Smart Energy: cómo el Edge Computing ayuda a la digitalización de las redes eléctricas

4 de abril de 2022, by Barbara IoT

Smart Energy supone un modelo de sistema energético basado en tecnologías que permiten una gestión más eficiente y ajustada a la demanda de los consumidores. A través de la adopción de modelos Smart Energy, se logra la gestión y distribución inteligente de energía, posibilitando, entre otras ventajas, la adopción de energías renovables.

La Smart Energy es uno de los principales motivos que está impulsando la transformación del sector energético hacia modelos más eficientes y sostenibles.

Así, gracias al análisis de datos en tiempo real y a la digitalización de las redes eléctricas, se está pudiendo avanzar en la adopción de energías renovables y recortar en costes.

Pero, ¿qué supone exactamente el modelo Smart Energy, en qué cambia respecto al modelo tradicional y cómo lo están adoptando las empresas?

¿Qué entendemos por Smart Energy?

Smart Energy supone un modelo de red energética basada en tecnologías que permiten una gestión más eficiente y ajustada a la demanda de los consumidores.  A través de la adopción de modelos Smart Energy, se logra la gestión y distribución inteligente de energía, posibilitando, entre otras ventajas, la adopción de energías renovables.

Se genera así un nuevo modelo de negocio que implica transformaciones profundas para todos los implicados, desde las empresas a los consumidores, basado en el intercambio de datos y la posibilidad de actuar de manera dinámica en la red.

Smart Energy propone un cambio de paradigma respecto al modelo energético tradicional. 

Hasta ahora, el modelo era vertical y la energía se transfería desde un generador eléctrico central. La naturaleza altamente distribuida de la energía renovable está cambiando el modelo tradicional de suministro de energía. Las infraestructuras tradicionales de energía eléctrica deben actualizarse, con software y servicios que optimicen cada proceso.

Así, los nuevos modelos traen varios cambios respecto a esta infraestructura de distribución:

  • Aparece el “prosumidor” como nuevo agente: los consumidores que, a través de sus propios recursos, pueden a su vez generar energía. El modelo unidireccional queda atrás.
  • Se debe facilitar la conexión de nuevos dispositivos a la red general (como la electrónica de potencia).
  • Se presentan también nuevos tipos de operaciones. Por ejemplo, es posible que la actuación del prosumidor abra la puerta a que el flujo eléctrico cambie de dirección. 
  • La red de baja tensión (<1kV) cobra importancia
  • Se presenta una solución al modelo de consumo actual, que implica grandes pérdidas de energía. La Smart Energy trabaja para almacenar energía y ajustar producción y demanda en base al análisis de datos en tiempo real, entre otras operaciones. 

Digitalización de las redes eléctricas: qué supone para el modelo energético

La digitalización de las redes eléctricas es uno de los pasos esenciales dentro de la transformación del sector hacia modelos basados en la inteligencia de datos. Un proceso que implica aplicar diferentes tecnologías digitales que permiten actuar en base a los datos obtenidos, la interacción entre sistemas y la supervisión de procesos. 

De este modo, es importante tener en cuenta que la digitalización de las redes eléctricas va más allá del análisis de datos en tiempo real: supone un cambio de paradigma a todos los niveles, abarcando también la planificación estratégica y la cultura empresarial. 

Por citar un ejemplo de la profundidad de esta transformación, la digitalización de redes eléctricas está permitiendo a las empresas moverse hacia modelos de servitización, donde el acceso a información permite paradigmas más flexibles y de pago por uso de productos y servicios.

Situación actual de la digitalización de las redes eléctricas en España

La realidad del sector energético actual es que los modelos tradicionales han quedado ya obsoletos. Esto queda confirmado por las actuaciones desde la administración pública, que están queriendo impulsar el movimiento hacia la digitalización de las redes eléctricas.

Por ejemplo, en España el Plan Nacional Integrado de Energía y Clima (PNIEC) ha marcado como objetivo para 2030 lograr un 74% de energía eléctrica renovable. Esta ambiciosa cifra solo se logrará aplicando avances en Smart Energy que permitan ajustar consumo y demanda y el almacenamiento energético.

Algunos medidores hablan directamente del avance que se está logrando en este sentido.

