Cómo un equipo de investigadores asturianos ha mejorado los sistemas de almacenamiento conectados a la red
IN ASTURIAS
El Principado, a través de FICYT, financia un proyecto innovador en sistemas de control en colaboración con el grupo LEMUR de la Universidad de Oviedo y la empresa Enfasys
29 jul 2024 . Actualizado a las 05:00 h.Desde Asturias nacen cada vez más proyectos surgidos de grupos de investigación especializados y que facilitan la administración y gestión de negocios a través de sistemas que conjugan la experiencia con la innovación. Son equipos de profesionales altamente cualificados y con especialización en áreas de ingeniería como son la informática, la industrial o la electrónica.
El proyecto que nos ocupa en esta ocasión es el que ha desarrollado el grupo LEMUR de la Universidad de Oviedo con la spin-off Enfasys. Se trata de un sistema de control para la mejora de la eficiencia y la seguridad en los sistemas de almacenamiento. «Los sistemas de control son equipos hardware y software que dan la funcionalidad requerida por las baterías. Para que las baterías puedan cargarse o descargarse hacia o desde la red o de la generación renovable es necesario determinar la potencia que pueden recibir o dar en cada momento, de forma que no haya problemas de seguridad en las mismas», explica Pablo García Fernández, responsable del grupo de investigación.
Para garantizar esa seguridad, es necesario «conocer el estado de carga, la temperatura y la corriente de cada una de las celdas y, en base a esa información, construir unos límites de operación que no pueden sobrepasarse en ningún momento», añade Pablo. Enfasys, la filial nacida a partir del grupo LEMUR, ha desarrollado un sistema de control que se conecta a las baterías y permite optimizar su operación, considerando diversas variables: «¿Cuál es la previsión de generación fotovoltaica en las siguientes 24 horas? ¿Y la de demanda? ¿Cuál es el precio/hora de electricidad en las siguientes 36 horas? ¿Es mejor cargar la batería desde el excedente solar o exportarlo a la red? ¿Es mejor descargar la batería para alimentar a la carga o utilizar la solar y/o la red? ¿Cuál es el coste de usar la batería? ¿Y el de no usarla? ¿Puedo contribuir de alguna forma a mejorar la situación de la red y ser remunerado por ello? Todas estas cuestiones requieren algoritmos matemáticos que finalmente determinan los comandos al sistema de almacenamiento», detalla Pablo García para profundizar en todas las variables que se pueden considerar para dotar al sistema de control.
A lo largo del desarrollo del proyecto se ha puesto el foco en aspectos que permitan que el comportamiento del sistema de almacenamiento pueda ser mucho más predecible. Para ello, se han empleado herramientas software y controladores hardware que permiten asimilar el funcionamiento de dichas fuentes de energía al de las grandes centrales, basadas en generadores síncronos que aportan de forma natural estabilidad a la red.
Conexiones en edificios de viviendas
Además, se ha propuesto una solución estandarizada que permita la conexión activa de edificios de viviendas, de forma que en aquellos edificios que instalen generación solar en cubierta y sistemas de almacenamiento locales o cercanos, puedan contribuir de forma notoria a la mejora de la calidad de la red de distribución. Entre los problemas que se acometen con esta solución aplicable a los edificios de viviendas están, por ejemplo:
- La conexión de recursos renovables a la red de distribución de baja tensión con sus beneficios limitados a los usuarios finales.
- La integración de las energías renovables en la infraestructura de red existente puede aumentar los costes de los gestores de redes de distribución hasta un 20-30%.
- Las mejoras de la red para apoyar la integración de las energías renovables podrían requerir inversiones de miles de millones de dólares en la próxima década.
- En algunas regiones, hasta un 10-15% de la energía renovable puede perderse debido a sistemas inadecuados de almacenamiento y gestión de la red.
- Las regiones con alta penetración de renovables sufren hasta un 5-10% más de cortes de electricidad.
Todos estos problemas tienen planteadas las siguientes soluciones:
- Una interfaz activa del edificio, la cual maximiza los ingresos para los usuarios finales al tiempo que aumenta la calidad de la red y reduce los cortes.
- El edificio se convierte en el último punto de medición por parte de la distribuidora.
- La generación renovable y el almacenamiento se conectan internamente a la red del edificio.
- Las viviendas se abastecen de la red interna, lo que supone una reducción de tarifas de hasta el 30%.
- La interfaz activa permite un consumo equilibrado, reduciendo los costes de inversión para la distribuidora y aislando eficazmente el funcionamiento de los recursos distribuidos, en este caso, generación solar y almacenamiento.
Los principales resultados obtenidos en el contexto de esta colaboración público-privada, se pueden resumir en el desarrollo de una solución de control para la interconexión de sistemas de almacenamiento cuyos prototipos iniciales has pasado a ser soluciones pre-comerciales. Por otro lado, se ha podido validar la solución utilizando novedosas técnicas de simulación en tiempo real y validación experimental en entorno relevante. Y, por último, se ha podido integrar la solución mediante estándares y validación de esta en entorno de laboratorio.
La spin-off Enfasys ha contribuido en todos los desarrollos realizados en el proyecto y es la que explota comercialmente los resultados de estos. Enfasys fue fundada en 2019 por Pablo García Fernández y por el ingeniero industrial Geber Villa Fernández. A través de ella se simplifica la gestión de activos en redes eléctrica y su solución permite maximizar los retornos de inversión, haciendo atractiva la conexión de dichos sistemas desde un punto de vista financiero. Su solución de optimización energética basada en dispositivos electrónicos de última generación y computación en la nube simplifica la gestión de plantas híbridas de generación renovable. Es importante destacar el papel de una spin-off universitaria, ya que están constituidas por empresas de nueva creación, que parten del personal universitario para transferir al mercado aquel conocimiento, tecnología o resultado de investigación generado en el ámbito universitario, de alto valor añadido y con potencial económico.
El proyecto que ha permitido realizar un desarrollo tecnológico adecuado para Enfasys está financiado por FICYT a través del programa de red Proyectos de I+D+i en red. Se trata de una financiación otorgada a los organismos públicos de investigación que trabajan en colaboración con una entidad privada, como es el caso de LEMUR y Enfasys.