Comunicación presentada al IV Congreso Smart Grids:
Autores
- Vicente Rodilla Sala, Director General, CYSNERGY
- Daniel Tello Cifre, Subdirector y Resp. Marketing, CYSNERGY
- Alejandro Valdés Bauset, Subdirector y Resp. Financiero, CYSNERGY
Resumen
Actualmente, gran parte de los responsables financieros y técnicos de procesos productivos, dentro de plantas industriales y edificios, no conocen con el debido detalle cuánto, dónde, cuándo, cómo y por qué se está produciendo el consumo eléctrico en cada etapa de fabricación o de la prestación de servicios, por lo que no tienen un control total sobre el consumo eléctrico dentro de su planta y mucho menos sobre la evolución de su eficiencia energética eléctrica. Es por ello que CYSNERGY ha desarrollado una avanzada solución para medir y gestionar la eficiencia energética eléctrica en tiempo real. Esta plataforma aporta un disruptivo sensor voltimétrico, denominado CYSMETER, que permite su enclavamiento sobre cualquier posición de una instalación eléctrica, sin interrumpir la producción en fábricas, ni la prestación de servicios o el confort en edificios y que permite que las compañías eléctricas ofrezcan por primera vez de forma real, la factura eléctrica desglosada detallando el consumo y eficiencia de cada carga y de cada proceso productivo. Dispone también de un avanzado software en Cloud Computing con arquitectura para Big-Data, que permite el cálculo y la representación gráfica automática de la eficiencia eléctrica. Este software, denominado CYSCLOUD, calcula los ahorros en euros por unidad de producción o por servicio prestado, tras aplicar una determinada mejora o acción correctora; lo cual permite calcular la amortización de cualquier acción correctora. El sistema permite reducciones en facturas energéticas de hasta un 40% del consumo eléctrico, pudiendo ser clave para decidir ampliaciones de plantas, ejecutar inversiones más ambiciosas o reducir precios de venta. Estas ventajas competitivas marcarán la diferencia en la competición general que representa la globalización.
El proyecto: analizador Cysmeter para la monitorización y desglose del grado de eficiencia energética eléctrica por cada carga en procesos industriales y en edificios terciarios
Introducción
Los actuales contenidos de una factura eléctrica: kWxh, los precios por periodo, bonificaciones y penalizaciones, etc. son totalmente insuficientes para medir el grado de Eficiencia Energética Eléctrica (EEE) en una instalación. El mejor modo para medir y analizar la evolución de dicha EEE es cruzar los consumos de energía en kWxh con las unidades de los productos fabricados; medidos, por ejemplo, en [kg/h, m2/día, m3/mes, etc.] y/o de los servicios prestados [Huéspedes/mes, HorasxPers./día, etc.]; ya que de lo contrario, al implementar una medida correctora, no sería posible tener la certeza sobre si la reducción de la factura eléctrica se debe, a que se han aplicado con éxito las medidas correctoras, o por otros factores; como por ejemplo que en un hotel, haya habido un descenso del número de huéspedes y por tanto se haya consumido menos electricidad; o bien a que la temperatura exterior haya sido más favorable para el sistema de climatización. Es por ello que la Eficiencia Energética se ha de representar en forma de Ratio [kWxh/Und.] y finalmente analizar automáticamente los costes específicos en [euros/Unidad], en función de las propias unidades procesadas o explotadas y de las demás variables que afecten a la planta industrial o al edificio, como por ejemplo temperatura exterior, deposición electrolítica, DBO en depuración, etc., según el proceso de que se trate.
Para lograrlo, es imprescindible poder medir en todas las etapas de cada proceso y no solo en cabecera. Lo cual implica una inversión inicial en equipos de medida, además de tener que resolver problemas de espacio físico dentro de los subcuadros eléctricos de distribución, garantizar la seguridad, minimizar los costes de mano de obra en los montajes, comprobar la calidad de las medidas on-line, gestionar ‘Big-Data’ en ‘Cloud’, formación de operadores, etc.
Descripción de la solución
La solución rentable a toda esta problemática, solo es posible mediante un avanzado sistema hardware y software, como el desarrollado por la firma CYSNERGY, formalmente inscrita en el IDAE (Ministerio de Energía, Turismo y Agenda Digital) como Empresa de Servicios Energéticos (ESE/ESCO); habiendo sido oficialmente seleccionada por la Comisión Europea, a través del Programa SME-Horizon 2020 Fases 1 y Fase 2; como única empresa española en el Área de la Eficiencia Energética; aportando al sector eléctrico internacional tecnología propia patentada.
Sus disruptivos sensores para la captación de la tensión (en Voltios) del interior de los conductores eléctricos, permiten medir en cualquier emplazamiento a lo largo del tendido de alimentación de todas las cargas eléctricas, al igual que los sensores de intensidad de tipo X/5 (Amperios), situados con núcleo abierto sobre el cableado (fases R, S, T, N); bien sobre un punto determinado junto a una carga, o bien en cualquier otra posición a lo largo del citado cableado, sin necesidad de manipular dentro de un subcuadro. De este modo se minimizan los costes de montaje, se aumenta la seguridad y se logra implantar un mayor número de puntos de medida (nodos), conforme establece la norma internacional ISO 50001.
