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La microgrid del campus IMT Grenoble usa modelos de predicción e inteligencia artificial para predecir el uso de la energía

Publicado: 08/03/2021

Comunicación presentada al VII Congreso Smart Grids

Autor

Joaquim Daura, Active Energy Management Director, Schneider Electric

Resumen

Schneider Electric, y la Cámara de Comercio de Grenoble lanzaron el Proyecto LearningGrid en el “Institut des Métiers et des Techniques (IMT). Es un proyecto único de construcción de una red eléctrica inteligente entre todos los edificios de las IMT que consiste en un sistema de gestión agrupado de la producción solar y cogeneración, el almacenamiento y las cargas de los edificios interconectará la red eléctrica y la red de calefacción urbana. En su corazón un edificio de 400 m2 de nueva construcción, un «energy cockpit» para centralizar todas las instalaciones locales. El proyecto con 2 objetivos, uno técnico de reducción consuno de energía e integración de renovables y otro de formación Learning Grid para especialistas en energía al mismo tiempo que capacita a los futuros profesionales de otros ámbitos a que entiendan la gestión de la energía como parte de su formación profesional.

Palabras clave

Smart Grid, gestión de la energía, modelos de predicción, uso de la energía.

Introducción

El IMT de Grenoble es un laboratorio vivo de 3.000 personas que proporciona a cada sector – automoción, construcción, catering, servicios, atención, etc. – los medios para tener la mejor formación en temas de energía es sólo uno aspecto del proyecto. Porque, en términos más generales, el LearningGrid de Grenoble funciona como una «ciudad inteligente» de 3.000 habitantes, con espacio en el aula o talleres que requieren calefacción, iluminación, fuente de alimentación para equipos diurnos y catering, actividades de alojamiento, que requieren energía al consumo máximo (entre las 6 p.m. y las 10 p.m. en invierno).

La MicroGrid diseñada e implementada por Schneider Electric es la primera, con sus tecnologías avanzadas y sistemas innovadores de gestión de energía. Reduce el consumo de energía y la huella del campus de las IMT hasta en un 30%.

Los objetivos han sido:

  • Reducir la cantidad de energía de un proveedor externo en un 30%
  • Obtener el 15% del consumo total del sitio al proporcionar energía renovable independiente
  • Alcanzar el 30% de la producción local en autoconsumo
  • Reducción del gasto energético del campus en un 10%

Funcionamiento de la LearningGrid de Grenoble

En un día típico, las soluciones de control cargan las baterías cuando la tarifa del proveedor de electricidad está en su nivel más bajo. La MicroGrid consume la energía proporcionada por los paneles fotovoltaicos y descarga baterías cuando el precio sube. En situaciones de demanda de energía excepcional de la red (por ejemplo, los picos de frío), la MicroGrid ofrece un bloque de flexibilidad (hora de inicio, hora de finalización, energía disponible) al regulador de energía (RTE), y la activa si se autoriza.

Supervisión para el seguimiento del consumo en tiempo real

  • 600 contadores eléctricos
  • 80 contadores térmicos
  • 130 contadores de agua
  • 15 contadores de gas
  • 1 estación meteorológica

Supervisión para la gestión de recursos de flexibilidad

  • «Gestión de la Tarifa” para optimizar los gastos energéticos del campus
  • «Demand/Response» para gestionar la capacidad de respuesta a la demanda

Supervisión para la gestión de la calefacción y la iluminación

  • Gestión de 16 circuitos de calentamiento de subestaciones (en los edificios B1, B3, B4, B6)
  • Gestión de 5 plantas de tratamiento de aire (CTA)
  • Gestión de 10 talleres (calefacción e iluminación)
  • Gestión de 50 aulas (calefacción e iluminación)
  • Gestión de la cogeneración
Mapa de edificios y de recursos de flexibilidad
Figura 1. Mapa de edificios y de recursos de flexibilidad.

Una arquitectura técnica única y replicable

Pero la MicroGrid de grenoble va aún más allá: combina, además de la energía eléctrica y la red de calor, el suministro de gas. Se basa en un uso masivo de las tecnologías (Internet de las cosas) para recopilar, transmitir datos y hacer que los edificios se comuniquen. También se basa en las herramientas de predicción, modelado y optimización alojadas en la «energy cockpit» (el único edificio construido como parte del proyecto). Estos, dependiendo de la evolución del clima, deciden» las opciones más eficientes gracias a los algoritmos y soluciones de inteligencia artificial desarrollados por Schneider Electric (entre el autoconsumo de la energía producida o la redistribución a redes externas, por ejemplo). La arquitectura general del sistema está demostrando ser totalmente innovadora, totalmente adaptada al campus, se han instalado 800 contadores inteligentes para lograr las finalidades pedagógicas del proyecto – al mismo tiempo, reproducible a otros casos de uso.

Las soluciones implementadas incluyen:

  1. Sistema de gestión activa de la energía
  2. Sistema de modelización e Inteligencia artificial para predecir el uso de la energía
  3. Productos conectados y software para transferir o almacenar las cargas en función de la necesidad
  4. Estaciones de recarga de vehículo eléctrico
Soluciones de almacenamiento y recarga de vehículos eléctricos
Figura 2. Soluciones de almacenamiento y recarga de vehículos eléctricos.

Resultados

Optimización del rendimiento energético de los edificios del campus LearningGrid de Grenoble, proporcionando un 15% de energía renovable y automática al menos el 30% de la producción local (el resto de la energía producida se suministra a la red, dependiendo de las ventas y las tarifas de recompra de energía). Gracias a las soluciones técnicas desplegadas, las emisiones de gases de efecto invernadero se reducen en un 30%.

Ahorro de instalaciones energéticas reduciendo las facturas totales de energía en un 10%.

Agradecimientos

Desde Schneider Electric y a través de esta publicación agradecemos a la Cámara de Comercio e Industria de Grenoble por apostar por nuestras soluciones para diseñar e implementar la Learning Grid: una innovación pedagógica y tecnológica en la era de la transición energética.

Conclusión

El campus está equipado con una infraestructura autónoma de generación de electricidad (gracias a paneles fotovoltaicos), capacidad de almacenamiento, herramientas de control y gestión inteligente de la energía diseñada para facilitar el autoconsumo de la electricidad producida localmente. Instalaciones de última generación y de gran valor para los cursos a través de la asociación con el Escuela Schneider Electric.

Referencias

  1. Grenoble Alpes metrópole, 2019, LE PREMIER «LEARNING GRID» EUROPÉEN INAUGURÉ À GRENOBLE Geothermal Energy, E. & F.N. Spon Ltd, Londres, www.grenoblealpesmetropole.fr/actualite/627/104-le-premier-learning-grid-europeen-inaugure-a-grenoble.htm
  2. Présences Grenoble, Supplément juin 2019 – n°300, www.presences-grenoble.fr/actualites-economie-verte-smart-city-grenoble/learninggrid-grenoble-premier-microgrid-europeen.htm
  3. Schneider Electric, EcoStruxure™ Microgrid Advisor www.se.com/es/es/work/solutions/microgrids/ecostruxure-microgrid-advisor.jsp?videoid=Is6lxguwgQk
  4. Schneider Electric, EvLink estaciones de recarga de vehículo eléctrico www.se.com/es/es/product-category/1800-carga-veh%C3%ADculo-el%C3%A9ctrico/
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