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Módulos de software innovadores para una recuperación eficaz del exceso de energía térmica

energía térmica

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Crédito: Unsplash / CC0 Public Domain

Después de casi dos años de recopilación de datos y desarrollo de software, el proyecto EMB3Rs, financiado con fondos europeos, está casi listo para revelar las mejores formas en que la industria puede reutilizar el exceso de energía térmica.

En octubre de 2021, los socios de EMB3R de toda Europa se reunieron en Portugal, en el negocio de sistemas de información con sede en Lisboa, PDMFC, para aprender cómo los módulos de software más importantes de la plataforma se integrarán a la herramienta de código abierto. Estos módulos serán cruciales para mapear la oferta y la demanda de energía térmica de diferentes partes interesadas y también determinarán la opción más barata para conectar a los usuarios potenciales.

PDMFC es responsable de integrar los módulos a la plataforma y también de garantizar que el software interopere sin problemas. Como destaca el investigador de PDMFC, David Fernandes: “La integración del módulo está casi completa y pronto, el usuario podrá simplemente definir sus condiciones iniciales y luego recibir un resultado fácil de usar”.

Los EMB3R inicialmente comprenden cuatro módulos clave que han sido programados para manejar diferentes tipos de datos técnicos y económicos relacionados con la energía. Un módulo GIS encontrará la forma mejor y más barata de conectar diferentes fuentes de calor y sumideros, mientras que un módulo tecnoeconómico puede encontrar la opción de menor costo para usar el exceso de energía térmica en toda la cadena de suministro de energía.

Mientras tanto, el módulo de mercado calcula un análisis económico general de un sistema energético potencial, según los tipos de mercado, como las condiciones centralizadas o de igual a igual (P2P). Y luego, un módulo de modelo de negocio permitirá a los usuarios de la plataforma explorar las implicaciones financieras, medioambientales y de riesgo de cualquier configuración energética.

Además de estos cuatro módulos de procesamiento de datos de energía, un módulo administrador de simulación coordina cómo los módulos interoperan cuando un usuario ejecuta su simulación energética, mientras que un módulo informador organiza la salida para el usuario final. “El usuario querrá configurar una simulación, ejecutarla y luego examinar los resultados sin importar lo que ha estado sucediendo entre la plataforma y los módulos”, dice Fernandes.

Para programar los módulos, socios de una variedad de estudios de caso han estado ocupados recopilando grandes cantidades de datos de proyectos, desde costos de excavación y flujos de energía hasta tarifas de energía locales e información sobre el marco regulatorio. Por ejemplo, los estudios de casos centrados en la industria, incluido un parque industrial en Grecia y una planta de cemento en Portugal, han proporcionado datos de posibles proveedores y usuarios del exceso de energía. Mientras tanto, los estudios de casos centrados en la red han proporcionado datos de las redes de calefacción y refrigeración, y de calefacción urbana, en Suecia, Portugal y el Reino Unido.

En las piezas finales del rompecabezas de datos, un estudio de caso de superusuario de la Agencia Portuguesa de Energía adene ha proporcionado datos de cientos de miles de edificios comerciales y hogares para explorar qué sucede con la plataforma cuando un usuario desea analizar volúmenes masivos de datos. . Y un estudio de caso centrado en el mercado de la Universidad Técnica de Dinamarca ha recopilado datos asociados con las relaciones P2P entre los diferentes actores del mercado energético.

Resolución de problemas de comunicación del módulo

En el momento de redactar este documento, la recopilación de datos y el desarrollo de todos los módulos de software están completos, y los investigadores de PDMFC han estado trabajando en estrecha colaboración con los desarrolladores para integrar todo el software a la plataforma EMB3Rs para que cada módulo pueda analizar los datos de una manera estandarizada. Como señala Fernandes: “La integración está casi completa, pero solo recientemente nos dimos cuenta de que todos los módulos están ‘hablando algo diferente'”.

“Esto no es un problema y hemos estado estudiando las entradas y salidas de los módulos para poder encontrar el punto medio entre, digamos, los módulos tecnoeconómicos y de mercado, para asegurar que el procesamiento se lleve a cabo rápidamente”, agrega.

