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Turbinas eólicas

La red inteligente: cómo la IA está potenciando las tecnologías energéticas de hoy

 

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Al igual que el oxígeno, la red eléctrica es esencial para la vida moderna, pero no siempre es la parte superior de la mente, hasta que ocurren los problemas. Hoy en día, el envejecimiento de la infraestructura de la red está tomando una paliza de los eventos meteorológicos severos en todo el mundo, lo que resulta en cortes de energía que amenazan la salud, la seguridad y la actividad económica. Al mismo tiempo, otros factores también están ejerciendo presión sobre las redes centenarias. La forma en que se produce la energía está cambiando rápidamente: más energía eólica y solar, menos carbón y combustible fósil. Este cambio requiere nuevos procesos y formas de gestión. El “quién” también está cambiando, con la energía producida ahora no solo por las principales empresas energéticas, sino también por una plétora de nuevos competidores y prosumidores (consumidores que producen energía).

 

Y no sólo el mundo natural está cambiando rápidamente, sino que el mundo tecnológico también avanza en un galope. Las tecnologías de inteligencia artificial (IA) conectadas a la nube como machine learning, analíticas de datos e internet de las cosas (IoT) están impulsando el avance de redes inteligentes capaces de gestionar una generación y distribución de energía mucho más complejas. Estas tecnologías anuncian una oportunidad significativa para aquellos en el complejo ecosistema de energía que son capaces de aprovecharlas.

¿Qué es un prosumidor?

Prosumer es una palabra que combina "productor" y "consumidor". Los prosumidores de energía suelen permanecer conectados a la red central. Sin embargo, también son capaces de producir e incluso almacenar energía - típicamente con paneles solares fotovoltaicos y baterías EV.

 

Dependiendo de la cantidad de energía generada, esta energía puede ser utilizada para compensar facturas mensuales o ser vendida de nuevo como excedente a empresas de servicios públicos u otros servicios de distribución de energía. Este modelo puede aplicarse tanto a prosumidores residenciales como comerciales, con un número creciente de empresas conectando sus paneles solares y flotas de VE en la red.

¿Qué es una red inteligente?

Una red inteligente es una red que integra la distribución de energía y la tecnología de comunicación digital en un flujo bidireccional de electricidad y datos. Esto permite a las empresas de servicios públicos optimizar la generación, transmisión y distribución de electricidad. Y también permite que los consumidores se beneficien de las historias que cuentan los datos, lo que les ayuda a comprender mejor la energía que utilizan e incluso la energía que producen y almacenan a través de cosas como paneles solares y baterías de VE.

¿Cuál es la diferencia entre la red tradicional y una red inteligente?

La principal diferencia entre los sistemas tradicionales y las redes inteligentes radica en la capacidad de intercambiar información en ambas direcciones a través de la red, desde las empresas de servicios públicos hasta los consumidores y viceversa. Algunas de las funciones principales que diferencian las redes inteligentes incluyen:

  • Tecnología: IA, nube y tecnologías digitales permiten que todos los dispositivos y activos de la red se comuniquen, dando soporte a un mejor control y autorregulación.
  • Distribución: La energía generada por los prosumidores y otras fuentes de energía renovables, como la solar o la eólica, puede ser intermitente y desigual. Las tecnologías de redes inteligentes ayudan a coordinar, almacenar y distribuir la energía de tales fuentes en un flujo constante y fiable.
  • Generación: Las analíticas predictivas en sistemas inteligentes significan que las tensiones de alta demanda se pueden pronosticar y distribuir a múltiples plantas y subestaciones.
  • Sensores: los sensores de IoT en toda la red pueden ayudar a detectar el riesgo de forma temprana, redistribuyendo el poder para reducir los cortes y ayudar a equilibrar las cargas sin la intervención directa de los operadores.
  • Autoreparación y mantenimiento predictivo: los sensores también se pueden utilizar para detectar problemas mecánicos y realizar simples reparaciones y resolución de problemas, notificando a los técnicos solo cuando sea necesario –antes de que cualquier cosa realmente se rompa–.
  • Elección del cliente: Más proveedores de energía, cooperativas y microgeneradores pueden unirse a la red, lo que permite a los consumidores tener más opciones en la forma en que reciben la energía.

Aplicaciones de IA en soluciones de energía inteligente: la perspectiva del sector de los servicios públicos

La inteligencia artificial es el "agente inteligente" impulsor detrás de las redes inteligentes: evaluar el entorno y tomar medidas para maximizar un objetivo determinado. La IA es fundamental para la integración de la energía renovable, la estabilización de las redes de energía y la reducción de los riesgos financieros asociados con la inestabilidad en la infraestructura.

