​Desarrollo de un sistema ciberfísico (CPS) que permite la integración y operación en una boya de captación de energía de las olas a escala industrial. El sistema incluye algoritmos de optimización, control y transmisión de comandos y datos basados en aprendizaje automático, modelos paramétricos y sistemas dinámicos.

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PROBLEMA INDUSTRIAL DE PARTIDA

Wedge Global, líder en energía de las olas, buscaba mejorar el rendimiento de un captador de energía undimotriz, de forma que la propia boya generadora gestionara el funcionamiento del generador para incrementar la extracción de energía, de forma que se asegurara la máxima resonancia del captador con la ola.

SOLUCIÓN

La solución aportada por el ITCL Centro Tecnológico ha sido un sistema ciberfísico (CPS) que permite la integración y operación en la boya de captación. El sistema ha incluido algoritmos de optimización, control y transmisión de comandos y datos basados en aprendizaje automático, modelos paramétricos y sistemas dinámicos, que son integrados en un sistema electrónico a medida y adaptado a las necesidades de Wedge Global.

El sistema CPS desarrollado permite:

• Predecir la dinámica de las olas
• Optimizar las consignas de fuerza a partir de las ecuaciones paramétricas
• Adquirir diferentes tipos de datos como información sobre el oleaje, posición de las bobinas, comunicación

Figura 1. Esquema global del proyecto desarrollado

Wedge Global ha conseguido con esta colaboración generar un primer absorbedor de energía puntual, con un sistema optimizado de control y gestión basado en un sistema CPS completo, desarrollado en un entorno real y basado en un aprendizaje automático, lo cual ha conseguido maximizar la eficiencia de su funcionamiento.

IMPLEMENTACION

La implementación de la solución se realizó en varios hitos:

• Desarrollo e integración de sistemas y modelos ciberfísicos y desarrollo de modelos de predicción y optimización
• Ensayos en laboratorio para la integración de los modelos, simulación y análisis
• Adecuación de los modelos desarrollados en la boya captadora y recopilación de datos.
• Análisis de resultados y rediseño

PAPEL DE ITCL

ITCL ha aportado en su totalidad el diseño del sistema ciberfísico (CPS), la integración de los sistemas en la boya captadora y el desarrollo de modelos de predicción y optimización de la conducta de las olas.

RETOS ABORDADOS

• Sistema ciberfísico sobre distribución Linux.
• Integración de microprocesador, basado en arquitectura ARM, con potencia de cálculo, procesamiento y velocidad de operación suficientes para alcanzar el nivel de procesamiento de datos requeridos en el sistema ciberfísico.
• Protocolos seguros HTTPS en elementos IOT

MEJORAS CONSEGUIDAS

• Desarrollo de un control de alto nivel basado en Inteligencia Artificial capaz de gestionar el funcionamiento del generador.
• Mayor rendimiento de captación de energía de la ola.

EMPRESAS PARTICIPANTES Y PERFIL

PERSONA DE CONTACTO:

Javier Sedano – Director de I + D en ITCL Centro Tecnológico