El proyecto CERFlex representa una mirada innovadora sobre el futuro de la energía. Sus resultados ayudan a entender como las nuevas tecnologías de información pueden integrarse en el sector para solucionar los problemas de gestión derivados de la integración de tecnologías dependientes de la meteorología y no gestionables como las energías renovables, cómo los usuarios pueden aprovechar al máximo su producción mediante la creación de una comunidad de prosumidores que compran y venden energía, y cómo orquestarlo todo mediante algoritmia avanzada de predicción y control, de forma segura mediante una red blockchain.
En un contexto dinámico y digital del sector energético, inmerso en una fase de cambio sin precedentes, las comunidades energéticas están evolucionando de manera constante dando lugar a nuevos modelos de negocio. En este punto ha sido donde CERFlex ha centrado sus esfuerzos, en el desarrollo de herramientas que faciliten la gestión de estas comunidades, permitiendo a los usuarios compartir energía de manera accesible y segura.
Liderado por Cuerva y con la colaboración del centro tecnológico Cartif, el proyecto ha contado con un presupuesto de 578.042,96 euros y una subvención de 433.532,22 euros, dentro del marco de la acción estratégica de economía y sociedad digital del programa estatal de I+D+i orientada a retos de la sociedad y del programa estatal de liderazgo empresarial de Red.es en la convocatoria de ayudas 2021, destinadas a proyectos de investigación y desarrollo en inteligencia artificial y otras tecnologías digitales y su integración en las cadenas de valor.
Soluciones tecnológicas para comunidades energéticas innovadoras
El proyecto CERFlex se ha basado en una investigación pionera en el desarrollo y aplicación de soluciones tecnológicas para el fomento de comunidades energéticas innovadoras. Con un enfoque especial en entornos rurales, se ha centrado en promover una gestión descentralizada del intercambio de energía, así como en maximizar el aprovechamiento de los recursos renovables disponibles, todo ello en aras de un consumo más sostenible de los recursos energéticos.
Cuerva destaca en el ámbito eléctrico y energético gracias a su extensa trayectoria, enfocada en la innovación a lo largo de toda la cadena de valor energética. En CERFlex ha actuado como líder y gestor del proyecto, proporcionando datos de red y de usuarios, desarrollando el modelo digital y estableciendo los requisitos para la definición de los smart contracts. Además, ha supervisado y validado todos los desarrollos realizados por Cartif y desplegado e integrado la solución en la infraestructura del Living Lab.
Para la realización de las actividades más cercanas al campo de la investigación, Cuerva ha contado con la colaboración del centro tecnológico Cartif, aportando su amplia experiencia y conocimiento para alcanzar los objetivos establecidos, una participación que se ha basado en la predicción y gestión de la flexibilidad y la utilización de tecnologías blockchain para el intercambio de energía entre iguales.
Tecnologías avanzadas para la gestión energética en la red
Se han empleado técnicas de aprendizaje por refuerzo y métodos de optimización para controlar los dispositivos flexibles de la comunidad de energía, manteniendo los requisitos de operación de cada usuario y satisfaciendo las demandas de flexibilidad establecidas por una DSO/TSO.
Además, se han desarrollado algoritmos de predicción para determinar la capacidad flexible de la comunidad en un horizonte diario, combinando métodos de Monte Carlo y root finding. Estos algoritmos trabajan en conjunto para que la distribuidora pueda definir la mejor estrategia de explotación de los recursos flexibles.
En concreto, Cartif ha establecido una red blockchain utilizando la tecnología Hyperledger Besu en la comunidad energética de Cuerva. Esta red aloja un contrato inteligente diseñado para gestionar los intercambios de energía entre sus miembros de manera transparente y descentralizada.
La tecnología blockchain proporciona un registro distribuido e inalterable de todas las transacciones energéticas, mejorando la confiabilidad y transparencia del sistema. Además, se ha desarrollado una interfaz gráfica de usuario que permite a los miembros crear propuestas y llevar a cabo transacciones de compraventa de energía de manera intuitiva.
Estas soluciones fortalecen el control y conocimiento del usuario sobre sus datos y transacciones energéticas, promoviendo su empoderamiento en la gestión de la energía.
