Smart Grids para la gestión eficiente de recursos energéticos renovables en Aspern Seestadt

Aspern Seestadt Wien es un verdadero concepto de ciudad inteligente donde no circulan vehículos, se diseña y construye en torno a un lago, con edificios sostenibles e inteligentes, agricultura urbana, servicios de bienestar social y tecnologías de Smart Cities. Y, sobre todo, con una gestión eficiente de los recursos energéticos renovables que permite el suministro seguro de energía a todos los usuarios optimizando dichos recursos.

Situada a 14 kilómetros de Viena, pertenece a la estrategia Smart City Wien, cuyo objetivo es asegurar para 2050 la mejor calidad de vida para todos los residentes de la capital austriaca con la mejor conservación posible de recursos, lo que será posible a través de innovaciones sociales y tecnológicas. Una vez finalice su construcción, que previsiblemente será en 2028, Aspern se convertirá en un nuevo centro para el 22º distrito municipal de esta ciudad imperial, proporcionando estímulos para el desarrollo económico de la región mediante la creación de nuevos empleos.

Aspern se concibe como un laboratorio urbano, un proyecto piloto para planificar desarrollos urbanos sostenibles e inteligentes. Su plan maestro fue aprobado en 2007. Y en 2013, se creó el consorcio empresarial Aspern Smart City Research (ASCR), compuesto por Siemens AG Austria, la compañía generadora de energía y suministradora Wien Energie GmbH, la operadora de red Wiener Netze GmbH y el ayuntamiento de Viena, cuyo banco de pruebas se centra en la gestión energética, los edificios inteligentes, las smart grids, las TIC y los consumidores inteligentes.

Con una superficie de 240 hectáreas para su entorno de intervención, en Aspern se crearán 20.000 empleos dentro de las áreas de servicio, comercio e industria, ciencia, investigación y educación, ejes esenciales del proyecto. Además, 8.500 unidades de vivienda acogerán a 20.000 personas. Ya en 2017 tenía completado una cuarta parte de su extensión, con 6.100 residentes y más de 1.500 personas que ya trabajan allí.

La energía del futuro

Para gestionar los recursos energéticos y abastecer a todos los futuros habitantes de esta nueva Smart City, las investigaciones de ASCR se centran en lo que denominan 'la energía del mañana'. En este banco de pruebas, los edificios inteligentes actúan con previsión almacenando energía para utilizara más adelante, además de producirla y utilizarla. Parte de esta energía puede ser vendida al mercado energético. En este campo, cobran relevancia las Smart Grids, que interactúan con los edificios distribuyendo la energía y funcionando como una plataforma de comunicación.

Además, los usuarios pueden controlar su consumo de forma remota utilizando un Smartphone o Tablet. De esta forma, están proactivamente involucrados en los trabajos de desarrollo con el objetivo de desarrollar productos y servicios personalizados que mejoren la calidad de vida. Asimismo, los métodos óptimos están determinados para grabar el estado de la red con el fin de mejorar la planificación de la red.

Todas estas soluciones se basan en una información completa y una tecnología de comunicación para la cual los modelos adecuados han sido evaluados y desarrollados para procesar grandes cantidades de datos. Los resultados de las investigaciones están planificados para hacer una contribución clave al desarrollo de soluciones escalables para las necesidades necesidades de las ciudades en su completo.

El camino hacia las Smart Grids

La infraestructura básica del banco de pruebas de Smart Grids de ASCR está compuesta por 12 subestaciones secundarias, 24 transformadores de diferentes tipos (incluido uno variables), numerosos sensores en las subestaciones y líneas de suministro con diferentes medidas precisas (incluidas medidas de calidad energética), así como contadores inteligentes.

A esta infraestructura se añaden cinco sistemas de almacenamiento de la red en las subestaciones con funciones importantes tanto para la red como para el mercado energético. ASCR está investigando cómo convertir las operaciones pasivas de distribución de red en operaciones activas de gestión de Smart Grids.

Las Smart Grids conectan cada elemento en el sistema energético a través de una red de comunicación, de esta forma permite una comunicación rápida, bidireccional y a coste efectiva entre los componentes de la red, productores, instalaciones de almacenamiento y consumidores.

El enfoque que ha sido adoptado se basa en el uso óptimo de reservas existentes de cobre y en la integración de tecnologías secundarias inteligentes: no durante la noche pero continuamente, durante el camino de migración hacia las Smart Grids.

El camino hacia las Smart Grids cuenta con tres fases. La fase uno consiste en controlar qué sensores y qué datos son necesarios en qué resolución. La fase dos utiliza los sensores y empuja al equipo a sus límites. La tercera fase está caracterizada por las adquisiciones en eficiencia de la automatización y monitorización activa.

Para simplificar el proceso visual del estado de la red, los vectores de diferentes parámetros de la red se calculan y presentan en la huella digital de la red. Al igual que con una huella digital, cada estado de la red y todo el comportamiento de dicha red tiene un patrón diferente. Las diferencias de tiempo y locales, y la interacción entre el sistema de almacenamiento energético y las actividades de la red, son muy fáciles de ver.

Resultados intermedios en el área de investigación Smart Grids

Tras las acciones acometidas en este campo, ASCR ha obtenido una serie de resultados intermedios:

• Los sistemas de almacenamiento de baterías existentes ya no son compatibles con al tecnología de red. Se están haciendo preguntas a los productores.
• Para gran parte del análisis, los promedios efectivos de 15 minutos ofrecen conocimiento suficiente sobre la red de distribución. Sin embargo, los valores mínimos y máximos necesitan almacenarse.
• El factor importante económicamente dirigiendo la implementación de la smart grid está evitando los apagones eléctrico (ya de alrededor de un minuto cada año).
• La red de Viena ha mostrado a sí misma ser muy robusta, lo que significa que un operador flexible no solo es necesarios en casos excepcionales.
• Los resultados tempranos muestran que, en puntos de conexión individuales, la energía reactiva infringe los umbrales.
• Una distinción puede ya hacerse entre curvas de consumo para operaciones normales y situaciones excepcionales.
• Patrones de fallo característicos en contadores inteligentes pueden leerse de los flujos de datos.