El almacenamiento energético: estabilidad y fiabilidad para las redes eléctricas

Almacenar energía generada a partir de fuentes renovables para poder utilizarla cuando más convenga es una gran ventaja en contexto social en el que la sostenibilidad y la transición energética marcan los pasos a seguir. Sin embargo, aún quedan retos por solucionar en el ámbito del almacenamiento energético.

Para dar respuesta a esos retos es necesario el desarrollo de tecnologías que permitan el almacenamiento energético aportar flexibilidad al sistema energético y estabilidad a la red. Concretamente, los retos a los que se enfrenta la fiabilidad de las redes son varios.

• Por un lado, dada la integración masiva de renovables en detrimento de generación convencional, basada en generadores síncronos rotatorios, la red eléctrica debe operarse con mucha menos inercia, lo que conlleva grandes implicaciones a nivel de fiabilidad.
• Por otro lado, es necesaria la capacidad de almacenar energía, pues dadas las características de los sistemas de generación renovable, en muchos casos existirá un exceso de generación, lo que puede provocar que se violen los límites operativos, si no se dispone de mecanismos de almacenamiento o flexibilidad.

La vulnerabilidad de las redes eléctricas ha suscitado un interés particular, especialmente en lo que respecta a las investigaciones que se centran en analizar posibles vulnerabilidades de ciberseguridad. Un ámbito destacado en este sentido es el examen de dispositivos inteligentes en Smart Cities e Industria 4.0. Se busca comprender y prevenir ataques in-situ que puedan manipular el hardware de estos dispositivos, así como ataques que interfieran con sus comunicaciones.

La investigación avanza evaluando el impacto potencial en las infraestructuras que componen el ecosistema operativo de estos dispositivos. Se proponen metodologías de diseño y soluciones tecnológicas destinadas a mitigar estas vulnerabilidades y reducir su impacto. Todo este trabajo se lleva a cabo en un escenario de pruebas que garantiza un alto grado de certidumbre, repetitividad y representatividad.

Es importante abordar la ciberseguridad desde dos perspectivas fundamentales: por un lado, enfrentarse a posibles ataques in-situ que impliquen manipulación del hardware; por otro lado, protegerse de ataques que interfieran en las comunicaciones de estos dispositivos.

En definitiva, la transformación digital de las industrias está teniendo un profundo impacto en los Sistemas de Control Industrial (SCI). Las mejoras en costes y rendimiento han fomentado la evolución de los SCI mediante la utilización de las capacidades de IT y OT en los sistemas existentes, lo que ha dado lugar a muchos de los sistemas “inteligentes” actuales, como la red eléctrica inteligente, el transporte inteligente, los edificios inteligentes y la industria 4.0.

«Las soluciones tecnológicas en materia de energía que pueden abordar dichos retos pasan por desarrollar algoritmos de gestión energética inteligente, validar soluciones a nivel de simulación, entornos experimentales de alta fidelidad basados en HiL -una técnica usada para el desarrollo y comprobación de sistemas embebidos en tiempo real complejos”-Instituto Tecnológico de la Energía (ITE).

Casos de éxito

El Centro Tecnológico cuenta con tecnología punta en este ámbito. Es el caso de la planta piloto GAMMA, un laboratorio ideado como un entorno demostrativo y de validación en el que poder testear el conjunto de herramientas innovadoras en el marco de una comunidad energética. Así, sus instalaciones integran todas la herramientas y tecnologías de la industria 4.0 centralizadas en una única instalación, combinando la gestión energética inteligente con tecnologías facilitadoras (Data Analytics, tecnologías IoT, Big Data), además de la puesta en marcha de un gemelo digital.

Las empresas tienen esta planta piloto a su disposición en la sede del ITE y pueden aprovechar sus múltiples ventajas, ya que funciona como una comunidad energética y está abierta a la participación voluntaria de asociaciones, cooperativas, organizaciones sin ánimo de lucro, empresas y administraciones locales, que pueden comprobar los beneficios de la digitalización de la energía en el control del consumo energético y de las ineficiencias del sistema.

En mayo de 2022 la Comisión Europea publicó el Plan REPowerEU, cuyos fines son reducir de manera muy rápida la dependencia de combustibles fósiles rusos, acelerando la transición hacia las energías limpias. Sobre la promoción de las energías renovables se contemplan objetivos sobre el aumento de las renovables hasta el 45% de aquí a 2030 y se llama al sector fotovoltaico a duplicar su producción hasta los 600GW para ese año.

Por ello, investigaciones actuales como Emuflex, liderada por ITE, aborda el desarrollo de una solución que dé respuesta a las necesidades del entorno de un modo completamente alineado con las empresas proveedoras de tecnologías que intervienen en la producción y gestión de energía renovable en diferentes eslabones de la cadena de valor, aportando el conocimiento necesario al mercado y así, contribuir a los retos que plantea la Unión Europea.

• GAMMA: El proyecto Gamma (expediente IMDE40/2018/2) fue financiado por la Generalitat Valenciana a través del Instituto Valenciano de Competitividad Empresarial, IVACE, y la Unión Europea a través del Fondo Europeo de Desarrollo Regional dentro del Programa Operativo Feder de la Comunidad Valenciana 2014-2020.
• EMUFLEX: El proyecto EMUFLEX con expediente IMAMCA/2023/9, está cofinanciado por el Instituto Valenciano de Competitividad Empresarial (IVACE) mediante convenio de I+D con la Generalitat Valenciana dentro de las ayudas dirigidas a centros tecnológicos de la Comunitat Valenciana.

Este artículo se ha realizado en el marco de la Resolución de IVACE de concesión de una subvención al Consejo de Cámaras de la Comunitat Valenciana, para el fomento de la Sostenibilidad y Desarrollo Sostenible en el año 2023. Energía.