 

Por ejemplo, las capacidades de autoaprendizaje, adaptabilidad y cálculo de la IA tienen un potencial significativo para abordar la naturaleza intermitente de la energía renovable. Un desequilibrio en los picos de producción y consumo a menudo se representa a través de “la curva del pato” y puede hacer que estas fuentes de energía sean difíciles de controlar. El uso de IA en redes inteligentes ayudará a abordar este desafío reequilibrando la desigualdad entre las cargas de producción y consumo.

 

Las tecnologías de redes inteligentes contribuyen a que las actividades del sector de los servicios públicos sean más transparentes y competitivas. Algunas de las aplicaciones de IA y machine learning en redes inteligentes incluyen: 

  • Agilidad y resiliencia: cuando la energía renovable es generada por nuevos socios como cooperativas y prosumidores, a menudo es intermitente y variable. Los sensores y la automatización se pueden utilizar para identificar partes de la red que son vulnerables y responder con desvío automatizado, almacenando el excedente de energía durante las horas pico de generación y desviándola durante las brechas en el flujo.
  • Previsiones más precisas: El sector de los servicios públicos se enfrenta a una amplia variabilidad de precios debido a los cambios en el consumo. Los modelos de analíticas predictivas se pueden utilizar para predecir de manera más confiable las cargas de energía y la generación de energía renovable. Combinando datos de infraestructura de medición avanzada (AMI) con IA, las predicciones son más precisas que los enfoques tradicionales.
  • Alertas de corte de suministro más sofisticadas: La red de sensores, medidores y actuadores en una red inteligente puede dar una transmisión de señal corta de "último gas", incluyendo tiempo y fecha, para indicar una pérdida de energía debido a interrupciones parciales o completas. Además, las capacidades predictivas de IA y los datos en tiempo real de los contadores inteligentes pueden notificar a los operadores sobre interrupciones justo antes de que ocurran. Estos sistemas pueden incluso diferenciar entre interrupciones individuales, callejeras y zonales.
  • Rendimiento de energía optimizado: El uso de redes de sensores impulsados por IA en etapas de generación también se puede utilizar para optimizar la salida de energía. De manera similar, la energía solar también se beneficia de las herramientas de IA para aumentar la productividad mediante la predicción de la radiación solar.
  • Cambio automatizado mejorado: La capacidad de las herramientas de IA para predecir los desequilibrios de la red y diferenciar entre una breve interrupción de la energía y un corte completo pronto permitirá automatizar los protocolos de cambio. Esto permitirá a las empresas de servicios públicos desviar la energía o aislar las áreas afectadas antes de que ocurran daños graves o que el corte se extienda a otras áreas. Estas herramientas son una línea de defensa que garantiza la seguridad de los equipos esenciales utilizados para aislar y reparar fallas.
  • Gestión más flexible de la demanda (DSM): los picos de demanda de energía ponen a las empresas de servicios públicos bajo una gran presión. Usar IA y medidores inteligentes en hogares y oficinas puede ayudar con la programación, planificación, ejecución y monitoreo de los cambios en la demanda de energía para garantizar que los proveedores puedan cumplirlos. Hacer esto puede tener un gran impacto en el uso de energía, como muestran los EE. UU. La Comisión Federal de Regulación de la Energía, que encontró que las cargas pico pueden reducirse en hasta 150 GW a través de la gestión de la demanda. Del mismo modo, el Instituto de Investigación de Energía Eléctrica (EPRI) ha estimado que estas herramientas inteligentes podrían llevar a una reducción de 175 GW en los picos de energía de verano para 2030.
  • Mejora de la seguridad: la ciberseguridad es una preocupación clave para todos los sectores empresariales. Y la creciente cantidad y complejidad de las estrategias de ciberataque presenta un riesgo tanto para las redes eléctricas existentes como para las nuevas. Las herramientas de IA pueden ayudar a reducir este riesgo detectando funciones de ataque de red, malware e intrusión y proporcionando protección de seguridad de red para sistemas de energía. Además, otras tecnologías, como blockchain, pueden proporcionar sistemas transparentes, a prueba de manipulaciones y seguros que permiten nuevas soluciones de negocio, especialmente cuando se combinan con contratos inteligentes.

