, mentre una seconda tipologia sfrutta un sensore di tipo amperometrico (elettromagnetico) da collocare “attorno” alla linea che si vuole tenere sotto controllo. In entrambi i casi, comunque, l’installazione prevede l’apertura del quadro elettrico e dovrebbe essere svolta soltanto da persone competenti.

Come nel caso delle prese, i modelli più semplici offrono un display con lettura locale, mentre quelli più evoluti consentono la connessione da remoto per l’analisi dei dati registrati. Lo scopo dei misuratori da quadro è per molti versi opposto e complementare a quello dei dispositivi da presa: questi device offrono una lettura complessiva sul consumo dell’intero impianto o di un singolo ramo, se è stato strutturato in modo corretto, dividendo le linee che alimentano luci, elettrodomestici, prese, climatizzazione, scaldabagno e così via.

I prodotti

Maxcio ‎PMB01

Maxcio ‎PMB01

Questo misuratore di consumi è un prodotto semplice ma affidabile, che offre comunque alcune caratteristiche interessanti: le sue dimensioni sono abbastanza compatte ma lo schermo ha dimensioni generose, offre un buon contrasto ed è retroilluminato per migliorare la leggibilità. Offre sette diverse letture: tensione, corrente, potenza istantanea, minima e massima, energia, fattore di potenza e costo; per ottenere quest’ultimo valore bisogna impostare il prezzo dell’energia per kWh. Inoltre, un avviso di sovraccarico segnala quando l’assorbimento dalla spina supera i 3680 W.

Il misuratore costa poco più di 30 euro nella confezione singola, ma con dieci euro in più si può acquistare un bundle che comprende due unità: un’offerta molto vantaggiosa se si pensa di utilizzare due dispositivi (o se si trova qualcuno con cui dividere la spesa). Esiste anche una variante con presa schuko che è leggermente più economica, ma potrebbe poi necessitare di un adattatore per collegare al device una spina di tipo italiano.

Ketotek Ktem02

Maxcio ‎PMB01

Un’alternativa interessante al misuratore di Maxcio è questo prodotto di Ketotek, che offre funzioni analoghe a un prezzo leggermente inferiore. Lo schermo di questo modello è un po’ più piccolo, caratteristica che può essere un pregio (il device è più compatto) oppure un difetto (la leggibilità ne risente).

Le funzioni sono all’incirca le stesse: può misurare tensione, corrente, energia, potenza istantanea, minima e massima; inoltre, consente anche di visualizzare il costo e il tempo di accensione del dispositivo collegato. Il Ktem02 può anche segnalare un eventuale sovraccarico o il superamento delle soglie impostate per i costi o i consumi d’energia. La presa e la spina sono entrambe in standard schuko; potrebbero quindi essere necessari adattatori specifici per collegare il misuratore alla presa o alla spina del dispositivo da monitorare.

ATorch S1B

ATorch S1B

Molto ricco di funzioni è l’ATorch S1B, un misuratore di consumi che offre alcuni notevoli vantaggi rispetto agli altri dispositivi segnalati: lo schermo da 2,4 pollici è a colori e mostra tutte le letture in una sola schermata, piuttosto popolata ma nel complesso comoda da leggere. Le informazioni riportate comprendono tutti i dati più importanti: tensione, corrente, potenza, energia e perfino frequenza e fattore di potenza. Inoltre, impostando il prezzo per kWh si può visualizzare il costo dell’energia consumata. Il misuratore offre alcune funzioni di sicurezza e risparmio energetico che permettono ad esempio di bloccare l’erogazione di energia al superamento di una soglia di potenza impostabile, o semplicemente aggiungere una temporizzazione.

Inoltre, il device supporta la connessione remota Bluetooth: basta installare l’app dedicata per iOS o Android per accedere a tutte le informazioni anche via smartphone, una caratteristica preziosissima per chi vuole collocare il misuratore in una posizione difficile da raggiungere, per esempio dietro un elettrodomestico voluminoso.

Il prezzo è molto allettante, ma il device è venduto su Aliexpress, un portale che racchiude molti venditori dell’estremo oriente. Il pacchetto arriverà quindi dalla Cina, con un’inevitabile dilatazione dei tempi di consegna e un servizio post-vendita non paragonabile a quello dei colossi del commercio elettronico tradizionali. Bisogna inoltre fare attenzione a ordinare la versione giusta: il dispositivo è infatti venduto con spina americana, inglese, francese, australiana ed europea (schuko).

LoraTap

LoraTap

Un passaggio ulteriore nella metamorfosi da misuratore di consumi locale a smart plug è compiuto da LoraTap; rispetto al modello di ATorch questo device rinuncia completamente allo schermo locale, demandando il monitoraggio unicamente all’app dedicata. Questa decisione ha consentito al produttore di realizzare un dispositivo particolarmente compatto, simile per dimensioni a un tradizionale alimentatore da muro. Sul pannello frontale è comunque presente un pulsante che serve per controllare il carico in locale. La presa, infatti, offre diverse funzioni di gestione smart oltre al monitoraggio dei consumi: può infatti essere configurata per attivare o disattivare il dispositivo collegato con un conto alla rovescia, una pianificazione o addirittura seguendo eventi “astronomici” come alba e tramonto.

La presa smart può anche integrarsi con i sistemi di controllo vocale come Amazon Alexa o Google Assistant, mentre l’app dedicata (disponibile sia per Android sia per iOS) offre diverse funzioni interessanti, come per esempio la condivisione del controllo e delle informazioni con altri utenti. La connessione con l’app avviene tramite Wi-Fi; una soluzione comoda se si utilizza il misuratore sempre nello stesso ambiente (per esempio in casa), ma molto meno adatta rispetto al Bluetooth per effettuare analisi “sul campo”, poiché richiede la presenza di una rete Wi-Fi e l’esecuzione della procedura di pairing iniziale.

Tp-link Tapo P110

Tp-link Tapo P110

Una soluzione molto interessante per chi necessita di controllare i consumi in maniera permanente è la serie di prese smart Tapo di Tp-link. La versione P110 è quella più versatile; a fronte di dimensioni abbastanza compatte, infatti, questo dispositivo supporta senza problemi assorbimenti che raggiungono il limite massimo gestito dalle prese domestiche (16 A, pari a 3680 W). Si può quindi utilizzare questo modello per il monitoraggio e il controllo di qualsiasi dispositivo elettrico della casa, senza timore di sovraccaricare il circuito. Simile per dotazione di funzioni e ancor più compatta è la versione P115, che però è limitata a 10 A, ossia 2300 W.

Entrambi i dispositivi si collegano alla rete Wi-Fi locale e consentono il controllo dello stato e dei consumi tramite un’app dedicata realizzata con cura. Inoltre, supportano l’integrazione con gli assistenti vocali per il controllo dei carichi “senza mani”. Entrambi i modelli offrono presa e spina in standard schuko, ormai abbastanza diffuso anche alle nostre latitudini ma certamente non disponibile in tutte le case. Si può ovviare al problema acquistando un adattatore, ma questa soluzione è adatta alla misurazione temporanea dei consumi, meno invece alla connessione permanente (specialmente nel caso di elettrodomestici ad assorbimento elevato).

Orno WE-512

Orno WE-512

Questo contatore da quadro elettrico offre molte funzioni interessanti e può essere gestito in maniera relativamente semplice: ha dimensioni particolarmente compatte (occupa soltanto un modulo Din) ma offre un display Lcd retroilluminato che mostra a rotazione tutti i dati più importanti sui consumi: energia consumata, tensione, corrente e così via. Il cablaggio è di tipo passante: bisogna interporre fisicamente il dispositivo tra l’uscita del magnetotermico e il cavo che va alla sezione dell’impianto; è richiesta anche la connessione del neutro. Rispetto ai dispositivi di misurazione visti fino a ora, questo device si colloca all’estremo opposto della catena: invece di misurare il consumo di un singolo dispositivo, contabilizza l’energia utilizzata complessivamente nella casa o in un singolo ramo dell’impianto (a seconda di dove viene installato).

Il dispositivo è certificato Mid e garantisce quindi la precisione delle misurazioni; il suo costo è abbastanza contenuto (esistono anche varianti più evolute, che integrano una porta di comunicazione seriale RS485), ma dev’essere installato da un professionista.