Como parte de estas actividades, Fernandes y sus colegas han desarrollado los llamados contenedores que los desarrolladores pueden agregar a sus módulos. Estos envoltorios estandarizan el código para la comunicación entre módulos para garantizar interacciones fluidas entre ellos y la plataforma.

Sin embargo, según Fernandes, estandarizar las comunicaciones entre módulos no es el mayor desafío al que se han enfrentado él y sus colegas de PDM. En cambio, escalar la plataforma EMB3R para analizar más y más datos para cada vez más usuarios ha sido una tarea más complicada.

“Una cosa es ejecutar una simulación a la vez en un escritorio, pero ¿qué pasa si tiene 100 o incluso 1000 simulaciones en un solo momento? Aquí es cuando la escalabilidad se vuelve muy importante”, dice.

Fernandes y sus colegas abordaron este problema evaluando cuánta potencia de procesamiento necesitaba un módulo para una tarea en particular. “Una vez que entendimos esto, pudimos ver si había alguna tarea que estuviera robando los recursos disponibles del servidor”, explica Fernandes. “Incluso una vez que la integración del módulo esté completamente terminada, continuaremos ejecutando más pruebas para determinar cuánto podemos escalar las simulaciones de plataforma usando un solo servidor”.

En el futuro, más servidores pueden ser una opción, pero por el momento las simulaciones continúan a buen ritmo. Una simulación de plataforma inicial ya ha analizado las funciones de cada módulo utilizando datos ficticios. Y el análisis de datos del desarrollador y socio de la plataforma EMB3R, INEGI con sede en Portugal, también ha confirmado que los datos generados por los estudios de casos son adecuados para futuras simulaciones de plataformas.

“Hemos estado probando la plataforma de forma manual, paso a paso, pero ahora estamos trabajando en la automatización de las simulaciones para que cada módulo reciba las entradas y proporcione las salidas que el usuario desea”, dice Fernandes. “Esto llevará alrededor de un mes, pero luego el usuario podrá ‘hacer clic’ en un botón y ver cómo sucede todo”.

Esperanzas para la industria

Sin lugar a dudas, los socios del proyecto EMB3R están entusiasmados. Por ejemplo, Aristotelis Botzios y George Goumas del Centro de Ahorro y Fuentes de Energía Renovable (CRES), con sede en Grecia, han estado recopilando datos de calefacción y refrigeración de las empresas del Parque Industrial Volos en Grecia y de los residentes de la cercana ciudad de Agios Georgios, desde Mayo de 2020. Botzios y Goumas esperan que las futuras simulaciones de EMB3R confirmen la viabilidad económica y técnica de su sistema de intercambio de calor propuesto entre el parque industrial y la ciudad para que luego puedan presentar una oferta para los fondos del estudio piloto del Ministerio de Energía y Medio Ambiente de Grecia.

“Todo va bien hasta ahora”, destaca Goumas. “Hemos tenido excelentes resultados en la integración de nuestros datos y ahora esperamos con ansias los resultados de la simulación”.

Botzios está de acuerdo y dice: “Con estos resultados de simulación tendremos una idea del tamaño de las obras que deben realizarse, la información de costos y también el tipo de política financiera o subsidios que pueden ser necesarios para que todo esto sea posible”.

“La plataforma EMB3Rs va a ser útil para cualquier parque industrial”, añade. “Podrá ingresar solo datos básicos y ver si su [project] es viable “.

Es importante destacar que para los usuarios, EMB3Rs también se ha diseñado como una plataforma modular, por lo que en el futuro, los desarrolladores de software podrán integrar módulos adicionales y diferentes a la herramienta de código abierto. “Veo a los EMB3R como el tipo de plataforma que va a crecer”, dice Fernandes. “A medida que más y más personas la utilicen, entonces, por supuesto, la herramienta también crecerá en complejidad, pero la plataforma es sin duda lo suficientemente estable como para que se produzca este crecimiento … este es un proyecto bastante interesante para nosotros”.


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Proporcionado por el Instituto Europeo de Comunicación Científica (ESCI)

Citación: Módulos de software innovadores para la recuperación efectiva del exceso de energía térmica (2021, 3 de noviembre) recuperados el 3 de noviembre de 2021 de https://techxplore.com/news/2021-11-software-modules-effective-excess-thermal.html

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