Perspectiva desde América: Infraestructuras sostenibles usando tecnologías de sitios activos

Philip Juneau explica los pasos necesarios para constituir un sitio independiente de la energía y por qué es esencial usar protocolos como KNX para adquirir, automatizar y gestionar los datos de las edificaciones.

Hace poco más de seis años, tuve el honor de ser el coautor de un artículo titulado «Active Site» para la consolidada y reputada publicación ABB Review. En dicho artículo, explicaba cómo la energía renovable, junto con la generación in situ y el almacenamiento en un emplazamiento industrial o en un gran campus (por ejemplo, un sistema autosuficiente de energía), podía suponer la independencia energética, manteniendo la conexión a la empresa de servicios públicos para suministrar energía si fuera necesario, así como para descargar posibles excedentes. Rememorando el pasado para volver al presente, la red de energía eléctrica evoluciona verdaderamente hacia una red inteligente, lista para suministrar energía a las ciudades inteligentes en evolución. Al proceder a la fragmentación en entidades o bloques manejables en una ciudad o una región geográfica, se obtiene lo que se denomina múltiples «sitios activos». Un sitio activo puede controlar y optimizar completamente su propia microrred, contando con cargas de energía individualmente complejas y una interfaz a la macrorred (de energía) dinámica. Su propósito principal es garantizar su propia optimización del uso de la energía y los costes al mismo tiempo que permite a la microrred participar completamente en lo que se conoce como red inteligente. La potencia nominal de los sitios activos oscila entre 100 kW y 50 MW.

Los aspectos relativos a la intercomunicación y la comunicación entre el sitio y el proveedor de energía deben alinearse técnica y comercialmente por completo. Se trata de una armonización simple pero desafiante de las perspectivas de gestión del lado de la oferta y del lado de la demanda, algo mucho más fácil de decir que hacer. Lo que este artículo pretende transmitir es que la tecnología de sitios activos existente en la actualidad está cada vez más avanzada y lista para instrumentarse eficazmente.

Sitio activo en la realidad

En la realidad, un sitio activo es un esfuerzo viable para la mayoría de los campus, complejos o instalaciones industriales que consumen de energía, ya que comprensiblemente tiene todos los ingredientes para una solución de infraestructura inteligente, siendo uno de los principales su perfil energético básico, por ejemplo, el uso de la energía conforme avanza el tiempo. Esto significa que hay una carga base constante para un uso confiable de la energía. Por lo tanto, la generación in situ y/o las energías renovables pueden optimizar sus perfiles de energía y carbón en lo que respecta a costes y emisiones, respectivamente.

La demanda de energía (por ejemplo, el consumo) a lo largo del tiempo debe evaluarse a nivel de los equipos/carga, tanto en lo que respecta a la tecnología de construcción como a la actividad comercial principal. Contar con una lista tal de equipos con las horas de funcionamiento es un activo en sí mismo para comenzar el viaje de transición hacia un sitio activo. Naturalmente, esto debe verificarse cuidadosamente junto a las operaciones de su edificio y con el personal con vistas a garantizar que la edificación sea segura y cómoda antes de cualquier efecto adverso debido a las medidas de eficiencia.

Aspectos críticos para unificar la infraestructura

Para unificar la complejidad en el seno de la infraestructura de una edificación, lo mejor es comenzar con el perfil de energía, tal y como se mencionó anteriormente. Al crear una lista de equipos, se recomienda recoger la información siguiente para cada equipo o componente:

• Localización.
• Variables de potencia: caballos de fuerza (HP) o potencia (W); voltaje (V), y amperaje a carga plena (FLA).
• Tiempo de uso (inicio y parada específicos, por ejemplo, periodos de funcionamiento).
• Área de servicio (por ejemplo, la unidad de gestión de la climatización que sirve un área de una clínica).
• Fecha de fabricación del equipo (antigüedad).
• Controles o interfaces para la monitorización y el control.
• Observaciones generales.Nota: La obtención de valores reales a través de un contador o un dispositivo de captura de datos es lo ideal.

Una vez creada la lista, puede determinar las porciones significativas de la carga de energía de su instalación/campus con vistas a encontrar más soluciones potenciales. Lo primero es identificar la conectividad del sistema de gestión energética de su instalación o edificación (BEMS, por sus siglas en inglés), ya que ello supone el pilar para una instalación, edificación o campus inteligente. En segundo lugar, garantizar el uso de protocolos de control de edificaciones abiertos, por ejemplo, BACnet y KNX, los cuales también son protocolos en el sector. Además, hay que intentar usar una comunicación IP con ellos, por ejemplo, BACnet/IP y KNX/IP, ya que ambas optimizan la comunicación y mejoran la fiabilidad. Ambos puntos son los más básicos e importantes que se deben considerar, ya que proporcionan la capacidad de escalar, modificar y adaptar en el futuro.

La solución en la realidad

Tal y como ya se ha mencionado, un sitio activo es un esfuerzo viable, ya que contiene todos los ingredientes para una solución de infraestructura inteligente. Así pues, abordemos la integración de los ingredientes, es decir, los equipos y la infraestructura que consumen energía. El común denominador de todos ellos es la unificación de las normas y los protocolos abiertos en materia de tecnología de construcción integrados en una plataforma inteligente y de control de la supervisión y adquisición de datos (SCADA) de IPs convergentes.

Al usar sensores KNX e interruptores para las interfaces de los moradores y controles de raíl DIN para el control localizado de los equipos al mismo tiempo que se usan controladores BACnet basados en IP para las aplicaciones centrales, se simplifica enormemente la adquisición, la automatización y la gestión de los datos de su edificación.

La solución descrita anteriormente no tiene que instrumentarse por completo de una sola vez. Una solución escalable que pueda pasar por muchas interacciones en cada ciclo de vida es viable. Lo importante es centrarse en las áreas prioritarias de su instalación o campus y tener en cuenta las siguientes medidas técnicas al mismo tiempo que se adhiere al enfoque de tecnología de protocolo abierto mencionado previamente:

• Cambio del tiempo de uso a tarifas fuera de las horas punta.
• Optimización del arranque y la parada de los equipos.
• Limitación de la demanda máxima en el caso de cargas/equipos gestionables.

El siguiente proceso de instrumentación de sitio activo proviene del artículo antes mencionado y debe usarse como guía, incluso en las iteraciones de proyectos más pequeños. Lo importante es comenzar en algún lugar, de manera que la monitorización de los datos junto con el análisis puedan cambiar el comportamiento de los usuarios y las operaciones en las edificaciones, las instalaciones y los campus.

Resumen

En caso de estar interesado en la operación de una edificación, campus o instalación industrial de mayor envergadura con una operación de carga base, ¡entonces usted en un candidato para un sitio activo! La tecnología está disponible, por lo que puede comenzar con una sencilla monitorización de su perfil energético de referencia para comprender mejor dónde comenzar y en qué centrarse. Todo lo que se necesita es dedicación, transparencia y recursos bien invertidos para ahorrar dinero y contribuir a la consecución de una estructura de coste energético nulo a efectos netos.

Philip R. Juneau es director comercial de Automated Technology Company (ATC) y vicepresidente de National Group USA de KNX. La misión de ATC es transformar las edificaciones de hoy en las infraestructuras de coste energético nulo a efectos netos del mañana, garantizando los máximos niveles de seguridad, comodidad y eficacia para el bienestar general de los moradores y la preservación del medioambiente.

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