Cosiendo la red del futuro

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Autonomous Energy Grids (AEG) es el nombre de un proyecto que el Laboratorio Nacional de Energía Renovable (NREL) de EE. UU. ha creado para visualizar la red eléctrica del futuro, donde la producción de muchas fuentes de energía descentralizadas se gestiona simultáneamente para garantizar un abastecimiento de energía seguro y constante.

El concepto se centra en el uso de tecnologías Smart y la comunicación autónoma, basada en una serie de microrredes interconectadas, que se comunican entre sí y utilizan algoritmos para encontrar continuamente la mejor condición operativa en respuesta a la demanda, la disponibilidad de energía y el precio.

“La red futura será mucho más distribuida, demasiado compleja para controlarla con las técnicas y tecnologías actuales”, dijo Benjamin Kroposki, director del Centro de Ingeniería de Sistemas de Potencia de NREL. “Necesitamos un camino para llegar allí, para alcanzar el potencial de todas estas nuevas tecnologías que se integran en el sistema de energía”.

Refinando la teoría

Los investigadores dicen que el proyecto actualmente es en su mayoría teórico, con aplicaciones probablemente a más de 10 años de distancia. El proyecto comenzó con un grupo de científicos que buscaba desarrollar métodos de control y optimización en tiempo real para sistemas de energía individuales, y se convirtió en la idea de que estos sistemas de energía individuales, o “células”, se comuniquen entre sí para formar un sistema que cubra toda la red.

“Lo novedoso en nuestra solución es que abordamos un problema con dos caras”, explicó Kroposki. “Primero, debido a la gran cantidad de dispositivos, no podemos usar el control central, sino que debemos distribuir el problema de la optimización. El otro problema es que tenemos condiciones que varían en el tiempo y, por lo tanto, la optimización está cambiando cada segundo y debe resolverse en tiempo real”.

Actualmente, los investigadores están simulando redes autónomas que consisten en cientos de células diferentes que operan al unísono, pero creen que esto debería ampliarse drásticamente para representar una solución de red unificada: el área de la Bahía de California, por ejemplo, ya tiene más de 20 millones de puntos de control. “Algoritmos de resolución son necesarios cada segundo”, explica la investigadora del NREL Jennifer King. “Tratar de decidir el destino de un millón de cosas segundo a segundo es donde entra el desafío”.

Aplicación al mundo real

El siguiente desafío se encuentra en la aplicación de estos algoritmos a las condiciones del mundo real, donde las cosas no siempre funcionan sin problemas y las demoras y daños a menudo deben tenerse en cuenta. Organizar la infraestructura y garantizar su seguridad representará otro desafío importante.

Los investigadores han publicado varios documentos que abordan diferentes áreas como parte del impulso de las redes autónomas, y el NREL señala que Siemens y la compañía de baterías Eaton están participando en su trabajo, y que una cooperativa de energía en Colorado actualmente está implementando técnicas de control basadas en dichos esfuerzos.

“Hay muchas personas trabajando en pequeños aspectos del proyecto. […] Lo vemos como una visión amplia”, afirma Kroposki. “Probablemente se verá que las primeras redes de este tipo aparecerán de abajo arriba, comenzando con hospitales, campus y comunidades”.