CxC Connectivity by Convergia
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Mejora la eficiencia del transporte de energía hasta un 30% empleando IoT y Digital Twins 

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La transición hacia un modelo de generación de energía más limpio y respetuoso con el medio ambiente es imparable. En todo el mundo se ha instalado más capacidad de energía renovable durante cuatro años consecutivos que nuevas capacidades de combustibles fósiles y energía nuclear juntas. Sin embargo, esto conlleva algunos retos añadidos que hay que abordar. ¿Es capaz la infraestructura existente de absorber y transmitir esta nueva energía? ¿Cómo puede una infraestructura tradicional hacer frente a la volatilidad de una energía que depende de las condiciones meteorológicas?

Redeia, el gestor español de la red de transporte de energía, necesitaba responder a estas preguntas. España se está convirtiendo en un referente en generación de energía limpia. Convirtiendo una necesidad (el aislamiento energético de Europa) en una virtud, España cerrará 2023 con más del 50% de su consumo nacional cubierto por renovables, alcanzando picos del 73%.

En una ambiciosa colaboración, Telefónica, Redeia (TSO español) y Libelium se han embarcado en un viaje transformador para revolucionar la eficiencia energética en el sector del transporte en Europa. En el centro de esta iniciativa se encuentra la integración de los sistemas Dynamic Line Rating (DLR), sensores meteorológicos de última generación y la tecnología digital twin. Esta trifecta de innovación representa un gran salto en la optimización del transporte y la distribución de energía, alineándose con los objetivos globales de sostenibilidad y ampliando los límites de la eficiencia energética en el transporte en Europa.

La combinación de estas tecnologías innovadoras permite proporcionar a las empresas eléctricas herramientas eficaces para abordar el importante reto al que nos enfrentamos actualmente, en el que la infraestructura mundial existente funciona por debajo de su rendimiento máximo y debe integrar una cantidad cada vez mayor de energía renovable procedente de múltiples fuentes.

EL DESAFÍO

Los métodos tradicionales de gestión del flujo de energía dentro de las redes de transporte suelen ser estáticos e incapaces de adaptarse a las condiciones en tiempo real, lo que provoca ineficiencias y un aumento de la huella de carbono. El reto consistía en crear un sistema más dinámico, eficiente y respetuoso con el medio ambiente, capaz de responder a condiciones variables en tiempo real para planificar el transporte de energía de forma eficiente, garantizar una distribución óptima de la energía y minimizar los residuos.

El cambio hacia fuentes de energía renovables introduce complejidades en el transporte de energía debido a su dependencia de las fluctuantes condiciones meteorológicas. Esto hace necesaria una optimización energética de los sistemas de transporte que pueda adaptarse dinámicamente a estos cambios.

Optimización del DLR

Antes de profundizar en la propuesta de Libelium, empecemos con algo de teoría. Como ya se ha dicho, los cimientos de este proyecto se basan en los sistemas Dynamic Line Rating (DLR), equipos avanzados de control meteorológico y la tecnología digital twin. Esta combinación de tecnologías contribuye a mejorar la eficacia del transporte y la distribución de energía, en consonancia con el objetivo global de sostenibilidad.

La DLR se refiere a la capacidad de carga de una línea eléctrica, que varía en tiempo real en función de las condiciones ambientales y operativas del momento. La capacidad suele determinarse mediante métodos estáticos basados en estimaciones conservadoras de las condiciones ambientales.

LA SOLUCIÓN

grid360: La propuesta de Libelium para la eficiencia en el transporte de energía

Grid360, la solución pionera, surge de la sinergia entre las soluciones de conectividad de Telefónica, Redeia, el Operador del Sistema de Transporte español, y la avanzada tecnología IoT de Libelium para la eficiencia energética en el transporte. El proyecto aprovecha la tecnología DLR, que ajusta dinámicamente la capacidad de las líneas eléctricas en función de las condiciones ambientales en tiempo real. Este enfoque requiere datos precisos y oportunos, que es donde entran en juego los sensores meteorológicos de alta calidad de Libelium. Estos sensores están certificados por la Organización Meteorológica Mundial (OMM), lo que garantiza su precisión, fiabilidad y rendimiento en este caso de uso concreto. Al monitorizar con precisión las condiciones meteorológicas, podemos proporcionar datos críticos y fiables al sistema DLR.

Junto con la creación de gemelos digitales para las condiciones meteorológicas, este enfoque basado en datos permite una representación virtual del mundo físico. Esta contrapartida digital simula las condiciones del mundo real y predice cómo reaccionará la red ante diversos escenarios, optimizando la distribución de energía de formas antes inimaginables y con capacidades de previsión de hasta 72 horas.

