TMBE - Investigación en tecnologías avanzadas para empresas gestionadas por modelos digitales inteligentes

DIGITALIZACIÓN DE INGENIERÍA DE LAS PLANTAS RENOVABLES GESTIONABLES

Nuevo escenario con la generación renovable

Las nuevas Instalaciones Renovales Gestionables tienen características específicas:

• Combinación de recursos de generación distribuida renovable (PV, eólica) con almacenamiento de baterías e incorporación de vector hidrógeno.
• Consumidores internos con demanda gestionable dentro de un microrred.
• Necesidad de gestión de la energía, control de flujos de red y acoplamiento al Sistema Eléctrico con unos códigos específicos (Grid Codes).
• Necesidad de modelado detallado de la red para garantizar el comportamiento en diversas circunstancias: off grid, perturbaciones eléctricas.
• Fundamental validar y verificar este modelo desde un fase temprana del proyecto.

La ingeniería de este tipo de instalaciones presenta retos aún no resueltos:

• Necesidad de procesos de trabajo colaborativos y un producto final íntegramente digital (BIM).
• Necesidad de adaptar la metodología de BIM de las obras de construcción y edificación a estas instalaciones industriales particulares.
  • No hay herramientas de propósito general que cubran todo el Ciclo de vida.
  • Hay que componer un ecosistema específico para este tipo de proyecto combinado la herramienta más adecuada en cada fase.
• El riesgo de estas Plantas radica en su integración funcional en el sistema eléctrico. Reglamentación operador del Sistema y protocolos de pruebas estrictos sobre piloto real mixto (Hardware in the Loop).
• Necesidad de combinar características propias de edificación con características propias de Ingeniería de sistemas complejos.
• La modelización es clave de las Garantías de rendimiento de estas instalaciones (pruebas HIL Hardware in the loop).

Gemelo digital integral de Plantas renovables gestionables combinando metodologías BIM y MBSE (Model based System Engineering).

El desarrollo pretende crear un gemelo digital integral de generación renovables gestionables, un producto único y nuevo que debe adaptarse a cada tamaño y tipología de Planta. Combina la metodología BIM industrial de construcción con la ingeniería basada en modelos.

¿Por qué BIM industrial?

• No existe un ecosistema BIM dominante en el área Industria/energía. Hay que crearlo a medida.
  • El producto final debe ser íntegramente digital (nube acceso total, sin papel).
  • El producto final debe permitir ingeniería colaborativa y concurrente desde diversos centros (internacionalización).
  • El producto ingeniería y construcción en tiempo real (mínimo interface, sin errores, reducción de coste global).
• La ingeniería en posición de ventaja respecto a fabricantes software (flexibilidad y personalización).
• Se va a convertir en una condición ineludible de mercado para desempeñar a la actividad de ingeniería (liderazgo en el mercado de servicios de ingeniería).

¿Por qué plantas / instalaciones renovables gestionables?

• Problema de poder gestionar la red con la alta penetración de renovables (74% de la energía eléctrica en 2030).
• Mercado creciente de renovables y de almacenamiento, de plantas de todo tipo y tamaño (Industria, Infraestructura, transporte, Ayuntamientos, Aguas, Urbanismo).

¿Por qué la modelización funcional es fundamental?

• Reglamentación exigente de contribución a la estabilidad del sistema. Normas Técnicas de supervisión y Requisitos de REE.
• Hay que utilizar metodologías propias de diseño de Sistemas complejos avanzados que ya existen en otras áreas (Model Based System Engineering).
• El riesgo de estas plantas se desplaza del rendimiento energético a los servicios garantizados de red. La modelización temprana del comportamiento eléctrico resulta fundamental.
• Carencia de expertos en modelización, pruebas, ensayos y certificación. Se abre un nuevo mercado de consultoría y asesoría técnica.
• Solo una modelización adecuada de las Platas permite la programación de algoritmos de optimización y procedimientos de diseño generativo semi-automatizado.

TMBE ha sido financiado por el Gobierno Vasco mediante el programa de apoyo a la I+D empresarial Hazitek 2021.