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La industria energética está experimentando una gran transformación al enfrentarse a numerosos retos, como la integración de fuentes de energía renovables, la creciente demanda de electricidad y el aumento de los vehículos eléctricos. Una de las formas en que el sector energético puede hacer frente a estos retos es utilizando la computación de borde.
En el sector energético actual se genera una enorme cantidad de datos en las redes de generación, transmisión y distribución, explica Arnie de Castro, principal responsable de productos industriales de SAS, proveedor de software analítico.
Según él, llevar todos esos datos a una infraestructura informática centralizada, como la nube, requeriría un ancho de banda considerable. La computación de borde es necesaria para ayudar a procesar estos datos para comprimirlos, reducirlos y transmitirlos de forma eficiente o apoyar la toma de decisiones a nivel local.
Satisface la necesidad de rapidez
Cuando las empresas energéticas necesitan tomar decisiones de control en milisegundos, cualquier retraso causado por el movimiento de datos entre una infraestructura informática centralizada y el borde es inaceptable, dice de Castro.
“Edge computing” puede agregar toda esta información y programar la transmisión de los datos por lotes para su procesamiento en el centro de control.
“Con esta agregación, el edge computing facilita a la empresa de servicios públicos la identificación de las áreas de interrupción para un restablecimiento más rápido, lo que conduce a una red más fiable y a clientes más satisfechos”.
Aunque la mayoría de los dispositivos de borde de red ofrecen actualmente computación de borde de red, esta computación es de bucle cerrado, lo que significa que no permite su uso a nadie salvo a los fabricantes de equipos originales (OEM), afirma Haider Khan, director sénior de análisis energético de ICF, un proveedor de servicios de asesoramiento y tecnología.
«Actualmente, la tecnología para la computación en tiempo real se centra principalmente en aprovechar la nube para ejecutar algoritmos», explica. «Los algoritmos calculan la señal necesaria que se envía a los dispositivos del extremo de la red utilizando la nube para reaccionar ante un objetivo, necesidad o restricción en el sistema de la red de distribución».
Esto añade un desfase temporal que limita la capacidad de las tecnologías de borde de red para responder a las necesidades de la red, que cambian cada pocos microsegundos, señala.
La computación en el borde de la red permitiría a tecnologías como los termostatos reaccionar a las necesidades de la red en el plazo necesario para evitar violaciones de la tensión, la temperatura o la frecuencia.
Según Khan, en el futuro la computación de borde de red pasará de la supervisión básica y los controles OEM a permitir que terceros, como los operadores de redes de distribución, gestionen los dispositivos de forma autónoma.
«Las áreas de aplicación podrían abarcar una gran variedad de servicios, como la gestión de la carga y la demanda, el control de la generación y el almacenamiento, las redes autorregenerables, la energía transaccional y el control de microrredes», afirma.
Edge ofrece estabilidad y fiabilidad a la red
Al descentralizar los procesos informáticos y el almacenamiento de datos, la computación de borde permite el análisis y la toma de decisiones en tiempo real en la periferia de la red y alivia la presión sobre los centros de datos centralizados, afirma Andy Foster, director de producto de IOTech Systems, un proveedor de plataformas de datos de borde de código abierto.
“Este enfoque no sólo reduce los requisitos de latencia y ancho de banda, sino que también mejora la estabilidad de la red, permitiendo a las empresas de servicios públicos optimizar la distribución y el consumo de energía con mayor eficiencia en el momento en que lo necesitan.”
Las redes eléctricas que antes dependían del procesamiento centralizado de datos se benefician cada vez más del análisis localizado de datos de la computación de borde, afirma Carl Moberg, Director Técnico de Avassa.io, proveedor de soluciones de gestión y operaciones de borde.
«En la capa de aplicación, los dispositivos y sensores de la red pueden procesar y reaccionar al instante ante fluctuaciones, demandas y posibles fallos», afirma. «Esta capacidad de respuesta en tiempo real se traduce en una reducción de los cortes, una distribución eficiente de la energía y un impulso significativo de la fiabilidad y la innovación de la red».
Según Moberg, la computación de borde facilita la toma instantánea de decisiones, mejorando cuándo extraer energía de las renovables y cuándo recurrir a las fuentes tradicionales.