Aplicaciones de IA en soluciones de energía inteligente: la perspectiva del consumidor

Recientes encuestas del Reino Unido y EE. UU. muestran que las actitudes de los clientes respecto a las empresas de servicios públicos son menos que excelentes. Con el aumento de proveedores y prosumidores de energía, las empresas de servicios públicos necesitarán aprovechar soluciones inteligentes para ayudar a fomentar un mejor compromiso y satisfacción del cliente. A continuación se muestran algunas de las formas en que las tecnologías de redes inteligentes pueden ayudar a mejorar la satisfacción del cliente:

  • Costos más bajos: la gestión de redes inteligentes potenciadas por IA y la medición inteligente permiten a los clientes obtener evaluaciones por hora de su uso de energía, lo que les ayuda a ver no solo cuándo y dónde utilizan más energía, sino que también ofrecen sugerencias y sugerencias personalizadas para optimizar sus rutinas diarias típicas para reducir el uso durante los tiempos pico. También ayuda a los prosumidores a gestionar la producción de energía que se puede volver a vender a la red para reducir aún más los costes.
  • Mejor sustentabilidad y transparencia: los datos de redes inteligentes pueden ayudar a los clientes a ser más conscientes de dónde proviene su energía, aumentando su compromiso y ayudando a democratizar la red. Esto puede ayudar a darles nuevas perspectivas sobre el suministro de energía y la capacidad de elegir opciones más sostenibles.
  • Menos interrupciones: como se mencionó, las herramientas de IA pueden ayudar a reducir el número de interrupciones y mitigar su impacto tanto para clientes residenciales como comerciales. Esto significa un aumento de la seguridad y la confianza de los consumidores, especialmente porque los eventos meteorológicos y las temperaturas récord provocan temores de caídas y otras interrupciones.

 

Recientemente, un gestor de redes de distribución del Reino Unido anunció un proyecto piloto para utilizar datos de medidores inteligentes para ayudar a los consumidores a mejorar la gestión de la energía, optimizar las cargas de la red y reducir las emisiones de carbono. La prueba podría salvar a los clientes millones de libras esterlinas y potencialmente reducir millones de toneladas de emisiones de gases de efecto invernadero de la huella de carbono anual del Reino Unido. Este es solo un ejemplo de los beneficios potenciales de las redes inteligentes para los clientes y el medio ambiente.

Big Data en energía: por qué importa

Desde el punto de vista tanto de los clientes como de las empresas de servicios públicos, no es simplemente la capacidad de estas tecnologías para recopilar y gestionar grandes cantidades dispares de Big Data lo que importa: es la capacidad de aprovechar y comprender todos esos datos y usarlos para optimizar el uso de energía e informar las operaciones. Big Data es clave para ayudar a:

  • Integre mejor la energía renovable y alternativa en las empresas de servicios públicos aprendiendo a predecir y gestionar la intermitencia, y equilibrar una infinidad de pequeños insumos de los jugadores prosumidores.
  • Proteja a los consumidores anticipando cortes y redirigiendo los recursos en una fracción de segundo, en lugar de después de que todo haya disminuido.
  • Ahorre dinero tanto para las empresas como para los consumidores aprendiendo digitalmente de las actividades pasadas y utilizando esa información para gestionar y automatizar mejor las actividades diarias.
  • Brinde información estratégica rápida y accionable que permita a las empresas de servicios públicos tomar decisiones confiables y rápidas en un entorno cada vez más competitivo.

Cómo la industria de servicios públicos de hoy se está preparando para la red inteligente del futuro

No cabe duda de que el futuro de la energía se está moviendo hacia un suministro de energía más descentralizado, flexible y sostenible. Pero estamos hablando de una industria mundial que tiene más de un siglo de antigüedad, y a menudo debe depender de infraestructuras de hace casi mucho tiempo para servir a miles de millones de personas y a sus demandas que cambian rápidamente.

 

Otros retos incluyen cambios reglamentarios complejos, el aumento de prosumidores y la aparición de nuevas startups en regiones desreguladas. Al igual que cualquier recorrido de transformación digital y de negocios, el paso a una gestión de la red más inteligente comienza con algunos pasos precavidos antes de iniciar una ejecución. Sin duda, las tecnologías del sector de los servicios públicos están potenciando y permitiendo la evolución de este sector. Sin embargo, para que se produzca un cambio significativo, las empresas de servicios públicos necesitarán establecer una comunicación sólida, un compromiso con el cliente y planes de gestión del cambio que incluyan:

  • Comunicar una visión de la red inteligente y alinear a los equipos y las partes interesadas en torno a ella
  • Reforzar la educación de los consumidores sobre los cambios y las oportunidades que se avecinan
  • Brindar motivación para ganar/ganar a consumidores, prosumidores y socios de distribución potenciales
  • Desarrollar métricas para monitorear el progreso en la implementación y efectividad de las redes inteligentes
  • Mantener en mente la experiencia del cliente y la retención de clientes, dada la competencia adicional y la descentralización de un mercado de energía inteligente

 

El primer paso en el recorrido es comunicarse con los líderes de equipo y especialistas en temas de toda su empresa, para derribar paredes de silos y encontrar la riqueza de información que a menudo se esconde dentro de. Luego, vea cómo puede implementar tecnologías inteligentes para impulsar su negocio.

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