Medidores Inteligentes, blockchain e inteligencia artificial

En los últimos meses se ha discutido sobre el recambio de los medidores a un nuevo sistema inteligente. Sin embargo, la discusión se ha centrado en los costos de los equipos, la privacidad de los datos y la manera política de cómo hacer este recambio, dejando fuera uno de los aspectos más importantes de esta reforma, la posibilidad que las tecnologías pueden ayudarnos a mejorar la manera de gestionar la energía y hacer que esta sea más limpia, barata y flexible.

 

En este artículo se explicará cómo el blockchain y la Inteligencia Artificial (IA) pueden hacer que el mercado de la generación y consumo a través de la autogestión y cambios regulatorios hagan realidad que nuestra energía provenga de fuentes limpias provenientes de la energía fotovoltaica propia o de un vecino, o bien de una central que elijamos, o podamos almacenarla y usarlas en un auto eléctrico aprovechando las mejores precios a través de un mercado spot de compra y venta de energía.

Artículo originalmente publicado en Phineal.com

Eduardo Soto Sepúlveda

CEO | Phineal
1 de abril 2019

Estamos a las puertas de uno de los recambios tecnológico más importantes en lo que respecta a las redes eléctricas de distribución y de cómo compramos la energía; el medidor de energía es la clave para que esto suceda. La definición de cómo se mide y procesa la información es la clave para generar un mercado 4.0 para la generación y consumo de energía eléctrica. El rol del Estado a través del Ministerio de Energía y sus organismos técnicos deben definir claramente las directrices de los equipos que medirán nuestra energía, haciendo un uso eficiente de la información para la compra y venta de esta a través de un supercomputador con información y decisiones de manera distribuida, generando una “consciencia” de las redes eléctricas que pueda autogestionarse a tiempo real.

Lo anterior suena como una película de ciencia ficción, pero es lo más real que puedo escribir ya que efectivamente existe la capacidad tecnológica y equipamiento para hacerlo. Tenemos dos grandes aliados para transformar las redes eléctricas y espero que no nos quedemos atrapados en el uso de equipos que fueron diseñados para seguir en un modelo de mercado donde las empresas distribuidoras son dueñas de las decisiones de la energía de todos.

La red eléctrica consciente

Los bajos costos de las tecnologías de medición de energía sumado a su potencia de cálculo y la velocidad de Internet, nos llevará tarde o temprano a transformar la información de energía a vectores energéticos trazados por blockchain y gestionados a través de un coordinador eléctrico virtual con inteligencia artificial.

La medición de energía toma un rol fundamental a la hora de implementar modelos de negocios donde los usuarios puedan comprar su energía a las centrales de generación en forma directa, definiendo un espacio de interacción como lo son las redes eléctricas. Esta liberalización del mercado de la energía en los hogares y empresas tiene que ir de la mano con un modelo de desarrollo de las redes que permita adecuarse a las necesidades de la demanda. Este proceso puede ser paulatino y en la medida que los mercados puedan satisfacer esta demanda a partir de una oferta informada.

Las redes eléctricas en la actualidad, operan bajo un modelo estrictamente regulado y adverso al cambio, por lo que se requiere urgentemente revisar esto bajo una óptica moderna y acorde a las tecnologías actuales, teniendo una mirada de futuro al menos en el desarrollo del mercado en los próximos 10 años. Por ejemplo, frenar las inyecciones de la energía fotovoltaica de instalaciones de generación distribuida, imponer medidores de energía que no puedan autogestionarse, prolongando el modelo de generador y consumidor como si fuera un negocio asegurado solo para las empresas que actualmente existen. Estos son los temas que impiden el desarrollo de esta nueva consciencia de las redes eléctricas. Para hacer las cosas distintas, hay que pensar distinto.

IRENA INNOVATION WEEK 2018, Bonn – ALEMANIA

Agencia Internacional de Energías Renovables

El poder del consumidor para cambiar la matriz energética

El blockchain permite trazar la energía desde el origen de la generación energética y se puede realizar para la compra de bloques y micro bloques de energía, con lo que los acuerdos entre un consumidor y un generador podrán realizarse a través de una plataforma digital, donde se define y acuerda el precio de la energía, cuanta potencia y energía se necesita en los diferentes horarios del día, días de la semana e incluso programar las vacaciones para cambiar a un plan de consumo que sea conveniente. Este es un concepto novedoso, pero que los mercados energéticos europeos ya utilizan hace años. Los medidores de energía permiten gestionar este tipo de información sumado a la atención gentil de una IA que facilite esta compra  bajo distintos cambios de condición del mercado spot de la energía. Podemos preferir las energías renovables de una planta fotovoltaica de 100MW o comprarle los excedentes a nuestro vecino que tiene 2kW en paneles solares a través de un medidor inteligente y consciente.

