Bernergy+: An IoT-based approach to household energy waste reduction

Abstract

Energy efficiency is an increasingly critical concern as households seek to reduce their environmental impact while managing rising energy costs. This thesis presents Bernergy+, a proof-of-concept IoT-based smartphone application that aims at reducing household energy consumption by using a network of low-cost sensors to provide real-time alerts when devices such as lights and climate control units are left on unnecessarily. Unlike fully automated solutions, Bernergy+ focuses on empowering users to adopt energy-conscious behaviors by providing actionable data that encourages data-driven decision-making. In order to validate the importance of the app, an analysis of the financial impact of neglecting the app's notifications was also carried out. In addition to the above, this research also establishes a connection between Unity and IoT projects – an area that has been largely overlooked by the broader scientific community. This dissertation therefore hopes to amend this gap by presenting a well-researched and thorough technology stack and solution architecture that can be readily adapted for various IoT projects. Ultimately, although it remains a proof-of-concept, Bernergy+ demonstrated its effectiveness in delivering timely information concerning energy waste in user’s homes, thus promoting sustainable habits and being a valuable steppingstone in this age of escalating climate changes and environmental degradation.

A eficiência energética é uma preocupação cada vez mais significante, considerando os muitos agregados familiares que procuram reduzir o seu impacto ambiental e, ao mesmo tempo, gerir os custos emergentes da energia. Esta tese apresenta a aplicação Bernergy+, uma aplicação para smartphone baseada na Internet das Coisas (IoT) com o objectivo de reduzir o desperdício doméstico de energia com recurso a uma rede de sensores de baixo custo complementados por um sistema de alertas em tempo real quando dispositivos como luzes ou unidades de climatização são deixados ligados desnecessariamente. Ao contrário de soluções automatizadas, o Bernergy+ centra-se na capacitação dos utilizadores para adoptarem comportamentos energeticamente conscientes, ao fornecer dados acionáveis que incentivam a tomada de decisões baseada em dados. De modo a validar a importância da aplicação, foi também efetuada uma análise do impacto financeiro de negligenciar as notificações da aplicação. Para além do descrito acima, este documento estabelece uma ligação entre Unity e IoT - uma área que tem sido notavelmente negligenciada pela comunidade científica. Esta tese espera por isso, contribuir também para corrigir esta lacuna ao apresentar uma pilha tecnológica completa e profunda, pronta a ser adaptada a diversos projetos de IoT. Em conclusão, apesar de permanecer uma prova de conceito, o Bernergy+ demonstrou a sua eficácia no fornecimento de alertas atempados aquando do desperdício de energia na casa do utilizador, promovendo assim hábitos sustentáveis e constituindo um passo imprescindível numa era de aumento drástico das consequências das alterações climáticas e da degradação do meio ambiente.