Esta innovadora herramienta no sólo permite ajustar el rendimiento de la red existente en cada momento para lograr una mayor eficiencia cuando lo conceden las condiciones meteorológicas, sino que también permite identificar los periodos en los que es necesario realizar ajustes a la baja para salvaguardar las condiciones de la línea eléctrica.

La solución ya ha demostrado su capacidad para mejorar la optimización energética del transporte, con más de 170 estaciones meteorológicas instaladas para supervisar más de 500 km de líneas eléctricas. Como resultado de esta prueba, Redeia/REE ha aumentado la inyección de 200 GWh de energía renovable adicional en la red, equivalente al consumo de 64.000 hogares. Se trata de la ciudad de Orense, según ha explicado Libelium a El Economista. Esto, a su vez, ha supuesto que el consumo se gestione ahora a través de esta solución, que no ha requerido la instalación de líneas ni infraestructuras adicionales. Según Redeia, se han ahorrado hasta 50.000 toneladas de CO2 que no se emitían.

Aumentar la eficiencia y reducir los costes hasta un 30%

grid360 surge como una solución de vanguardia, que mejora la eficiencia del transporte de energía hasta en un 30% gracias a la tecnología IoT. Mediante la integración de sensores meteorológicos certificados por la OMM y modelos de gemelos digitales, grid360 proporciona una visión completa de los parámetros meteorológicos en tiempo real, como el viento, la temperatura y la radiación solar. Estos datos permiten determinar con precisión la capacidad máxima de transporte de la red en cada momento, facilitando un modelo predictivo de gran precisión para las empresas energéticas. Este enfoque:

– Optimiza la distribución de energía

– Reduce los costes económicos

– Minimiza el impacto medioambiental, allanando el camino para una transición digital y ecológica

De esta forma, se utilizarían los datos procedentes de la monitorización meteorológica, adaptando los ciclos de transporte en función de los momentos más adecuados para ellos desde el punto de vista medioambiental. El viento efectivo, resultante de la velocidad y dirección del viento en relación con la orientación y geometría de la línea, juega un papel crucial en el DLR, actuando como refrigerante natural de la propia línea y siendo el elemento con mayor influencia en el cálculo de la ampacidad en línea.

Un poco más de teoría para definir la intensidad admisible

La ampacidad se refiere a la cantidad máxima de corriente eléctrica que un conductor o dispositivo puede transportar antes de sufrir un deterioro inmediato o progresivo. También conocida como capacidad de transporte de corriente, se suele medir en amperios.

El gráfico ilustra el cálculo de la ampacidad para un conductor con características electromecánicas estándar en relación con el viento a diferentes temperaturas, donde se observa un aumento significativo de la capacidad de la línea dentro del rango de vientos moderados -de 0 m/s a 6 m/s (equivalente a 20 km/h)-. A partir de velocidades superiores a 6 m/s, el aumento de la ampacidad supera el 50%. Estos resultados subrayan la importancia de obtener datos meteorológicos extremadamente precisos para determinar el rendimiento adaptado de la línea.

Además, el gemelo digital también permitirá identificar el flujo de energía que puede inyectarse en la infraestructura en cada momento, haciendo posible planificar la transferencia con hasta 72 horas de antelación.

MÁS ALLÁ DEL RETO

Las implicaciones de esta iniciativa van mucho más allá de la eficiencia energética y la reducción de las emisiones de carbono. Prepara el camino para unas infraestructuras más inteligentes y adaptables, capaces de responder a las crecientes demandas de urbanización manteniendo la sostenibilidad en su núcleo. El éxito de la asociación demuestra el potencial de las tecnologías IoT, DLR y digital twin para transformar el sector del transporte y diversas facetas de nuestro mundo moderno, encarnando la esencia de la eficiencia energética en el transporte en Europa.

A través de la innovación y la colaboración continuas, Telefónica, Redeia y Libelium están estableciendo nuevos estándares para el desarrollo sostenible. Nuestro trabajo ejemplifica cómo se puede aprovechar la tecnología para abordar algunos de los retos más acuciantes de nuestro tiempo, impulsándonos hacia un futuro más eficiente, sostenible e interconectado.

grid360 aborda los retos inmediatos del sector energético y supone un cambio profundo hacia un futuro más sostenible y eficiente. Su enfoque integrado e impulsado por la tecnología ejemplifica cómo la innovación puede facilitar la transición hacia una energía más limpia con un impacto medioambiental mínimo. Al alinear las prácticas energéticas con los objetivos globales de sostenibilidad, grid360 es un faro para el sector.

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Author: rogelio_melo