La digitalización del sector eléctrico

En el sector eléctrico la digitalización plantea una oportunidad de transformación, actuando como pilar básico de un modelo energético sostenible. Desde hace más de quince años, las centrales eléctricas de generación convencional cuentan con sistemas digitales que posibilitan la adquisición de datos en tiempo real de cada uno de los componentes de la central. Cada una de estas centrales cuenta con más de 8.000 señales procedentes de cientos de sensores, que se actualizan cada pocos segundos, arrojando un enorme volumen de datos. Estos datos en sí mismos no son “nada” si no se les da orden, calidad, análisis y decisión. Porque el fin no es otro que convertir nuestras empresas en data driven companies, empresas que deciden en base a datos en todos los ámbitos de su actividad, desde la mejora de la eficiencia energética a la identificación de problemas de funcionamiento en el tiempo real en las plantas.

En el escenario actual, la digitalización pasa a cobrar aún más importancia debido a la necesidad de descarbonizar nuestra sociedad y, por tanto, nuestra actividad. Este movimiento ha desembocado en una progresiva expansión de las tecnologías de generación eléctrica renovable y en el uso más eficiente posible de los recursos necesarios para proveer de energía al sistema, con un objetivo final: impulsar la transición hacia un modelo energético sin emisiones.

Centro de monitorización y diagnóstico de Endesa

Para lograr estos objetivos en la unidad de Operational and Maintenance Improvement de Endesa, y más concretamente en su centro de monitorización y diagnóstico, recibimos a tiempo real las señales de funcionamiento de todos los grupos de nuestro parque generador además de otros inputs relevantes como información del sistema eléctrico y gasista, del mercado o datos meteorológicos.

Nuestro cometido aquí es la creación de un ecosistema de aplicaciones que ayude a la toma de decisiones en base a datos en toda la empresa. Para ello, contamos con un equipo joven con conocimientos tanto en el ámbito de las TIC como de las propias tecnologías de generación eléctrica y procesos de la compañía. El desarrollo de aplicaciones se hace de manera interna y empleamos marcos de trabajo agile que nos ayudan a adaptar en todo momento nuestros recursos a las prioridades en un ámbito tan cambiante como el nuestro, en plena transición energética.

El camino es largo y el objetivo es claro, pero todo comienza con un primer paso y este es el aseguramiento de la calidad de los datos, nuestra materia prima.

Son evidentes los caminos que se abren en el sector cuando se habla de Big Data, pero la falta de disponibilidad de un dato o su falta de calidad llevará a una deficiencia en el análisis

Digitalización de la calidad del dato

En cuanto a la disponibilidad de datos, es de suma importancia hacer una distinción entre cantidad y calidad. No olvidemos que el sentido de estos datos es contribuir a un análisis a partir del cual se tomará una decisión. Son evidentes los caminos que se abren en el sector cuando se habla de Big Data, pero la falta de disponibilidad de un dato o su falta de calidad llevará, inevitablemente a una deficiencia en el análisis y posiblemente a una decisión no óptima, o incluso incorrecta.

Se deben por tanto estandarizar procesos para llevar a cabo lo que se conoce como digitalización de la calidad del dato. Solamente después de implementar un proceso en el que el dato pasa por una fase de filtrado y por otra de depuración, se puede incluir en un proceso “data driven”. Estamos de esta manera habilitando o deshabitando al dato para contribuir a la decisión.

Se habla de calidad en los datos para obtener calidad en las decisiones

Este proceso, además, permite detectar problemas en planta como fallos de instrumentación, errores de comunicaciones o problemas de cableado, que puedan desembocar en una avería o degradación de la eficiencia.

Se habla de calidad en los datos para obtener calidad en las decisiones, como por ejemplo algunas que pueden ayudar a reducir el consumo de un recurso tan valioso como el agua en nuestras plantas.

Modelos para el ahorro de agua

El Plan Nacional Integrado de Energía y Clima 2021-2030 establece que la tecnología solar fotovoltaica aumentará su capacidad instalada en España en la próxima década hasta llegar a los 39.181MW, lo que supone casi cuatro veces más capacidad instalada que en la actualidad (12.417 MW).

Uno de los mantenimientos más destacados e importantes que se acomete en una planta fotovoltaica es la limpieza de los paneles. Se estima que aproximadamente un 4% de las pérdidas de energía que se produce en las plantas derivan del ensuciamiento de sus paneles. La técnica actualmente más extendida para su limpieza considera el empleo de agua. Se estima que, para limpiar un panel, hacen falta aproximadamente entre 1 y 2 litros de agua. Extrapolando este dato, se puede deducir que, para llevar a cabo la limpieza de una planta de 100 MW de potencia instalada, se requieren aproximadamente 2.5-6 m³ de agua por cada MW. O, lo que es lo mismo, se necesitan entre 250 y 600 m³ de agua para abordar la limpieza de toda esa planta.

El objetivo que se debe perseguir desde un punto de vista sostenible parece claro: la reducción del consumo de agua empleada sin que esto impacte negativamente en la producción de energía eléctrica ya que esta es, además, libre de emisiones.

Para cumplir este objetivo, gracias al uso de herramientas digitales que permiten analizar los datos históricos de funcionamiento de la planta (señales procedentes de sensores disponibles en la planta), se puede desarrollar un modelo digital de la planta, en base al cual realizar una simulación sobre cómo disminuirá la producción de energía de la misma debido al ensuciamiento, en función del tiempo.

Partiendo de esta base, y gracias a la disponibilidad de datos históricos de precipitaciones, información meteorológica y otros datos relevantes de planta, se puede alcanzar un óptimo entre previsión de producción y consumo de agua requerido.

La digitalización ya está contribuyendo de manera efectiva y relevante al proceso de transición energética en el sector eléctrico

El momento óptimo

En las plantas fotovoltaicas, además de limpiezas de paneles existen otros muchos mantenimientos como calibraciones y revisiones de equipos, pequeños correctivos, o mantenimientos periódicos para los cuales es necesario llevar a cabo una correcta planificación. Solamente realizando una gestión eficiente de los mismos se conseguirá minimizar la pérdida de ingresos en las plantas.

En base a la previsión meteorológica disponible y a la adquisición de datos de planta en tiempo real, a los cuales se tiene acceso de manera ágil y centralizada, se obtiene una estimación de la producción de energía eléctrica a corto plazo. De esta manera, se puede hacer una simulación de los ingresos que obtendrá la planta cada día del año y seleccionar el momento óptimo para realizar el mantenimiento, para así maximizar el margen y la generación eléctrica de una tecnología tan respetuosa con el medio ambiente como es la energía solar fotovoltaica.

En definitiva, la digitalización ya está contribuyendo de manera efectiva y relevante al proceso de transición energética que vive la sociedad y el sector eléctrico. Nuestra obligación es aceptar el reto que tenemos por delante sacando el mayor partido posible a los datos y creando herramientas que nos permitan ser más eficientes y sostenibles, cada día.