Este dispositivo CYSMETER, con patente internacional, es el único en el mundo que es capaz de medir la combinación de: Potencia + Energía + Gestión Automática de Cargas, permitiendo así conocer en tiempo real, el coste eléctrico por unidad de explotación o por servicio prestado en todas las etapas de cualquier proceso y cuantificar el coste eléctrico por unidad de producción/explotación mediante Líneas y/o Superficies de Base Energética; para así obtener la impronta del cliente y cuantificar realmente el ahorro energético obtenido.
El Analizador y Gestor de Cargas Smart Submeter (CYSMETER), se instala mediante un novedoso sistema de punzonado, abrazando y atravesando de forma segura el aislamiento de los cables de alimentación junto a las propias máquinas e iluminaciones, dado que permiten la sensorizando en el interior metálico de dichos cables, así como el diagnóstico y la optimización en tiempo real de la Eficiencia Energética, sin necesidad de efectuar cortes de suministro, ni manipulaciones dentro de los cuadros eléctricos. Se trata de un sistema experto (Hardware + Software) con minería de datos de tipo M2M-3G/4G, que reporta y gestiona automáticamente las cargas vía Internet, dando un óptimo soporte a la toma de decisiones, tanto técnicas como financieras, durante la gestión de los procesos. Cada uno de los dispositivos actúa como un nodo inteligente y la plataforma en Cloud Computing gestiona la información con arquitectura para Big-Data, siendo accesible desde cualquier dispositivo móvil (teléfono, tablet, portátil, etc.) o PC fijo (SCADA, ERP, etc.). Todo ello mediante acceso URL y sin necesidad de descargar aplicaciones. También es instalable para ser operativo solo en red local. La optimización de la Eficiencia Energética Eléctrica y el Telemantenimiento Predictivo asociado, que ofrece el sistema de Smart Submeter (CYSMETER) son amortizados siempre mes a mes; sea cual sea el Sector de actividad (Producción y/o Servicios). El novedoso dispositivo y el avanzado sistema informático están diseñados en base a la Norma Internacional ISO 50001 sobre “Gestión de la Energía”, aplicando “submetering” y “algoritmos de base energética eléctrica multivariable en 2D y en 3D”, con un potente soporte gráfico. CYSMETER es “Best Available Technology (B.A.T.)”.
La solución permite medir y gestionar, de forma unitaria, cada receptor con alto consumo de potencia y/o de energía (máquinas e iluminaciones); de modo que se conozcan sus consumos eléctricos, las emisiones de CO2 y el grado de eficiencia eléctrica; facilitando con ello, la certificación de su Huella de Carbono.
El sistema para gestionar la EEE dispone de un panel de control multifuncional, intuitivo y de fácil usabilidad (‘Front-End’), diseñado y programado para ser utilizado en ‘Cloud’ con escalabilidad horizontal (‘Back-End’), de modo que puede ser utilizado tanto por compañías eléctricas multinacionales con miles de clientes industriales y cientos de nodos de medida en cada uno de ellos, así como también por Pymes. El sistema que brinda CYSNERGY es pionero a nivel mundial y facilita los cálculos, en tiempo real, sobre la evolución de la eficiencia y del gasto eléctrico de cada receptor (como mantenimiento predictivo) y de cada grupo de cargas (aritmética de potencia y de energía). Mostrando datos totalmente reales cada segundo, que permiten contrastar los valores teóricos de EEE facilitados por los propios fabricantes de maquinaria e iluminación.
Con todo ello, el sistema CYSMETER permite desglosar una factura eléctrica igual que hacen las compañías telefónicas, detallándonos el consumo por cada carga monitorizada (para conocer así los puntos con mayor gasto, los menos eficientes y aquellos anómalos) y añadiendo la línea o superficie de base energética, permitiéndote comparar el consumo específico en kWh/und explotación en el intervalo de tiempo requerido (ya que no es posible comparar el gasto en € de dos meses sólo con el importe de la factura, dado que hay otros factores como las unidades producidas, la temperatura exterior, etc., que influyen en el gasto total eléctrico del mes).
Metodología
Gracias al disruptivo sistema CYSMETER, se logran ahorros de hasta el 40% en el consumo eléctrico, así como una drástica reducción en las emisiones de CO2, permitiendo aplicar por vez primera todas las recomendaciones de la Norma Internacional ISO 50001 con Big Data en Cloud Computing, aplicando la siguiente metodología:
- Compensación individualizada ad-hoc de las potencias reactivas sobre receptores eléctricos.
- Equilibrado de las intensidades y tensiones en los subcuadros importantes.
