Sistemas y Modelos Energéticos
SISTEMAS Y MODELOS ENERGÉTICOS PARA APLICACIONES INDUSTRIALES
Promover la eficiencia energética la integración de energías renovables, la sostenibilidad y la transición energética son los principales objetivos de la unidad de conocimiento de Sistemas Energéticos y Sostenibilidad, llevando a cabo proyectos nacionales e internacionales capaces de implementar soluciones tecnológicas concretas en diversos sectores.
Nuestro equipo trabaja día a día para aumentar la competitividad de los sectores productivos, así como facilitar el cumplimiento de los compromisos nacionales e internacionales en materia ambiental: definidos en la COP26, es decir la 26° Conferencia de las Partes (Conference of the Parties – COP) de Naciones Unidas sobre el cambio climático.
La transición energética se ha constituido en un término de referencia para designar el tránsito hacia nuevas fuentes de energía más limpias. Ésta requiere una reestructuración fundamental del sistema de abastecimiento energético, y plantea desafíos tecnológicos.
La estrategia de la UE para reformar el mercado europeo de la electricidad reconoce y promueve el derecho de los consumidores a generar, vender y compartir su propia electricidad. Según estimaciones de la Comisión Europea, en 2030 más de 100 GW de energía eólica y solar podrían ser propiedad de las comunidades energéticas.
La digitalización desempeñará un papel clave en las soluciones para afrontar los retos de la descentralización, la flexibilidad y el uso eficiente de la energía. Así, se puede considerar la digitalización como una herramienta facilitadora o palanca para el crecimiento progresivo de las energías renovables.
En el contexto de la transición energética, el hidrógeno es considerado como un importante medio de almacenamiento de energía de origen renovable. La disponibilidad de energía renovable se considera el desafío central para un suministro de energía descarbonizada. Para disponer de electricidad suficiente incluso cuando los equipos productores de energía renovable no pueden suministrarla debido a la variabilidad de las condiciones climáticas, son necesarias opciones de almacenamiento energético. El hidrógeno debe contribuir de forma decisiva en este sentido, siendo complementario a otros sistemas de almacenamiento.
Durante los últimos años, ITCL ha acumulado gran experiencia y resultados demostrables en el estudio y mejora de la eficiencia energética en grandes edificios, en sistemas productivos industriales, y en sus sistemas auxiliares.
Las colaboraciones frecuentes de este grupo de investigación con empresas industriales y energéticas, así como en grandes edificios, se centran en:
- el desarrollo de proyectos específicos, con componentes de I+D, para diseñar e implementar soluciones que no se encuentran en el mercado,
- la realización de auditorías energéticas,
- la implantación de sistemas de gestión y eficiencia energética.
En la actualidad, ITCL cuenta con herramientas específicas para instalaciones industriales, energéticas y residenciales, con el objetivo siempre de mejorar la eficiencia energética generando un ahorro del coste asociado a su funcionamiento:
- Sistemas inteligentes de supervisión y control integrado de consumos energéticos en grandes instalaciones.
- Sistemas de gestión energética SIGE. Software de ayuda a la toma de decisiones.
- Sistemas para la implementación de energías renovables, y almacenamiento. Gestión de la demanda energética. Movilidad: hidrogeneras, cargadores para vehículos eléctricos.
NUESTRO EQUIPO
El grupo de investigación está formado por investigadores senior y junior que están constantemente buscando la innovación en sistemas de gestión y eficiencia energética, así como otras tecnologías energéticas que contribuyan a mejorar la transición energética en la que estamos involucrados.
Investigador principal del grupo de sistemas y modelos energéticos
David González
Responsable del Grupo de Investigación de Eficiencia Energética y Sostenibilidad
Doctorando en desarrollo de sistemas de gestión de Smartgrids basados en teoría de juegos. Máster en Ingeniería Industrial. Ingeniero Técnico Industrial Especialidad Mecánica. Graduado en Ingeniería mecánica.
Experto en eficiencia energética, ha trabajado en distintos ámbitos del diseño de máquinas, gestión de proyectos de I+D tanto a nivel nacional como europeo.
Sin dejar el ámbito industrial, ha dedicado su actividad formativa y profesional a proyectos relacionados con la energía, como recurso clave para la competitividad de cualquier empresa.
Cuenta con más de 10 años de experiencia en proyectos de investigación aplicada, buscando la mejora continua de las empresas y acompañándolas en proyectos ajustados a sus necesidades reales, que van desde el asesoramiento hasta el desarrollo de nuevas tecnologías de control de procesos y optimización de consumos… empleando estrategias de eficiencia energética apoyadas en herramientas digitales tales como Industria 4.0, IA o Machine Learning. Así como proyectos de integración de EERR en edificación e industria (Comunidades energéticas), tecnologías para el desarrollo de la cadena de valor del hidrógeno verde y sus aplicaciones tanto en industria como en movilidad.
DESARROLLOS PARA SISTEMAS DE FRÍO INDUSTRIAL
IRS - Industrial Refrigeration Supervision
Sistema de supervisión energética de instalaciones de refrigeración industrial
Con la visión de poner la tecnología al servicio de la eficiencia energética, ITCL se ha centrado en la I+D+i para otorgar un valor añadido a los proyectos de Eficiencia Energética.
La conciencia sobre un desarrollo sostenible gana impulso en las personas, empresas e instituciones.
Este producto es una solución específica para la supervisión de las instalaciones de frío industrial, para recorrer su camino hacia la eficiencia energética mediante un enfoque innovador y con gran impacto en los consumos energéticos de sus plantas.
CARACTERÍSTICAS
- Monitorización de la eficiencia de la instalación de refrigeración en tiempo real en paralelo con el Scada principal.
- Supervisión en tiempo real del “rendimiento energético” en base a la producción de frío y el consumo de la instalación en cada instante.
- Información detallada de los principales parámetros de funcionamiento y aspectos energéticos de la planta de frío, incluyendo los costes económicos.
- Mediante la aplicación de ecuaciones termodinámicas específicas para cada instalación, ofrece datos que no es posible determinar mediante los sistemas convencionales de supervisión.
FUNCIONAMIENTO
- Mediante una aplicación informática, ofrece información relevante en tiempo real de los indicadores energéticos de la instalación de refrigeración:
— Rendimiento de compresores
— Desviación del rendimiento respecto del rendimiento ideal
— COP (Coefficient of performance), instantáneo y global
— Cantidad de frío producida
— Costes diarios asociados a la producción de frío
— Coste medio kWh/frío producido
— Desglose de consumo por equipo y por periodo
- Permite generar informes diarios/semanales/mensuales, ofreciendo una visión global del funcionamiento de la planta de frío.
- Genera informes energéticos
- Informes económicos
- Informes personalizados en función de las necesidades del cliente (tª en cámaras, túneles de congelación…)
OBJETIVOS
- Cuantificar el nivel actual de eficiencia energética de la instalación.
- Identificación del potencial real de mejora energética.
- Control diario de la eficiencia energética, consumo energético y costes asociados al mismo.
IRC - Industrial Refrigeration Control
Sistema inteligente de control y optimización energética específico para instalaciones de refrigeración industrial
El IRC Industrial Refrigeration Control nos permite reducir el consumo energético de la planta de frío a través de la modificación de parámetros clave de la instalación
En las experiencias realizadas hasta la fecha se han conseguido ahorros de entre 15% y 40%, con retornos de inversión entre 6 y 18 meses.
CARACTERÍSTICAS
- IRC Toma como base los datos monitorizados por el sistema de supervisión energética IRS de ITCL
- Calculó en tiempo real los parámetros óptimos de configuración de equipos que maximizan la eficiencia energética de la planta para las necesidades de frío reales en cada momento.
FUNCIONAMIENTO
- Se diseña un control experto a medida para cada instalación de refrigeración industrial en base a sus necesidades de frío y zona climática.
- El control experto actuará automáticamente por encima del autómata de control general de la planta de frío, modificando parámetros clave del mismo con el fin de aumentar el rendimiento global de la instalación
- Mediante algoritmos de decisión en función de los parámetros de funcionamiento en tiempo real, se optimizan los siguientes aspectos:
— Secuencia de funcionamiento de los principales equipos
— Consignas de arranque y parada
— Consignas de funcionamiento (presiones, temperaturas…)
CASOS DE ÉXITO
Caso 1: MEJORA DE CONTROL EN MATADERO CÁRNICO
- Matadero de porcino 1MM canales/año
- Mejora de la producción de frio obtenida con un sistema de control experto desarrollado a medida
- 20,5% de reducción en el consumo energético de la planta de frío
- Ahorro real: 166.000 €/año // Payback: 6 meses
Caso 2: OPTIMIZACIÓN DE CONTROL DE COMPRESORES
- Empresa de procesado de marisco
- Propuesta de cambio de control estándar de compresores en instalación de refrigeración por un control experto propuesto por ITCL
- Mejora de un 42% en el consumo energético anual
- Ahorro anual: 180.000 €/año
PROYECTOS DE INVESTIGACIÓN
