GIRASOL: Bessó digital de centrals solars fotovoltaiques
POWERTWIN. Un bessó digital per a millorar l’eficiència energètica, el confort i l’ús dels edificis
desembre 22, 2022
Bio2Coat: Un recobriment comestible funcional contra la deterioració del raïm
desembre 21, 202221/12/2022
Per a poder assolir la transició energètica és bàsic el desenvolupament, la penetració i la permanència de les energies renovables, en especial la fotovoltaica. De fet, el 2050 s’espera arribar a una quota de generació de 100% d’energies renovables a escala europea. Amb la necessitat de reduir les inversions de capital, optimitzar la gestió energètica i econòmica i, allargar la vida útil de les plantes fotovoltaiques, s’ha dut a terme el projecte GIRASOL.
En aquest context, GIRASOL proporciona eines de monitoratge i predicció del funcionament de les grans plantes solars fotovoltaiques com a suport al manteniment predictiu dels panells solars i predicció sobre la producció d'energia i l'estat de salut de la planta. El projecte consisteix en el disseny d'una plataforma digital flexible, interoperable, segura i integrada, basada en la internet de les coses (IoT).
Manteniment predictiu a través de bessons digitals
En el marc del projecte, s’han dissenyat i implementat diferents subsistemes que formen el Bessó digital de centrals solars fotovoltaiques - GIRASOL (GEMELO DIGITAL DE CENTRALES SOLARES FOTOVOLTAICAS), i s’ha realitzat una prova de concepte del mateix, desplegada en una planta de generació.
La implementació del bessó digital està estructurada en diferents subsistemes:
- Una capa física que consta de tres nivells. El primer, comprèn el sistema de sensorització de les variables de temperatura, tensió i corrent dels panells per a l’adquisició de dades. El segon, conté el sistema concentrador de transmissió i ingesta d’informació al núvol, amb el sensor i el concentrador en cada sèrie de panells, on aquest subsistema és l'encarregat d’enviar les dades al tercer nivell de la capa física, format per un sistema proxy encarregat d’aplicar un primer filtratge i control de qualitat de les dades rebudes pel nivell dos i transmetre les dades a la plataforma IoT.
- Una plataforma IoT que emmagatzema i processa les dades. Aquest subsistema està format per la pròpia infraestructura de dades que permet la visualització web de l’estat de la planta i dels panells, i dona suport al manteniment de la mateixa al gestor de la planta.
Per part de la Universitat Politècnica de Catalunya (UPC), en el projecte GIRASOL, han participat investigadors dels grups i centres de recerca del Centre de Desenvolupament Tecnològic de Sistemes d'Adquisició Remota i Tractament de la Informació (SARTI), Circuits i Transductors Electrònics (e-CAT), i del Motion Control and Industrial Applications (MCIA). La contribució principal de UPC ha estat en el disseny, fabricació i programació dels sistemes sensors que recullen i transmeten la informació dels panells solars de nivell 1 i 2.
Resultats obtinguts
Durant el mes de juliol 2022 es va desplegar una primera pre-sèrie de dispositius sensors en una petita planta de generació a Tortosa, els quals avui dia segueixen funcionant i proveint d’informació detallada sobre el funcionament de cada mòdul, que després serà utilitzada per implementar el model de la planta.
Consorci, pressupost i finançament
A més de la UPC, en el projecte han participat NVISION, Àliter Group i SOLARTYS. Tots ells han treballat conjuntament per validar aquest projecte amb la finalitat d’obtenir diagnòstics fiables de l’estat de salut de la planta solar fotovoltaica i el seu manteniment preventiu.
El projecte ha estat finançat pel Ministeri d’Indústria, Energia i Turisme (MINETUR) del Govern d’Espanya i AEI (Agrupacions Empresarials Innovadores) mitjançant el programa d’ajudes per millorar la competitivitat de les petites i mitjanes empreses. El pressupost total del projecte ha estat de 55.697 €, amb una durada de sis mesos (novembre de 2021 - agost de 2022).
Projectes Relacionats
- El grup de recerca Barcelona Fluids & Energy Lab (IFLUIDS) i el Centre d'Innovació Tecnològica en Convertidors Estàtics i Accionaments (CITCEA) de la UPC participen en el projecte europeu H-HOPE, centrat en el desenvolupament de solucions per produir energia neta a partir de fonts hídriques encara sense explotar, com ara canonades i canals d’aigua.
- Combinar l'activitat agrícola i la producció d'energia solar a partir de plaques fotovoltaiques és l’objectiu de SYMBIOSYST, un projecte impulsat per un consorci de 16 socis europeus entre els quals s’inclou la UPC. En el marc d’aquest projecte, es desenvoluparan eines tecnològiques per contribuir a generar energia neta per al sector agrícola a Europa.
- La flexibilitat dels sistemes elèctrics és fonamental en el procés de transició energètica cap a models de generació d’energia més sostenibles. La Comissió Europea promou el desenvolupament de solucions que donin resposta als reptes de la gestió de les xarxes de distribució elèctrica del futur sistema energètic basat en fonts renovables. Una quota cada vegada més gran de generadors d’electricitat fluctuant, com els sistemes eòlic i solar, fa que sigui més difícil calcular les càrregues que s’estan alimentant.
- L'objectiu del projecte GENIUS, en el qual participa el Centre d'Innovació Tecnològica en Convertidors Estàtics i Accionaments (CITCEA) de la Universitat Politècnica de Catalunya - BarcelonaTech (UPC), és el desenvolupament d'un estimador de càrrega per a bateries d’ió liti basat en un model dinàmic parametritzat per una xarxa neuronal.