Kekotek KT-B0320

Kekotek KT-B0320

Rispetto al misuratore da quadro di Orno, questo modello di Kekotek è sensibilmente più grande (occupa infatti due moduli Din) ma sfrutta lo spazio a disposizione in maniera intelligente, integrando un display più grande e capace di mostrare un numero maggiore di informazioni nello stesso momento; questo device visualizza infatti contemporaneamente l’energia consumata, la tensione e la corrente. Una serie di pulsanti consente di impostare i vari parametri e muoversi tra le diverse modalità di funzionamento; degno di nota è l’ultimo pulsante a destra, che controlla la connessione Wi-Fi.

Il KT-B0320, infatti, può collegarsi alla rete locale per consentire l’accesso remoto alle letture tramite app; inoltre, il device può anche attivare o disattivare il carico collegato (o, meglio, il ramo dell’impianto) e perfino integrarsi con gli assistenti vocali. Come nel caso dell’Orno WE-512, il dispositivo dev’essere inserito fisicamente nel circuito da monitorare, collegando quindi fase e il neutro in ingresso e in uscita.

Misure e risultati

Una volta procurato un dispositivo capace di misurare l’assorbimento, è il momento di andare ad analizzare le possibili fonti di spreco; naturalmente, questo passaggio dipende in gran parte dalla dotazione della propria abitazione, ma i sospettati principali sono sempre gli stessi: televisori, decoder e altri device che rimangono normalmente in stand-by, elettrodomestici con funzioni sempre attive (anche soltanto un display a cristalli liquidi che riporta l’ora) e tutti gli oggetti dotati di Led: basta un giro di perlustrazione della casa durante la notte, a luci spente, per individuare facilmente una grande quantità di piccole fonti luminose che dovrebbero essere verificate.

Come abbiamo già accennato, i risultati dipendono dallo specifico modello di ciascun dispositivo, al punto che è davvero difficile fornire un quadro generale; riportiamo comunque alcuni casi significativi, che forniscono qualche spunto di riflessione.

L’esempio più classico quando si parla degli sprechi energetici è quello che riguarda lo stand-by dei televisori; le nostre misure, su un campione inevitabilmente poco rappresentativo, hanno però evidenziato un impatto limitato e soprattutto un’ampia variabilità. Un televisore Lg a cristalli liquidi ha mostrato un assorbimento di 0,8 W, mentre una vecchia tv al plasma Pioneer ha fatto registrare un valore molto più elevato, superiore ai 9,7 W. Nel caso di un moderno modello a Oled, i valori fluttuano in maniera molto più decisa: per i primi minuti dopo aver spento la tv, infatti, il dispositivo rimane in uno stato di semi-veglia e consuma oltre 18 W, per poi passare a un sonno profondo in cui i consumi sono a stento misurabili (inferiore a 0,7 W). Un comportamento simile è stato registrato anche da un decoder per il digitale terrestre di ultima generazione, sia pure con valori molto più bassi: 7,2 W nei primi minuti, per poi abbassarsi sotto la soglia di 0,5 W. Nel complesso, quindi, i risultati mostrati dai dispositivi di intrattenimento multimediale moderni sono piuttosto positivi: i progettisti hanno lavorato con attenzione per ridurre i consumi di stand-by, che sono appena misurabili in tutti i dispositivi (tv, decoder e set top box) ragionevolmente recenti.

Ancora più sorprendenti sono i risultati delle rilevazioni sui dispositivi smart: abbiamo verificato una lampada smart connessa e una presa comandata da remoto, entrambe connesse alla rete Wi-Fi: in entrambi i casi, i consumi quando non attivi sono risultati inferiori a 0,5 W. Nel caso della presa, anche quando il relè interno si trova in stato di attivazione (e un led ne segnala lo stato accendendosi) l’assorbimento complessivo del device non cambia, o più probabilmente la variazione è inferiore alla risoluzione del nostro strumento di misura.

Anche nel caso di uno smart speaker Amazon Echo Plus (privo di schermo), le misurazioni hanno evidenziato un consumo molto ridotto: mentre è in ascolto, il dispositivo assorbe 3,2 W, che salgono poi a 5 W quando si inizia un’interazione con l’assistente vocale Alexa. È importante ricordare che l’Echo Plus non rimane semplicemente in stand-by: al contrario, deve restare “in ascolto” per intercettare la parola chiave pronunciata dagli utenti, è sempre connesso alla rete Wi-Fi e (nel caso specifico del modello Echo Plus) integra anche un hub Zigbee.

echoplus

I risultati ottenuti dai dispositivi smart sono più sorprendenti rispetto a quelli dei televisori e dei set top box, in particolare perché sono molti i compiti svolti in background anche quando non vengono utilizzati, ed è davvero stupefacente il livello di ottimizzazione raggiunto da queste funzioni.

