La creación de un nuevo dispositivo electrónico que aprovechará la energía sobrante de los paneles fotovoltaicos en las viviendas ha sido uno de los principales hallazgos del proyecto internacional RESOLVD, que durante tres años y medio ha trabajado para facilitar la instalación de energía renovable y optimizar la eficiencia de la red eléctrica. Su objetivo ha sido avanzar en la gestión de la red eléctrica de baja tensión y de los flujos de energía.
El grupo de investigación de Ingeniería de Control y Sistemas Inteligentes (eXiT), integrado en el Instituto de Informática y Aplicaciones de la Universidad de Girona (UdG), ha coordinado el proyecto europeo Renewable penetration levered by Efficient Low Voltage Distribution grids (RESOLVD), con un consorcio integrado por socios de cinco países europeos.
El Centro de Innovación Tecnológica en Convertidores Estáticos y Accionamientos (CITCEA) de la Universidad Politécnica de Cataluña (UPC) y la distribuidora de energía eléctrica Estabanell Distribución han sido dos de los socios que han hecho posible el nuevo dispositivo de electrónica de potencia que se ha probado en el municipio de l’Esquirol (Barcelona). Se trata de un sistema innovador que demuestra que la red de distribución eléctrica es capaz de dar respuesta a los retos de la transición energética gracias a la tecnología.
El resto de socios del consorcio son el centro de investigación Joanneum Research (Austria), la empresa del sector TIC Intracom Telecom (Grecia), la empresa Comsensus (Eslovenia) y el centro de innovación Smart Innovation Norway (Noruega).
El proyecto RESOLVD ha sido financiado con fondos de la Comisión Europea, en el marco del programa Horizonte 2020, con cerca de 3,9 millones de euros.
Dispositivo de electrónica de potencia
CITCEA-UPC ha desarrollado un dispositivo denominado Power Electronic Device (PED, dispositivo de electrónica de potencia) que permite gestionar diferentes tecnologías de almacenamiento con un solo equipo basado en una tecnología avanzada de electrónica de potencia. El dispositivo se conecta en la red de distribución y permite gestionar los flujos de energía eléctrica que se generan entre los paneles solares, los consumos y el conjunto de convertidores y baterías, para hacerlos más eficientes y respetuosos con el medio ambiente. Gracias a la capacidad de almacenar el exceso de producción y liberarlo más tarde, durante los momentos en que sea necesario, la energía generada localmente se puede aprovechar mejor.
La distribuidora Estabanell ha liderado la integración de todos los componentes físicos, así como de la tecnología, que ha sido validada en un emplazamiento piloto en el municipio de l’Esquirol (Barcelona), dentro de la red de distribución de Estabanell a nivel de baja tensión. El sistema ha permitido validar cómo gestionar las fuentes renovables fotovoltaicas y la movilidad eléctrica con los consumos de los usuarios.
Por su parte, el grupo eXIT de la Universidad de Girona se ha centrado en desarrollar los algoritmos para la predicción de la demanda y generación diaria de energía, y la posterior planificación de la carga y descarga de las baterías. El análisis de estos datos hace posible anticipar los problemas de congestión en la red o las variaciones de la tensión que pueden afectar a la calidad del suministro en el consumidor.
Piloto en el municipio de l’Esquirol
La tecnología del proyecto RESOLVD se ha probado en la red de baja tensión de l’Esquirol. Esta red está compuesta por dos líneas trifásicas, derivadas de dos subestaciones secundarias diferentes, SS-A y SS-B, y en cada una de ellas se encuentran tanto puntos de suministro como instalaciones fotovoltaicas.
Para analizar la energía intercambiada entre las baterías y la red, y evaluar el rendimiento y la eficiencia de la tecnología, se instalaron contadores inteligentes al inicio de los dos alimentadores y en el punto de acoplamiento común del PED. Los componentes piloto encargados de la medición proporcionados por ComSensus son las Unidades de Medición de Fase (PMU) y los Medidores de Calidad de Energía (PQM) que se instalan tanto en el lado de baja tensión como en el de media tensión.
Con todas estas tecnologías, el objetivo principal es evaluar el impacto del proyecto en la red de distribución. Para ello, se han realizado una serie de pruebas en el área en cuanto a eficiencia, planificación y calidad de servicio.
Principales resultados
La observabilidad mejorada de RESOLVD, proporcionada a través de PMU rentables y algoritmos de pronóstico a corto plazo de última generación que predicen la demanda y la generación renovable, permitirá una reducción de la incertidumbre en la operación de la red y una mayor eficiencia.
RESOLVD propone tecnologías de hardware y software para mejorar el monitoreo de la red de bajo voltaje. El proyecto ha definido la denominada Infraestructura de Operación de Red de Baja Tensión (LGVOI), que comprende todos los componentes responsables de monitoreo y medición de las variables de la red, actuación, recopilación y gestión de datos, y comunicación e integración.
En cuanto a la detección y localización de fallas, los socios de RESOLVD han trabajado conjuntamente durante la ejecución del proyecto para lograr esta funcionalidad, desarrollando los llamados algoritmos de detección y localización de fallas (FLA). El objetivo principal del FLA implementado es informar sobre la ubicación de una falla particular ocurrida en la red y, en consecuencia, informar casi en tiempo real al operador del sistema de distribución (DSO).
Otra de las herramientas desarrolladas ha sido la de Intracom, el software de integración que facilita la interacción entre varias aplicaciones de software que son relevantes para un DSO, y que gestiona el intercambio de datos, el análisis y la visualización; y la metodología de ciberseguridad de Joanneum Research, una estrategia de modelado de amenazas de ciberseguridad que garantiza la seguridad durante todo el ciclo de vida del desarrollo del sistema.
Implicaciones de futuro
El proyecto RESOLVD culminó con la celebración de su evento final los pasados días 23 y 24 de febrero, en el que se unieron todos los socios para compartir los resultados de la investigación y analizar las oportunidades de futuro que abre este avance tecnológico.
El trabajo inicial de modelado de negocios ha identificado oportunidades para actores de mercado específicos que podrían adoptar algunos de estos resultados y llevar las tecnologías de RESOLVD hacia la comercialización. Gracias a este proyecto, las redes eléctricas actuales se transformarán en sistemas inteligentes más sostenibles, eficientes y seguros.