Al igual que otros muchos sectores, la inteligencia artificial (IA) también está revolucionando el mercado energético y sus impactos afectan a toda la cadena de valor, desde la generación, hasta la distribución y el consumo; lo que abarca un amplio campo de aplicaciones, incluida la optimización de redes eléctricas inteligentes. En este contexto, el proyecto europeo I-NERGY ha trabajado para contribuir a los esfuerzos europeos para desarrollar una plataforma de IA bajo demanda (AIoD), mediante la creación de activos y servicios novedosos que las partes interesadas en los sistemas de energía y electricidad (EPES) pudieran adoptar y ampliar de manera rentable.
El consorcio de I-NERGY -coordinado por la Universidad Técnica Nacional de Atenas e integrado por 17 socios de nueve países, con la participación de los socios españoles Fundación Cartif, Fundación Asturiana de la Energía y Veolia- diseñó la arquitectura del sistema basándose en los requisitos del usuario y el análisis de las soluciones técnicas de última generación disponibles. Después se desarrollaron componentes como servicios de datos, algoritmos y modelos de aprendizaje automático, junto con herramientas de capacitación/evaluación y funcionalidades AIoD.
La visión general de I-NERGY se ha basado en promover la IA en el sector energético mediante un marco modular abierto para apoyar a la inteligencia artificial bajo demanda en el sector energético aprovechando la IA de última generación, IoT, semántica, aprendizaje federado y herramientas de análisis; y el apoyo financiero a través de convocatorias abiertas a terceros para nuevos casos de uso en el sector de la energía y para el desarrollo de nuevos servicios de energía basados en IA, totalmente alineados con los requisitos de AI4EU.
El proyecto I-NERGY, financiado con 5 millones de euros de fondos europeos de Horizonte 2020, ha desarrollado una gama de servicios y activos fiables de inteligencia artificial en el sector energético que ya han demostrado resultados tangibles.
Casos de uso en tres dominios del uso de la IA
El prototipo resultante se probó en nueve pilotos con 15 casos de uso en ocho países, cubriendo toda la cadena de valor de la energía y abarcando tres dominios del uso de la IA: redes optimizadas de electricidad y calefacción urbana; energía renovable en edificios, distritos y comunidades; y sinergias con otros ámbitos energéticos y no energéticos. En cada uno de los nueve pilotos se llevaron a cabo aplicaciones y pruebas específicas de los análisis de IA diseñados en I-NERGY.
En concreto, los casos de uso incluyeron inteligencia artificial para el mantenimiento predictivo de activos de red; la planificación operativa mediante previsión de carga de red; la predicción de consumo y flexibilidad para una comunidad local y estaciones de carga de vehículos eléctricos; y la reducción de riesgos de las inversiones en eficiencia energética y predicción de los impactos del cambio climático a nivel regional.
Según los responsables del proyecto, todos los pilotos obtuvieron resultados prometedores, publicados en el Servicio de Información Comunitario sobre Investigación y Desarrollo (Cordis) de la Comisión Europea. Por ejemplo, el análisis de fallas de IA y el mantenimiento predictivo de disyuntores clasificaron con precisión los incidentes aproximadamente el 96% de las veces, por encima del objetivo del 80%. Por su parte, la gestión de las cargas de red y la previsión de la demanda impulsadas por la IA demostraron ser precisas incluso para perfiles de carga fluctuantes.
Optimización de la eficiencia energética con la inteligencia artificial
El piloto español llevado a cabo por Veolia ha logrado importantes avances en la optimización de la eficiencia energética y la reducción de las emisiones de gases de efecto invernadero. Este piloto se divide en tres casos de uso. Los UC3 y UC5 se desarrollaron en la red de calefacción urbana del Hospital Reina Sofía de la ciudad de Córdoba, y el UC4 en un edificio de viviendas en Burgos.
En términos de resultados, se han desarrollado modelos y servicios de predicción para cada caso de uso. En el UC3 se han desarrollado dos modelos y servicios relacionados con la predicción de la demanda de calor y frío; en el UC4 un servicio de verificación del ahorro energético; y en el UC5 herramientas de optimización de la combinación productiva en sistemas multienergéticos.
Los avances de este piloto en España han demostrado el potencial de la inteligencia artificial para mejorar la eficiencia energética, reducir las emisiones de gases de efecto invernadero y aumentar la confianza en los contratos de rendimiento energético.
El otro piloto español fue desarrollado por FAEN basado en dos casos de uso de la IA para mejorar la confiabilidad de los certificados de eficiencia energética, y para predecir el impacto del cambio climático en las fuentes de energías renovables y la demanda de energía a nivel local.
En general, los casos de uso I-NERGY han mostrado sus beneficios, ofreciendo precios de energía más flexibles para los consumidores. Según los resultados del proyecto, los indicadores clave de rendimiento no sólo se cumplieron, sino que fueron superados con frecuencia, lo que demuestra la eficacia de las soluciones I-NERGY. Los socios que se beneficiaron de los servicios informaron de mejoras sustanciales en los procedimientos de trabajo, afirmando la solidez de las herramientas desarrolladas.
Servicios energéticos impulsados por IA
De forma paralela, el proyecto I-NERGY organizó dos convocatorias abiertas dirigidas a pymes para desarrollar servicios energéticos impulsados por IA. Los ganadores pasaron por programas de transferencia de tecnología, con la orientación de los socios técnicos de I-NERGY, que promovieron 25 servicios y más de 76 activos de IA cargados en la plataforma AIoD, que abarcan desde el mantenimiento predictivo de paneles fotovoltaicos hasta la optimización del alumbrado público.
Después de tres años de trabajo, el proyecto I-NERGY terminó el pasado mes de diciembre. En la actualidad, los servicios de I-NERGY se están perfeccionando a través del proyecto DeployAI, también financiado por la UE, que ha comenzado en enero de 2024 y tiene prevista una duración de cuatro años. Su objetivo es crear, implementar y lanzar una plataforma AI-On-Demand (AIoDP) totalmente operativa que promueva soluciones europeas de IA confiables, éticas y transparentes para su uso en la industria, principalmente para pymes, y en el sector público.
Los resultados del proyecto I-NERGY muestran los logros técnicos obtenidos, con una estructura que diseña una hoja de ruta para la futura integración de la inteligencia artificial en el sector energético, fomentando la innovación, la sostenibilidad y la accesibilidad para proyectos futuros.