- Integración de autómatas, variadores de frecuencia, contactores para deslastres, etc.
- Inspección y correcciones sobre el funcionamiento de las bombas de alta potencia.
- Optimización de los consumos de potencia y energía sobre los motores eléctricos grandes.
- Auditoría de los equipos e instalaciones de aire comprimido (fugas, rendimiento, etc.).
- Optimización de hornos, líneas de pintura, centros de mecanizado, etc.
- Control de puertas y accesos para minimizar las pérdidas de calor o frío.
- Inspección y mantenimiento de los sistemas de acondicionamiento ambiental.
- Optimización de las iluminaciones interiores y exteriores (tecnología, mantenimiento, etc.).
Pero para saber si una medida correctora o acción de mejora sobre una etapa de un proceso está siendo positiva o negativa, hay que comparar el consumo específico en kWh/Und., antes y después de aplicar dicha acción en dicho punto. Para ello la medición hay que hacerla en tiempo real y bajo las mismas condiciones de contorno; es decir hay que modelizar primero la dependencia de la EEE respecto de la propia explotación (ya que no es constante) y medir después los kWh/Und. durante dicha explotación
Es decir, que para mejorar la EEE, lo primero es poderla medir con exactitud sobre unas Líneas de Base Energética Eléctrica reales, que muestren la evolución histórica anterior y posterior a los cambios técnicos introducidos, conforme indica la Norma ISO 50001.
Y todo ello solo es posible realizarlo con una toma de datos de potencia y de energía eléctricas de forma directa sobre los cables de alimentación de las principales cargas. Ya que, si se mide dentro de los cuadros eléctricos, se está midiendo un Cos Phi medio (y no el real de cada carga) en base a las formas de onda de las tensiones del embarrado equipotencial, con las interferencias de las ondas sinusoidales de tensión provenientes de todos los demás magnetotérmicos de dicho cuadro, por lo que las medidas de potencia y energía obtenidas sobre cada carga no son exactas. Y en el orden de magnitud porcentual que nos movemos con la EEE, ello no es aceptable.
Las mediciones que realizan los contadores M2M convencionales de otros fabricantes no disponen de pinzas voltimétricas y por lo tanto no permiten medir sobre los cables eléctricos de alimentación de las cargas, ni sobre las acometidas como resistencias, iluminaciones, etc. Y además, sus distintos software no cruzan en tiempo real los datos de consumo eléctrico con los datos de explotación y no modelizan dichos consumos en función de la propia explotación (patente internacional de CYSNERFGY).
Por lo tanto, solo dan una aproximación de los valores del consumo eléctrico y nada más. Es decir, inundan al usuario con miles de datos, que luego son inmanejables; ya que, si aumentan o disminuyen dichos consumos eléctricos, puede que sea por tener más visitantes o por haber producido menos Ton; pero nunca sabrás si se está mejorando la eficiencia eléctrica, dado que jamás producirás absolutamente, de forma exacta, las mismas Ton bajo las mismas condiciones de contorno.
Todo lo que anteriormente se cita, es la base de los hitos y reconocimientos nacionales e internacionales de CYSNERGY S.L.; como por ejemplo:
- La concesión del Grado de Excelencia a nuestro desarrollo tecnológico por parte de la Comisión Europea dentro del Programa SME-HORIZON 2020, en el que CYSNERGY es la única empresa española participante en las Fases 1 y 2, dentro del Area de la Eficiencia Energética y la Reducción de la Huella de Carbono.
- CYSNERGY está reconocida por la GENERALITAT VALENCIANA e IVACE, como empresa especializada en el ahorro y la eficiencia energética, tal y como recoge su plan de ahorro energético.
- Reconocida en la excelencia por LA SUBDIRECCIÓN GENERAL DE PLANIFICACIÓN ENERGÉTICA DEL MINISTERIO DE ECONOMÍA.
- Finalista de los premios EnerTIC AWARDS 2015 junto con Gas Natural e Iberdrola por su “Sistema Innovador para la optimización de la Eficiencia Energética Eléctrica (EEE) en plantas industriales y edificios: CYSMETER”.
- Finalista en la cuarta convocatoria del Fondo de Emprendedores de la Fundación Repsol, por su disruptivo sistema de eficiencia energética eléctrica.
- Acreditada por el IDAE como Empresa de Servicios Energéticos (ESE/ESCO).
- Seleccionada por el Ministerio de Economía y Competitividad en un proyecto CDTI-EEAGRANTS 2013 para el desarrollo de una innovadora plataforma en CLOUD COMPUTING.
- Certificada y verificada por ATISAE como empresa capacitada para reducir y compensar las emisiones de CO2 de acuerdo con la norma internacional ISO14064.
- Finalista en los “I Premios Paterna Ciudad de Empresas 2016” en el área de la Innovación.
Agradecimientos
Agradecemos la confianza depositada en CYSNERGY de todos los organismos públicos y privados que han participado en el proyecto:
