Cuatro aplicaciones de Edge Computing en el sector energético

Más allá del Edge Computing, el sector energético está experimentando una profunda transformación debido a varios fenómenos interrelacionados: la descentralización de la generación de electricidad, la aparición del prosumidor que genera y consume energía, así como de nuevos actores en el lado de la demanda y la creciente incorporación de fuentes renovables.

Esta transformación está generando nuevos modelos de relación entre los proveedores de servicios y los usuarios finales (como la aparición de comunidades energéticas o los mercados de flexibilidad de la demanda) y obligando a las empresas del sector a emprender importantes cambios.

Edge Computing en el sector eléctrico

Entre estos grandes cambios se encuentra la digitalización de los procesos para recoger información e incluso predecir escenarios futuros, lo que implica la necesidad de recoger muchos datos, analizarlos y entender qué decisiones hay que tomar y qué acciones hay que ejecutar.

Para que este procesamiento sea más eficiente, está surgiendo con fuerza en la industria un nuevo modelo de computación: Computación de borde. Se trata de complementar el procesamiento en infraestructuras centralizadas en la nube con algoritmos de Machine Learning o Inteligencia Artificial ejecutados en los bordes de la red. Es decir, en nodos más cercanos al lugar donde se capturan los datos.

Este modelo de computación se está extendiendo muy rápido: si en 2019 Grand View Research situaba el valor del mercado de Edge Computing en 3.500 millones de dólares, la misma firma afirma hoy que esta cifra ascenderá a 43.400 millones de dólares en 2027, siguiendo un crecimiento anual del 37,4%. Y la principal razón de esta tendencia es que aporta tres grandes ventajas para el sector industrial frente a la centralización de la informática en un único punto (la nube):

Ventajas de Edge Computing para el sector energético

1. Mayor escalabilidad: al distribuir el almacenamiento y el procesamiento en muchas ubicaciones, el crecimiento de la inversión en infraestructura y capacidad para un mayor volumen de tráfico o mejores algoritmos está más controlado.

2. Mayor seguridad y soberanía de los datos : al no salir de su ubicación original, se reducen los riesgos de ciberseguridad por robo o acceso indebido a la información.

3. Más datos procesados y menos latencia en las respuestas: Las frecuencias de análisis permiten trabajar con miles de datos de forma casi instantánea, y los tiempos de análisis y respuesta son del orden de milisegundos. Esto permite casos de uso casi en tiempo real, impensables en entornos de nube más orientados al análisis offline de lotes de información.

El uso de Edge Computing ya se está materializando en casos de uso muy concretos que las empresas del sector eléctrico están empezando a implementar.

1. Edge computing para la virtualización del centro de transformación

Esta es posiblemente la aplicación más importante del sector. Los centros de transformación eléctrica de media y baja tensión son las infraestructuras encargadas de adaptar la energía eléctrica para que pueda ser consumida por los ciudadanos en sus hogares. Forman parte de la red de distribución y hay cientos de miles de ellos en un país del tamaño de España.

Estos centros de transformación cuentan con una serie de equipos industriales cuya digitalización puede proporcionar información tremendamente valiosa tanto a los operadores de los centros como a los propios fabricantes, o incluso a los usuarios finales.

La Plataforma Tecnológica Española de Redes Eléctricas FUTURED, asociación que engloba a distribuidoras eléctricas, fabricantes y centros tecnológicos del sector eléctrico, tiene un grupo de trabajo especialmente centrado en esta tarea de digitalizar y dotar de inteligencia a los centros de transformación, y es algo en lo que están implicadas la gran mayoría de las distribuidoras.

El elemento central de esta"virtualización" de los centros de transformación es el transformador inteligente. A través de las tecnologías de Inteligencia Artificial y Edge Computing se están desarrollando aplicaciones que permiten predecir y anticipar la demanda o detectar posibles fallos incluso antes de que se produzcan (lo que se conoce como mantenimiento predictivo ).

Además, estas aplicaciones de edge computing también permiten acciones como la regulación dinámica en tiempo real del suministro de energía a las diferentes líneas de las que ahora cuelgan nuevos elementos como cargadores eléctricos o baterías, que sirven para satisfacer la demanda estimada en cada momento, para evitar fallos en los equipos que obliguen a realizar desplazamientos innecesarios, y para generar nuevos servicios que aumenten el ROI de toda la cadena de valor.