Comunidad energética integrada en la red de distribución de Cuerva
En cuanto a los logros alcanzados en el proyecto CERFlex, destaca la creación de una comunidad energética integrada en la red de distribución de Cuerva, con activos energéticos disponibles y sensorización para facilitar transacciones energéticas en tiempo real entre usuarios.
Además, se ha procedido al modelado digital de red y cargas flexibles a través de la virtualización de la red de distribución de BT de Cuerva, integrando la comunidad y modelando activos energéticos como baterías, cargadores de vehículos eléctricos y sistemas de autoconsumo fotovoltaico.
Otros logros se han basado en la implementación de arquitectura blockchain diseñada específicamente para el proyecto, garantizando la seguridad y eliminando la necesidad de una entidad central de gestión; la predicción de capacidad flexible de los usuarios para permitir al distribuidor activarla según sea necesario, como para resolver eventos como sobretensiones o congestiones en la red; y el control de cargas flexibles a través de una herramienta que contempla los requerimientos del distribuidor, manteniendo seguridad, operabilidad y confort térmico para los usuarios, permitiéndoles beneficiarse del pago por flexibilidad sin impacto negativo.
Beneficios para las comunidades energéticas
Enmarcado dentro de la red de distribución de Cuerva, el proyecto CERFlex tiene el potencial de transformar el consumo energético individual y colectivo, ofreciendo beneficios tangibles y directos a sus usuarios. Al integrar a los usuarios en un sistema de transacciones en tiempo real basado en blockchain, se garantiza la seguridad y transparencia de los intercambios, maximizando el uso de los recursos y optimizando la eficiencia energética.
Por su parte, la arquitectura de CERFlex promueve la descentralización del control energético, fomentando la autonomía comunitaria y reforzando la resiliencia de la red frente a problemas como sobretensiones y congestiones. Esta autonomía mejora la sostenibilidad y la independencia energética de la comunidad, facilitando un modelo económico más equitativo.
Además, las herramientas innovadoras de predicción y control de flexibilidad energética permiten a los usuarios y al distribuidor interactuar de manera efectiva para prevenir o solucionar problemas en la red, mejorando su seguridad y operabilidad.
Blockchain e inteligencia artificial
La gestión de las comunidades energéticas propuesta en CERFlex, mediante el uso de tecnologías blockchain e inteligencia artificial, es la vía para incorporar los nuevos modelos energéticos a una Europa y un mundo más sostenible y eficiente desde el punto de vista energético. Ofrece una solución sencilla y pragmática al problema de los excedentes en las comunidades, mediante la compraventa de energía entre usuarios y el aporte de flexibilidad al distribuidor por comunidades energéticas. Y es a su vez una solución dinámica, que permite al usuario decidir los precios y transacciones, pero también actuar como agente estático y gestionarlo por él.
CERFlex plantea una solución replicable que aborda un nuevo modelo de transacción energética dinámica marcado por y para el usuario, mirando hacia el distribuidor. Empodera al prosumidor, haciéndolo capaz de gestionar su energía mediante un comercio descentralizado y P2P a través de la arquitectura blockchain, que certifica la seguridad y la validación de las transacciones, aportando a su vez una solución de flexibilidad al distribuidor que da suministro a las comunidades energéticas.
La UE, en su directiva 2018/2001 de 11 de diciembre de 2018, ya define estos mercados y sienta las bases a una apertura de nuevos modelos de negocio hacia el consumidor. CERFlex va más allá y propone una arquitectura concreta y una gestión de los activos de la comunidad, para llevar a la realidad lo que hasta ahora ha quedado fuera del ciudadano, su empoderamiento energético.
El futuro del sistema energético pasa por soluciones innovadoras como CERFlex, que favorezcan la integración de fuentes de energías renovables sin perjudicar a los actores que se encargan de producirlas, transportarlas y finalmente consumirlas. En definitiva, CERFlex representa un avance tecnológico y un paso hacia un futuro más sostenible y cooperativo en la gestión energética. Representa la mirada innovadora de Cuerva sobre el futuro de la energía y los nuevos modelos de gestión centrados en el consumidor.