¿Y podemos vender energía desde nuestros hogares y empresas?

Por supuesto, tener una IA que gestione el autoconsumo, el almacenamiento de energía y las inyecciones a la red eléctrica producto de la generación de energía solar o de otras fuentes de origen renovables con las que contemos para la venta de esta, si será posible. El blockchain certifica todos los datos generados y que son transferidos a través de los “smart contracts” y la IA nos ayudará a optimizar la compra/venta de energía para su uso eficiente y económico.

Transacciones internacionales y descentralizadas

Hace un año atrás expuse la idea de digitalizar la energía para realizar operaciones más allá de las redes físicas de transmisión. Esto pareció una idea descabellada entre los asistentes. ¿Y por qué no?

Si la energía tiene una contabilidad precisa, se establecen claramente los factores de pérdidas en el sistema y los contratos se cumplen adecuadamente a por medio de la compra a través de “smart contracts”, la gestión de compra y venta pasaría a ser una cuestión de contabilidad de activos físicos energéticos en el tiempo. Si bien esto podría traer problemas asociados a efectos de especulativos (las normas en los diferentes países deben prevenir esto), podría desarrollarse un mercado de compra/venta de energía a nivel internacional, aprovechando el potencial de generación y almacenamiento de la misma. Las líneas de transmisión no tienen toda la capacidad de satisfacer la demanda en algunos horarios, por lo que la compra de energía y venta en diferentes horarios puede establecerse a través de blockchain. El uso de “traders” o comerciantes digitales con una IA, facilita tanto generadores como a consumidores una oferta horaria de activos almacenados y disponibles por generación inmediata de energía en diferentes partes de la red eléctrica (a nivel micro y macro del sistema eléctrico).

Cuando el Sol se esconde en Buenos Aires y Sao Paulo, todavía las plantas solares y eólicas en el desierto de Atacama pueden estar generando, ya que tienen al menos dos horas de diferencia hasta tener máxima demanda en territorio chileno. El almacenamiento de energía en baterías y sales fundidas puede ser comprada y despachada más tarde a un mejor precio, transacción que utiliza un bloque de energía. Los mercados internacionales pueden utilizar una contabilización de estos activos energéticos con una trazabilidad de energía basado en blockchain y gestionados por una IA.

Otro ejemplo puede ser el caso de un vecino que tenga un auto eléctrico y un sistema fotovoltaico. Alguien del barrio (ambos desconocidos) puede comprar sus excedentes a través de “smart contracts” gestionados para usar sus excedentes durante las horas que no esté conectado el auto. El rol del regulador será implementar los cobros adecuados de estas transacciones en las redes eléctricas para las futuras inversiones y operación de las mismas.

GTIME: Un vector energético con metadata

La apuesta de nuestra empresa fue crear un vector energético a través de la lectura cada 15 minutos. El objetivo es que en base a la medición de energía se incorporen en los datos un vector que llamamos GTIME, introduciendo mayor información para la contabilización de la energía y la que puede ser transferida entre sus usuarios.

El acrónimo GTIME se refiere a la Geolocalización, Tiempo, ID de la instalación, MAC Address y la Energía generada y consumida.

La información del vector GTIME es minada en la red blockchain con bloques energéticos cada 20 minutos, con lo que además de estos parámetros físicos y digitales se agrega un hash del resultado del minado de los datos.

