Proyecto HELIOS SHARING: Diseño y despliegue de un prototipo de planta virtual de generación, a partir de la red de estaciones base para comunicaciones móviles.

Indicadores y procesos de mejora

La integración de las nuevas tecnologías de generación, distribución y consumo de electricidad demandan una nueva forma de gestionar y operar la red eléctrica basada en el empleo de las TICs, lo que, en su conjunto constituye una red eléctrica inteligente. Un caso particular de esta integración, son las Plantas Virtuales de Potencia, que coordinan en un ámbito geográfico extenso, distintas microgrids basadas en sistemas de generación distribuidos de carácter renovable, cargas de distintos tipos, almacenamiento y sistemas de control, con la inteligencia necesaria para operar el conjunto atendiendo a una jerarquía de objetivos.

La aplicación de esta tecnología al conjunto de estaciones base de comunicaciones móviles, alcanza un doble objetivo: dotarla de de una mayor autonomía de la red convencional gracias a la instalación en las distintas estaciones de potencia fotovoltaica y aprovechar la capacidad de almacenamiento previamente instalada para dar soporte a la red.

Cuantificación/Estimación reducción consumo

Dentro del proyecto se implementan soluciones para la reducción del consumo eléctrico a través de la mejora de la eficiencia energética de las distintas estaciones de comunicaciones móviles. Para ello se implementan tanto soluciones de producción local de energía mediante la implantación de energía fotovoltaica como el aprovechamiento de los elementos de almacenamiento de energía ya existentes.

En lo que respecta a la instalación de energía fotovoltaica se procede a instalar la máxima potencia posible en función de las dimensiones y características de cada estación, disminuyendo los consumos de forma significativa de todas las instalaciones gracias al autoconsumo e inyectando excedentes de energía renovable a la red de forma coordinada gracias al concepto aplicado de plantas virtuales de potencia.

Adicionalmente, se mejora de la eficiencia de las baterías favoreciendo su uso en los instantes en los que su eficiencia es máxima, aumentando a su vez la vida útil de las mismas.

Cuantificación/Estimación reducción emisiones CO2

En el proyecto se ha realizado un estudio detallado del ahorro de CO2 para la propuesta de instalación realizada. Al favorecer la integración de nueva potencia fotovoltaica se logra una producción anual media neta para el conjunto de instalaciones de la península ibérica de 1642 KWh por KW instalado. En este proyecto se contempla la instalación inicial de un total de 1240 kW en un conjunto de 16 estaciones, con lo que se obtiene una energía anual de 2031 MWh.

Realizando un cálculo en el que se pondera a qué tipo de generación convencional sustituye esta tecnología se obtiene un ahorro estimado de emisiones de 0.55 kg CO2/KWh por lo que el ahorro de emisiones de CO2 con la propuesta desarrollada en este proyecto es de 1120185 Kg de CO2.

Otra de las ventajas de este proyecto es que es totalmente escalable, disponiendo el mismo para la siguiente fase de 180 estaciones de comunicaciones adicionales con los que la reducción de emisiones se vería incrementada en más de 10 veces.

Innovación aplicada y buenas prácticas

A continuación se describen las principales innovaciones a las que hace frente este proyecto:

• Demostrador de microrred eléctrica inteligente con integración CC y CA.
• Arquitectura de comunicaciones para sistemas de gestión de energía en microrredes.
• Implementación de una planta virtual de potencia para la coordinación de las distintas estaciones con la red de energía convencional.
• Desarrollo de un sistema de gestión de energía local para sistemas híbridos CC/CA aislados.
• Demostrador de un EMS en un sistema híbrido de generación con almacenamiento coordinado a su vez con la planta virtual de potencia.
• Integración de herramientas de predicción de demanda y de generación renovable en el EMS de la planta virtual de potencia.
• Diseño de nuevos algoritmos de aprendizaje máquina para la predicción de potencia fotovoltaica.
• Implementación de controladores inteligentes para microrredes. Despacho óptimo de gestión de generación y almacenamiento.

Usabilidad de Tecnologías de la Información y Comunicaciones

El proyecto tiene un marco de aplicación inmediata en la red de estaciones de comunicaciones móviles. En todos los países desarrollados se dispone de una extensa red de comunicaciones en la que la mejora de la eficiencia energética resulta clave. Adicionalmente cabe destacar la usabilidad, para la mayoría de empresas del sector energético, del resto de estrategias desarrolladas en el proyecto, como son:
Sistema innovador de gestión interna de microrredes basado en blockchain y en el estándar de comunicaciones IEC 61850.
Esta tecnología encaja a la perfección con la arquitectura de comunicaciones P2P entre distintos elementos de una microgrid o entre microgrids distintas y el operador de red.
Desarrollo de soluciones a una gran cantidad de problemas de predicción, optimización y gestión en microrredes eléctricas mediante modernas técnicas de Aprendizaje Máquina.