Con el despliegue de dispositivos y sensores de computación de borde en los emplazamientos de energías renovables, los operadores de la red pueden recopilar datos cruciales sobre la generación de energía, el almacenamiento, las condiciones meteorológicas y las fluctuaciones de la demanda, afirma Foster.
Añade que estos datos se utilizan para predecir excedentes y déficits de energía y responder a las fluctuaciones de la producción de energías renovables. El resultado es una red más estable y fiable que soporta la naturaleza variable de las fuentes de energía renovables y sostenibles.
Según Foster, la computación de borde también desempeña un papel crucial a la hora de ayudar a gestionar la complejidad adicional de una red totalmente descentralizada.
«Las nuevas capacidades de Edge Computing permiten la integración horizontal de los recursos energéticos distribuidos», afirma. «Esto permite tomar decisiones de control local con gran capacidad de respuesta y también la integración vertical con los centros de datos que proporcionan el control general de la red».
Edge Computing e intercambio de datos
El Edge Computing también tiene el potencial de influir significativamente en la gestión de la energía de los edificios y, por lo tanto, ayudar a mitigar los impactos de las emisiones de carbono operativas del entorno construido, dice Colm Nee, CTO de Enlighted, un proveedor de soluciones IoT de tecnología inmobiliaria.
«Edge computing permite la supervisión y el control en tiempo real de los sistemas energéticos para maximizar el ahorro, reducir la ineficiencia, reducir el tiempo de inactividad, mejorar la seguridad de los datos y gestionar fácilmente las comunicaciones de datos», afirma.
El rápido avance de la tecnología del Internet de las Cosas (IoT) y la gran cantidad de datos que genera hacen necesaria la compatibilidad entre diversos sectores, estructuras, software y usuarios, según Nee.
Nee afirma que las organizaciones pueden establecer un marco seguro para compartir datos con aplicaciones IoT a través del procesamiento periférico. Esto facilita la mejora de la eficiencia operativa, la integración racionalizada de aplicaciones y permite la toma de decisiones inteligentes a nivel local dentro de un edificio.
Una arquitectura de borde permite la supervisión, el análisis y el control en tiempo real de los componentes energéticos de un edificio, incluida la iluminación y la climatización, funciones que normalmente se producen a nivel local del edificio, dice Nee.
«Los datos de ocupación en tiempo real, que impulsan mejoras más reactivas en los edificios, se aprovechan mejor en el perímetro para influir en el ahorro energético de la iluminación apagando las luces de las zonas por las que acaba de salir la gente, y en el ahorro en el control de la temperatura mediante integraciones con sistemas locales de climatización basados en la ocupación», señala Nee.
El edge computing facilita la comunicación entre el vehículo eléctrico y la red eléctrica
Según Foster, la computación de borde también proporciona capacidades de procesamiento y análisis de datos localizados en las estaciones de carga y dentro de los vehículos eléctricos.
«Esto permite una supervisión más rápida y precisa del estado de las baterías, la gestión de la red y el equilibrio dinámico de la carga, que son cruciales para optimizar el proceso de carga y minimizar la presión sobre la red eléctrica», afirma.
El Edge Computing también puede facilitar la comunicación de vehículo a red, añade. Esto suele ocurrir cuando los vehículos eléctricos están conectados a una estación de carga y tienen un exceso de energía almacenada en sus baterías que puede transferirse de nuevo a la red para ayudar a satisfacer la demanda de energía.
«Este flujo bidireccional de energía de la red al vehículo y del vehículo a la red contribuye a la sostenibilidad y resistencia generales de nuestros sistemas energéticos», afirma Foster.
Conclusión
La computación de borde permitirá al sector energético afrontar los retos de la creciente demanda de energía, mejorar el uso de los recursos y hacer posible un ecosistema energético más sostenible.
Según Moberg, el Edge Computing facilita la toma instantánea de decisiones, optimizando cuándo se debe recurrir a las energías renovables y cuándo a las fuentes tradicionales.
«A medida que el sector energético traza su rumbo hacia un futuro sostenible, la computación de borde en la capa de aplicación se erige como un faro que ilumina el camino», afirma.
