Carlos Santos, ingeniero: “Trabajamos para que el sistema eléctrico sea igual de estable al incorporar energías renovables”

¿Cómo lograr redes eléctricas más eficientes, más sostenibles, seguras y estables? El apagón del pasado mes de abril en España marcó un punto de inflexión sobre esta cuestión. La generación y distribución de energía, en especial las renovables, se ha convertido en debate de plena actualidad.

La innovación en redes eléctricas inteligentes es uno de los desafíos de presente y sobre todo de futuro. La Universidad de Alcalá (UAH) e i-DE, la distribuidora eléctrica del Grupo Iberdrola en España, han suscrito recientemente un acuerdo institucional para participar en la transición energética a través de la transferencia de conocimiento.

Ha sido impulsado por el Grupo de Investigación GEISER, de Ingeniería Electrónica Aplicada a Sistemas de Energías Renovables, con sede en la Escuela Politécnica.

La iniciativa parte de un amplio proyecto, RuralVPP, que busca la implementación de plantas virtuales de potencia para la integración inteligente de generación de energía renovable en entornos industriales y rurales.

Se puso en marcha en una decena de municipios de la provincia de Guadalajara, ubicados en zona ITI (inversión territorial integrada), es decir, beneficiarios de ayudas europeas específicas para impulsar su desarrollo económico y social.

El objetivo de este proyecto, exportable a otras zonas, es el diseño y gestión óptima de redes rurales de generación de energía renovable apoyada con almacenamiento. Se financia a través de la estrategia S3 de Castilla-La Mancha 2021-2027 y en el Plan Nacional Integrado de Energía y Clima (PNIEC), para favorecer la integración de energías renovables en toda la Comunidad Autónoma.

Se apuesta por dotar de una energía “más limpia y comprometida con el medio ambiente”, a entornos industriales y rurales de estas zonas más desfavorecidas, explica Carlos Santos, ingeniero electrónico y profesor, que lidera este proyecto.

Se trata de diez municipios elegidos por su proximidad al Parque Científico y Tecnológico de Castilla-La Mancha, en Guadalajara. Casa de Uceda, El Cubillo de Uceda, Fuentelahiguera de Albatages, Málaga del Fresno, Malaguilla, Matarrubia, Uceda, Valdenuño Fernández, Villaseca de Uceda y Viñuelas, son los pueblos seleccionados, que abarcan un área de 288,2 kilómetros cuadrados.

En esta zona opera precisamente I-DE, distribuidora del Grupo Iberdrola. “La colaboración se inició a través de la petición de datos sobre la demanda en la zona. Trabajamos en un escenario de integración masiva de energía fotovoltaica en los tejados, para autoconsumo y generación de excedentes de energía, y queremos que sea lo más realista posible”, explica.

Trabajamos en un escenario de integración masiva de energía fotovoltaica en los tejados, para autoconsumo, y queremos que sea lo más realista posible

El actual acuerdo recién suscrito se produce en el marco de dos iniciativas de i-DE, a las que se adhiere la Universidad de Alcalá. Por un lado, a través del Global Smart Grids Innovation Hub (GSGIH), el centro mundial de innovación y conocimiento en esta materia inaugurado por la compañía energética en 2021 con el apoyo de la Diputación Foral de Bizkaia.

Por otro, el Innovation Data Space en el que se proporcionan bases de datos para resolver problemas concretos de las redes de distribución de energía actuales y en el que la Inteligencia Artificial (IA) tiene un gran protagonismo para resolverlos. “Nos proporcionan datos reales que nos permiten solucionar una de las grandes necesidades del momento relacionadas con la inteligencia artificial o saber cómo afrontar problemas específicos del sistema eléctrico”, explica Santos.

Se refiere en particular a la introducción de las energías procedentes de fuentes renovables en el mix energético. “Eso provoca que el sistema sea más complejo”. El investigador habla en concreto de “dos puntos de complejidad”. El primero tiene que ver con que la generación de energía renovable depende de las condiciones meteorológicas de cada momento.

Por otro lado, explica, “hablamos de una generación de energía vía fuentes renovables que no es síncrona, no tiene inercia. Si hay una variación de condiciones, el sistema no tiene capacidad para responder porque no podemos pedir más sol o más viento”. Es un sistema que en eso difiere de la generación de la energía convencional (carbón, ciclo combinado, nucleares…) donde, dice el investigador, “es posible solventarlo modificando la cantidad de combustible que se introduce en el sistema”.

En la actualidad, este problema se pretende solucionar a base de la utilización de sistemas de almacenamiento asociados a las fuentes de generación renovables como el caso de las baterías en los parques fotovoltaicos. “Se juega con eso generando energía sintética”, explica Carlos Santos.

Claro que esa solución ha ido siempre por detrás del desarrollo de las propias energías renovables, reconoce, así que los investigadores centran ahora su esfuerzo en que el problema no supere a la solución, ni en tiempo ni en forma. “Estamos trabajando en eso actualmente, para que el sistema sea igual de estable con la presencia de las energías renovables”.

Estamos trabajando actualmente para lograr que el sistema eléctrico sea igual de estable con la presencia de las energías renovables

El proyecto cuenta con la colaboración de otro grupo investigador de la universidad alcalaína, en concreto de GHEODE, Grupo Heurísticos Modernos de Optimización y Diseño de Redes de Comunicación que cuenta con amplia experiencia en sistemas de Inteligencia Artificial, en concreto, en este proyecto para lo que se refiere a la predicción y optimización en problemas relativos a energías renovables.

De los gemelos digitales a la realidad aumentada

La Universidad de Alcalá trabajará, a través de este y otros proyectos, en el marco del Global Smart Grids Innovation Hub, en la investigación que permita aplicar tecnologías como la IA, la realidad aumentada, los gemelos digitales, el uso de drones, los robots de vigilancia de las infraestructuras o los últimos avances en materia de ciberseguridad en las redes eléctricas. Desde la creación del hub se han identificado más de 120 proyectos de innovación que podrían ofrecer soluciones aplicables al futuro de las redes inteligentes. El campo investigador es amplio y de largo recorrido.

Carlos Santos destaca la labor de la UAH en la tecnología relacionada con los gemelos digitales, que permite una réplica del sistema eléctrico, para gestionarlo. “Actúa como el cerebro del sistema, tomando decisiones con apoyo de la inteligencia artificial y permite resolver problemas complejos”.

También se trabaja en la tecnología de comunicación entre dispositivos del sistema eléctrico, el blockchain o la línea de mercados de flexibilidad. “Ahora mismo hay mucha generación de energía (los prosumidores), las casas o en la industria. Más allá del autoconsumo, hay momentos en los que sobra energía. Tenemos posibilidades de jugar con esos excedentes a nivel local”.

La prioridad, dice el investigador, “es la introducción de las energías renovables en el sistema para lograr la transición ecológica, pero el desafío está en mantener la estabilidad de la red y además que eso sea económicamente viable”. En este sentido advierte: “No podemos sobredimensionar el almacenamiento en la red de transporte, porque es caro, lo que hace que el desafío sea complejo”.

En su opinión, España está “muy cerca de lograrlo y se está haciendo de forma adecuada”. Asegura que, pese al episodio del apagón, “nuestro país siempre ha estado muy bien visto en el proceso de integración de renovables en el sistema. El apagón fue un episodio aislado”.