Candidatura

Control y gestión óptima de recursos heterogéneos en distritos productivos agroindustriales integrando energías renovables

Ir a candidaturas IX Edición enerTIC Awards

Esta propuesta pretende contribuir a reducir la sobreexplotación de recursos naturales mediante la gestión óptima de energía y otros recursos como agua y CO2, asegurando un acceso equitativo, eficiente y sostenible. En concreto, el proyecto aborda el problema en distritos agroindustriales, constituidos por cultivos bajo invernadero, empresas de transformación industrial y de suministro de insumos y servicios localizadas, en un determinado territorio, integrando el uso de energías renovables.

Más información en: http://www2.ual.es/chromae/

Indicadores y procesos de mejora

Este proyecto persigue un triple objetivo, como se enuncia a continuación.
Caracterización de interrelaciones entre elementos del distrito agroindustrial que determinan la actividad productiva, basándose en el paradigma de los sistemas multi-generación distribuida y multi-energía. El resultado prioritario del proyecto consiste en un entorno de simulación de consumo y producción que permitan analizar casos concretos, probar estrategias de gestión y tomar decisiones que optimicen la eficiencia energética.
Desarrollo de estrategias de control predictivo para los elementos del distrito de manera que puedan satisfacer sus objetivos, cumpliendo determinadas especificaciones técnicas, minimizando el uso de los recursos necesarios para ello.
Desarrollo de estrategias gestión integral de recursos necesarios para el funcionamiento de los elementos que conforman el distrito, utilizando técnicas de que consideren aspectos tanto económicos y medioambientales como el uso eficiente de los mismos.

Cuantificación/Estimación reducción consumo

En el proyecto se ha elaborado una librería que permite determinar el reparto óptimo de recursos para distritos con diferentes estructuras, para lo cual se han llevado a cabo diferentes casos de estudio con el fin de evaluar la repercusión que tienen las fuentes renovables en la actividad agraria. Por citar algunos, se incluye el análisis en instalaciones agrícolas con autoconsumo fotovoltaico, la captura y enriquecimiento con CO2 y el abastecimiento de agua a partir de procesos de desalación solar. De entre los resultados, extrapolables a la región de Almería, se desprenden los siguientes potenciales de mejora.
– Reducción de hasta un 58% de agua procedente de la red de abastecimiento o acuíferos en sistemas alimentados mediante destilación por membranas.
– Reducción de hasta un 15% del costo de operación total por el uso de fuentes renovables.
– Mejora de hasta un 19% en el beneficio económico de pequeñas instalaciones con autoconsumo tras los recientes cambios en la legislación.

Cuantificación/Estimación reducción emisiones CO2

Aunque las principales líneas de trabajo están relacionadas con el aspecto económico. Cabe destacar que tanto los modelos desarrollados como las estrategias de gestión y control pueden tener en cuenta criterios ambientales. Además, como el cultivo necesita CO2 para realizar sus procesos biológicos como la fotosíntesis, se estima que el sistema de captura y enriquecimiento con CO2 de la planta piloto evita que alrededor un 12% de las emisiones se viertan al ambiente como consecuencia de la combustión (pese a tener la biomasa un ciclo neutro). Por otra parte, de manera indirecta, el uso de fuentes renovables permite reducir entre un 20% y un 40% (dependiendo del caso de estudio) el consumo de la red eléctrica, reduciendo las emisiones ligadas al consumo de energía secundaria en esa misma proporción.

Innovación aplicada y buenas prácticas

A continuación, se describen las principales innovaciones de este proyecto:
Desarrollo de un marco de modelado para distritos de cualquier naturaleza, basado en el paradigma de los “energy hubs” con los que se pueden considerar diferentes roles como productor, consumidor o almacenamiento de energía y recursos.
Desarrollo de estrategias de gestión y validación experimental, comprobándose el funcionamiento adecuado y la consecución de un mejor uso de energía y recursos.
Análisis del consumo y producción de energía con vistas a elaborar modelos predictivos que se integren en las estrategias de control anteriores.
Desarrollo de una librería en abierto tanto para simulación de escenarios como para generar automáticamente el código de gestión de energía y recursos del distrito.
Batería de datos del distrito agroindustrial para que puedan ser utilizados como referencia por parte de la comunidad interesada en probar estrategias de gestión energética en este tipo de distritos industriales.

Usabilidad de Tecnologías de la Información y Comunicaciones

Este proyecto sienta las bases para el desarrollo futuro de una red IoT que integre todos los elementos del distrito dentro de una misma arquitectura. El proyecto se centra, por tanto, en el desarrollo de las capas de control y gestión de la misma, y la instalación de una red de sensores que permite recopilar todas las variables de control necesarias para alimentar a los modelos de predicción. Estas tareas han permitido la realización de ensayos y casos fuera de línea y se espera que el conocimiento práctico y los propios desarrollos sean integrados en aplicaciones web, gracias a las colaboraciones y al resto de líneas de investigación que mantiene nuestro grupo de investigación.
Por otro lado, la mayoría de las estrategias de gestión óptima y el marco de modelado utilizado son transferibles a instalaciones de distinta naturaleza, por lo que se espera poder explotarlos en entornos distintos, fuera del ámbito agrario.