El proyecto IMPROVEMENT-“INTEGRATION OF COMBINED COOLING, HEATING AND POWER MICROGRIDS IN ZERO-ENERGY PUBLIC BUILDINGS UNDER HIGH POWER QUALITY AND CONTINUITY OF SERVICE REQUIREMENTS”, (SOE3/P3/E0901) tiene un presupuesto de 2,5 millones de euros y está cofinanciado al 75% por el Programa Interreg SUDOE y el Fondo Europeo de Desarrollo Regional (FEDER) dentro del Eje prioritario 3, Economía baja en carbono.
Su objetivo general es convertir edificios públicos existentes en edificios de consumo de energía casi nulo mediante la integración de microrredes de energía renovable con generación combinada de calor, frío y electricidad, y sistemas de almacenamiento, especialmente diseñado para las condiciones climáticas de los países del sur de Europa.
IMPROVEMENT tiene una duración de tres años y medio (hasta marzo de 2023).
Descripción del Proyecto Improvement
Objetivos
Su objetivo general es convertir edificios públicos existentes en edificios de consumo de energía casi nulo mediante la integración de microrredes de energía renovable con generación combinada de calor, frío y electricidad, y sistemas de almacenamiento. De forma más específica, IMPROVEMENT tiene tres objetivos específicos:
- Desarrollar un sistema para mejorar la eficiencia energética en edificios públicos a través de un sistema de generación de calefacción y refrigeración solar, incorporando técnicas activas/pasivas para edificios de consumo de energía casi nulo.
- Desarrollar un sistema de control de potencia resistente a fallos para microrredes bajo criterios de diseño de alta calidad de suministro.
- Desarrollar un sistema de gestión de energía para microrredes de generación renovable con sistema híbrido de almacenamiento de energía bajo criterios de degradación mínima, máxima eficiencia y prioridad en el uso de las energías renovables.
Actividades y fases del proyecto
En IMPROVEMENT se trata de desarrollar microrredes basadas en sistemas avanzados de gestión de energía, con almacenamiento híbrido apoyadas en hidrógeno, baterías y supercondensadores. Además, se utilizarán técnicas de control predictivo basado en el modelo en los sistemas que se desarrollen, garantizando la integración de las energías renovables y la mejora de la eficiencia energética de los edificios públicos para su transformación en edificios de balance energético cero (nZEB).
El proyecto IMPROVEMENT plantea llevar a cabo 2 plantas pilotos donde implementar y validar los nuevos desarrollos realizados.
Para disminuir la demanda energética de los edificios, además de implementar soluciones y estrategias pasivas, los edificios también deben apoyarse en la mejora de la eficiencia energética de los sistemas, en este caso el sistema de iluminación artificial y aire acondicionado (bomba de calor).
Después de haber realizado todos los pasos necesarios para reducir la demanda energética del edificio, el último paso a realizar es la integración de sistemas renovables en la microrred para la generación de energía local.
Almacenamiento de energía: la gestión eficiente de las energías renovables requiere de sistemas que almacenen la energía generada y permitan su uso bajo demanda.
Mediante el establecimiento de una monitorización detallada y sensores inteligentes, se consigue una correcta gestión energética eficiente mediante la obtención de información sobre el funcionamiento de las instalaciones del edificio y los parámetros de control, permitiendo acciones de optimización.
Resultados del proyecto
IMPROVEMENT va a permitir conseguir los siguientes resultados:
- Mejorar la autonomía energética de los edificios públicos existentes mediante sistemas híbridos de almacenamiento, incluso bajo condiciones meteorológicas extremas.
- Aumentar la eficiencia energética de los edificios públicos con la integración de técnicas de edificios de energía casi nulo, y sistemas de refrigeración y calefacción basados en energías renovables con almacenamiento térmico.
- Desarrollo microrredes resilientes a fallos mediante el uso de inversores con control activo del neutro para garantizar la calidad de suministro, en presencia de cargas sensibles (equipos de alta tecnología).
- Demostración en edificios públicos reales (y replicables).
- Desarrollar estrategias regionales y planes de implementación.
- Además, como resultados del proyecto, y con la colaboración de las empresas asociadas, se elaborará un plan de negocios para la comercialización de la tecnología desarrollada.
IMPROVEMENT desarrollará soluciones que se encuentran alineadas con lo establecido en el eje prioritario 3-Economía Baja en Carbono, del programa SUDOE, implementando las siguientes soluciones:
La mayor parte del consumo de energía de este tipo de edificios es debido a las necesidades de calefacción y refrigeración. Usualmente, se usan combustibles fósiles para cubrir esta energía de confort. IMPROVEMENT desarrollará una tecnología de generación de frio/calor con energía solar y almacenamiento térmico de la misma, además de la inclusión de técnicas nZEB.
El proyecto contempla un abastecimiento de energía 100% renovable en estos edificios tanto en el modo conectado a red, como en desconexión en aquellos casos de caída de tensión de la red de suministro eléctrico, sin que el sistema de abastecimiento energético perturbe a la calidad de suministro garantizando así que no se produzcan daños sobre los equipos de alta tecnología (equipamiento médico, científico o tecnológico). La innovación se basa en dos aspectos:
- AUTONOMÍA ANTE FALLOS EN LA RED ELECTRICA. Habitualmente se usan grupos electrógenos como sistemas de reserva. Hacerlo mediante baterías requeriría de grandes salas para albergar baterías. Se usará la densidad energética del hidrógeno para garantizar la autonomía usando espacios reducidos.
- CALIDAD DE SUMINISTRO. Se garantizará mediante el desarrollo de una red de sensores IoT unidos a inversores con control activo del neutro que minimice los desbalances de energía y armónicos.
El sistema de gestión de energía se basará en técnicas de control predictivo basado en el modelo (MPC, Model Predictive Control) con los siguientes objetivos.
- VIDA ÚTIL DEL SISTEMA DE ALMACENAMIENTO. La intermitencia y fluctuancia de los sistemas energías renovables provoca daños en las baterías y sistemas de hidrógeno que disminuye su vida útil. Para mejorar la competitividad económica de estos sistemas de hibridarán con supercondensadores, que minimizará los procesos de degradación.
- MAXIMIZACIÓN DEL USO DE LAS ENERGÍAS RENOVABLES. El objetivo es demostrar que se puede llegar a un consumo 100% renovable tanto conectado como aislado de red.