Más información de GTIME en www.gtime.cl

Los nuevos medidores, una tecnología con casi 20 años de antigüedad

Los medidores inteligentes que se están instalando, son en principio un datalogger con un interruptor que puede ser leído y operado a distancia. De los grandes beneficios que tienen estos equipos, muchos de ellos sirven exclusivamente a la empresa distribuidora, ya que reduce sus costos operacionales debido a la telegestión o gestión remota de los equipos, pudiendo realizar corte y reposición de servicio, reducir los costos operacionales de lectura e identificar fallas de servicio. Dentro de los pocos beneficios para los usuarios finales (quienes pagamos el medidor) es la obtención de registros de perfiles de demanda, lo que permite el dimensionamiento adecuado de sistemas fotovoltaicos; pero está en cuestionamiento si terceros especialistas tendrán acceso a esta información si el cliente lo autoriza, ya que la potestad del acceso a la información sería de la empresa que instaló los medidores.

Recordé una publicación que vi en Facebook de un periódico en el año 2006, donde hablaba del futuro del iPod que podría descargar música a través de tecnologías inalámbricas. Hoy la música puede ser reproducida en Spotify o Youtube a través de un streaming de datos donde se pueden ver videos y escuchar música sin necesidad de comprarla. La tecnología Bluetooth y WiFi  está presente en la mayoría de los dispositivos electrónicos actuales y creo que es mínimo que los medidores lo tengan incorporado.

Esperaríamos que nuestro medidor inteligente posea la capacidad de leer, almacenar, procesar información, comunicar la información de energía a través de una conexión inalámbrica u otro medio in situ para tomar decisiones de compra y venta de energía, ayudarnos a gestionar nuestros consumos, hacer más eficiente el uso de la energía fotovoltaica y almacenamiento energético, y transformarnos en prosumidores (compradores y vendedores de energía en forma distribuida). En definitiva, a un datalogger con un interruptor no deberíamos llamarle inteligente.

Publicación en el mercurio de Valparaíso el año 2006

Proyecto piloto blockchain Techos Solares Públicos

Desde noviembre 2018, Phineal desarrolla e implementa una plataforma de trazabilidad de datos de energía fotovoltaica en las instalaciones realizadas a través del Programa de Techos Solares Públicos. Más de 130 instalaciones fotovoltaicas (5MW) distribuidas a lo largo de Chile con trazados a través de la tecnología blockchain.

El proyecto es financiado por el Banco Mundial a través de la AGCID y tiene como contraparte técnica al Ministerio de Energía de Chile.

Nueva ley y norma técnica de medición de energía eléctrica

Quedarnos atrapados con equipos que solo una empresa puede instalar y operar no es lo que precisamente el Estado debiese fomentar. Además, la reciente ley de generación distribuida ha limitado las inyecciones de energía eléctrica que un generador distribuido puede hacer y ahora nos obligan a comprar un medidor que no permite la autogestión de los recursos energéticos ¿Cómo pasó todo esto?. Una rápida investigación permite sacar conclusiones propias.

Para concluir este artículo, quiero referirme al borrador de la norma técnica que estuvo en consulta pública y la nueva ley, quiero señalar algunos de los aspectos más preocupantes:

 

  • Los medidores de energía, deben estar configurados desde el inicio con la opción de bidireccionales ya que desde la instalación hasta la puesta en servicio (desde la aprobación del TE4) pueden pasar varias semanas (4 o más) para que un cliente comience a inyectar su energía y que se valoricen estos aportes inmediatamente después de aprobada la instalación por la SEC.
  • El corte y reposición del servicio a través de los medidores debe ser bien regulado, debido a que telecomandar un corte de energía puede tener implicancias económicas importantes (por ejemplo la desconexión de un refrigerador o la pérdida de actividades productivas) o bien posibles ciberataques, ya que podría ser vulnerado a distancia por un tercero.
  • Debe existir un sistema por WiFi, Bluetooth o comunicación Modbus que permita obtener la información en el lugar si el cliente lo autoriza. Con esta información el usuario tendrá acceso a la misma información de facturación sin costos adicionales, permitiendo hacer gestión de la demanda e implementar otros sistemas como generación y almacenamiento energético autogestionados o bien nuevos modelos de comercialización de energía.
  • Los medidores deben medir y registrar la tensión [V] y figurar dentro de los registros del reporte, ya que este es un importante parámetro eléctrico que permite evaluar la calidad de suministro eléctrico de las empresas distribuidoras.
  • La propiedad del medidor, su instalación y el empalme debe ser del cliente, ya que pagará por él. No debe ser incluido en la red modelo para el cálculo del VAD

«En realidad no me preocupa que quieran robar mis ideas, me preocupa que ellos no las tengan».

Nikola Tesla

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