Molto meno positive, infine, sono le misure raccolte dagli elettrodomestici tradizionali: un forno a microonde di produzione piuttosto recente assorbe 20 W senza svolgere alcuna funzione “smart”, oltre che mostrare l’ora tramite il suo display frontale. Solo leggermente migliori sono i risultati di un forno a gas con una decina d’anni di vita alle spalle: in questo caso, la corrente assorbita è pari a 16 W; un valore decisamente sproporzionato rispetto alla funzione svolta (anche in questo caso, mostrare l’ora tramite il display). La lavastoviglie, infine, assorbe circa 0,6 W mentre è spenta (e connessa all’alimentazione), probabilmente per alimentare i circuiti di rilevamento dei pulsanti a sfioramento, eleganti ma forse non ideali sotto il profilo del risparmio energetico.

Per avere invece un dato complessivo sul consumo “a vuoto” dell’intera abitazione, si può utilizzare un misuratore da quadro elettrico (di cui abbiamo parlato nel paragrafo precedente) e verificare i consumi registrati durante un periodo di assenza di tutti i membri della famiglia (ad esempio durante una settimana di vacanza). Questo dato non è utile per individuare precisamente i responsabili dello spreco, ma può essere prezioso per prendere coscienza di eventuali problemi a un livello più alto. Naturalmente, bisogna poter escludere eventuali elettrodomestici e dispositivi che devono rimanere comunque accesi (come un frigorifero, un congelatore o l’impianto antifurto), ma se il sezionamento dell’impianto elettrico è stato effettuato correttamente si possono scorporare i consumi dei diversi rami per ottenere dati più precisi.

Calcolare i costi

Questa rapida carrellata non può e non vuole fornire alcuna indicazione di carattere generale, perché le misure hanno una validità limitata ai soli dispositivi analizzati. Però offre un’indicazione di metodo: è necessario partire con un’analisi puntuale dei dispositivi elettrici presenti in casa, per individuare eventuali fonti di spreco e intervenire dove possibile.

La normativa europea vigente prevede che i dispositivi elettrici non possano consumare più di 1 W mentre sono in stand-by, ma questo non vale naturalmente per gli elettrodomestici più vecchi, e in realtà ancora oggi non è impossibile individuare device che continuano a superare questa soglia.

Ancor più difficile è poi trasformare queste misurazioni puntuali in una cifra, per quantificare il potenziale risparmio in bolletta; per avere un calcolo preciso bisogna conoscere il numero di ore in cui ogni singolo elettrodomestico rimane in stand-by: se un device è acceso, infatti, non contribuisce allo “spreco”.

Per fare un paio di esempi: il “vecchio” televisore al plasma che consuma 9,7 W in stand-by rimane acceso circa 3 ore al giorno, quindi è spento per le restanti 21. Una rapida moltiplicazione (9,7W * 21 ore * 60 giorni) porta a 12.222 Wh, ossia 12,2 kWh per bimestre. Nel momento in cui scriviamo, il prezzo per kilowattora dell’elettricità destinata al mercato tutelato è pari a 0,3117 euro nel caso della tariffa monoraria: il risparmio potenziale è quindi pari a 3,81 euro per ogni bolletta, e 23,2 euro su base annuale. Naturalmente, questi valori possono cambiare anche in modo sensibile se il contratto di fornitura prevede più fasce orarie oppure se è stato stipulato in regime di mercato libero.

Da quest’analisi si può ricavare però una riflessione di carattere generale: visti i bassissimi prezzi delle prese smart è sicuramente vantaggioso dotare il televisore di un controllo remoto. Nel giro di un anno si può arrivare a coprire il costo del dispositivo, dopodiché si inizia a ottenere un piccolo ma non trascurabile risparmio netto. Se poi si decide di controllare tramite un’unica presa anche altri dispositivi che potrebbero “dipendere” dal televisore, come per esempio un set top box o un sintoamplificatore, il risparmio cresce in proporzione.

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