Por un lado, respecto a los porcentajes de sensores y actuadores, algunas cifras recogidas en el informe La digitalización de las redes eléctricas de distribución hablan de que casi la totalidad de distribuidoras de más de 100.000 clientes ya cuentan con contadores inteligentes; respecto a la implantación del telecontrol, el mismo informe observa una mayor inserción en las subestaciones primarias que en los centros de transformación.  

En el mismo informe se cita que el 54% del total de renovables, cogeneración y residuos en España son ya generadores conectados a la red de baja tensión.

Existen menos datos respecto a los indicadores de conectividad, pero se sabe que aún es preciso avanzar respecto a las subestaciones y centros de transformación con conexión de banda ancha. Los indicadores de la adopción de modelos digitales en el tratamiento de datos también son, a día de hoy, insuficientes.

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Tecnologías para dar el paso a la Smart Energy

Sensores y actuadores 

Se trata de una categoría de tecnologías que incluye los dispositivos en interacción directa con el mundo físico: los sensores extraen información y los actuadores actúan sobre él. 

Aquí se engloban tecnologías como los contadores inteligentes, los dispositivos de telecontrol, y las teleprotecciones, entre otros.

Son también parte de esta categoría los dispositivos IoT y nodos Edge, capaces de comunicarse e interactuar entre ellos y con su entorno, aportando valor e información para la toma de decisiones.

Conectividad

La conectividad es la tecnología que posibilita la transmisión de datos entre dispositivos, e incluye tanto el canal por el que viaja la información como los protocolos de comunicación que se utilizan para esta interacción.

En este sentido, respecto a la conectividad de las redes eléctricas Smart, es crucial la capacidad de interoperabilidad entre dispositivos diferentes.

Análisis y tratamiento de datos

Los sistemas Smart Energy son capaces del tratamiento y análisis de datos en tiempo real para obtener información útil que permita la toma de decisiones.

En este sentido, destacan aquí las ventajas de los sistemas de Edge Computing o computación en el borde: a través de redes distribuidas, evitan las latencias que potencialmente se producen en los sistemas en la nube.

Ciberseguridad

La ciberseguridad en entornos Smart Energy debe estar incorporada por diseño. De este modo, se trata de minimizar las posibilidades de que la red quede comprometida por problemas como el hackeo de las redes. 

En cualquier caso, las medidas de ciberseguridad deben ajustarse a las exigencias de cada red eléctrica e instalación, teniendo en cuenta sus necesidades particulares.

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Edge Computing: el mejor aliado para la Smart Energy

El Edge Computing es un modelo computacional que, frente a sistemas centralizados en la nube, propone una red descentralizada en la que los datos son procesados por nodos cercanos al lugar donde se generan. Este modelo fomenta así el procesamiento de datos colaborativo entre dispositivos, potenciando las siguientes ventajas

Análisis de datos en tiempo real y reducción de latencias

Un sistema descentralizado supone que los datos se analizan de forma casi instantánea, pues no deben viajar hasta la nube para ser tratados. Como beneficios colaterales, se evitan sobrecargas en la infraestructura eléctrica, y se logra una menor latencia en las respuestas.

Modelo escalable para el procesamiento de datos

El uso de múltiples localizaciones para el procesamiento de datos posibilita una mayor escalabilidad, ya que resulta más sencillo realizar cambios para acomodar más volumen de tráfico de datos. 

Smart Energy Cibersegura

El Edge Computing es un modelo orientado a la ciberseguridad: los riesgos se minimizan ya que los datos no deben exponerse al viaje hasta una red central por sistema, sino que son tratados más cerca del punto en el que se generaron. 

Edge AI: Inteligencia artificial en el extremo

Los entornos de Edge Computing unifican la inteligencia generada por los diferentes nodos Edge a través de los llamados Orquestadores Edge, gestores de la inteligencia agregada. 

Se trata de sistemas capaces de tomar decisiones en base a los datos recibidos y de algoritmos de Machine Learning que potencian el aprendizaje, de modo que la máquina “aprende” a tomar decisiones cada vez más exactas y acertadas.

De este modo, plataformas como Barbara IoT ya están logrando una distribución eléctrica más eficiente, sostenible y segura, todo ello desde sistemas Edge que abren la puerta a la transformación digital del sector energético.

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