2. Edge Computing para la detección del fraude

Muy en consonancia con la iniciativa anterior, una aplicación complementaria de edge computing que están implementando los centros de transformación es el desarrollo de algoritmos de inteligencia artificial que permitan detectar posibles fraudes en el consumo de la red de baja tensión.

El consumo de electricidad a través de conexiones ilegales a la red de distribución provoca un aumento imprevisto de la demanda que puede causar grandes pérdidas a las empresas distribuidoras debido a averías e incendios en sus centros de transformación. Además, estas averías suelen causar graves daños a otros ciudadanos cuyo suministro se ve afectado por ello.

Por ello, una de las principales preocupaciones de las empresas de distribución es la detección temprana de este tipo de irregularidades, lo que les permite proteger a sus equipos y centros de distribución y no descuidar a sus clientes legítimos.

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3. Edge Computing para dar servicio a la generación distribuida

Uno de los cambios más importantes que se están produciendo en el mercado de la electricidad es el papel de los usuarios finales. Si bien tradicionalmente han sido meros consumidores de energía, con el auge de las instalaciones de autoconsumo solar empiezan a surgir cada vez más "prosumidores".

En los hogares y centros industriales empiezan a surgir pequeñas "centrales" de generación de energía con nuevos elementos como baterías o cargadores de vehículos eléctricos que alteran el tradicional equilibrio entre oferta y demanda de energía. Las redes de baja tensión dejan de ser unidireccionales (de los centros de transformación a los puntos de suministro) para convertirse en bidireccionales.

Además de este escenario, están surgiendo nuevos modelos de producción y consumo de energía, como las comunidades energéticas o los agregadores de demanda, donde grupos de ciudadanos y empresas (incluso barrios enteros) se unen para generar, compartir o vender energía.

Todo esto crea la necesidad de poder gestionar un gran número de elementos muy distribuidos para optimizar la distribución y el reparto de la energía. Por ello, muchas empresas, tanto proveedoras de servicios de autoconsumo como incluso distribuidoras, están desarrollando aplicaciones de Edge Computing que permiten gestionar de forma inteligente todos estos activos y tratarlos de forma agregada.

4. Edge Computing como vía de servitización

Un último caso que merece la pena destacar es el de servitización . El concepto de servitización implica un cambio de modelo de negocio y casi un cambio cultural en las empresas. Consiste en pasar de un modelo de grandes inversiones en activos a un nuevo modelo mucho más flexible de pago por servicios y por el uso de productos.

Este nuevo paradigma de relación permite, por ejemplo, a los fabricantes de aparamenta eléctrica y electrónica de potencia disponer de una nueva vía de ingresos con una oferta de alto valor añadido para sus clientes. Gracias a las aplicaciones y algoritmos de Edge Computing, dotan de inteligencia a sus activos industriales, lo que les permite proporcionar información muy valiosa para el funcionamiento de las plantas o instalaciones que sus clientes, empresas industriales y de explotación de redes eléctricas, tienen que gestionar.

Barbara, la plataforma Cyber Secure Industrial Edge

El Edge Computing se está implantando como uno de los mecanismos que más puede ayudar a la transformación digital del sector eléctrico. Para poder gobernar este nuevo modelo de inteligencia distribuida, es necesario contar con una plataforma en el borde como la de Barbara.

Barbara es una plataforma de edge industrial diseñada con ciberseguridad por diseño orientada a la gobernanza de la inteligencia distribuida que permite:

1. Conecte, analice y gestione los datos de sus activos industriales e intégrelos con su lógica empresarial remota.

2. Desarrolle, despliegue, depure, opere y mantenga sus aplicaciones y algoritmos de edge computing.

3. Proteja sus equipos y datos con mecanismos de ciberseguridad diseñados de acuerdo con las normas del sector, como la IEC-62443.

El sector eléctrico es uno de los sectores en los que Bárbara está más extendida, en proyectos de Edge Computing como los realizados por el Grupo Cuerva en sus Centros de Transformación, o EDP en sus instalaciones de generación distribuida.

Le animamos a que se ponga en contacto con nosotros para que le expliquemos cómo puede ayudarle Bárbara en su proyecto de edge computing.