Wed. Jun 29th, 2022

En este artículo, Robin Duke-Woolley, analista y director ejecutivo de Beecham Research, comparte sus últimos conocimientos del sector de la energía sobre los problemas clave que enfrenta el mercado y cómo IoT los está abordando.

La generación y distribución de energía incluye electricidad, redes inteligentes y energías renovables, exploración y producción de petróleo y gas.

1. Temas clave del sector:

Hay dos desafíos principales que enfrenta el sector energético en la actualidad.

  1. Garantizar el suministro sostenible de energía para las próximas décadas
  2. Mitigar los efectos del cambio climático.
  3. Sostenibilidad de los recursos energéticos

El aumento de la demanda es inevitable a medida que crecen las poblaciones y los recursos naturales (combustibles fósiles) ya no son inagotables. Los gobiernos de todo el mundo reconocen la necesidad de reducir el consumo de combustibles fósiles y la consiguiente contaminación; estipulan que la industria debe avanzar hacia operaciones netas de carbono cero, reemplazando los combustibles fósiles con energías renovables (eólica, solar, nuclear).

A medida que estas fuentes renovables se incorporan a la combinación, cambian y complican el patrón de generación y uso de electricidad. La incorporación de energías renovables contribuirá de alguna manera a asegurar el suministro a largo plazo, pero estos son, por naturaleza, intermitentes y descentralizados. La sustitución en curso de los automóviles de gasolina por vehículos eléctricos generará demandas adicionales en el suministro de energía y generará nuevos patrones de uso de la electricidad.

Por el lado del consumo, la Industria 4.0 depende cada vez más de sistemas de control sofisticados, que dependen de fuentes de alimentación ininterrumpidas y predecibles. Además, la creciente cantidad de dispositivos en las redes IoT y sus requisitos de energía también aumentarán la presión. Uno de los mayores desafíos con la implementación del Internet industrial de las cosas es administrar las transmisiones de datos entre muchos dispositivos IIoT en sitios remotos.

La producción de petróleo y gas también enfrenta una demanda creciente a medida que disminuyen los recursos. Esto se está logrando mediante el descubrimiento y la explotación de reservas más difíciles de alcanzar y el desarrollo de nuevas técnicas de extracción; esto es concomitante con normas de salud y seguridad cada vez más estrictas para los trabajadores.

  • Mitigar los efectos del cambio climático

El mundo está viendo más y más fuertes tormentas, incendios forestales, apagones e inundaciones, todo lo cual afecta las operaciones de generación y distribución de energía. Un informe revisado recientemente (febrero de 2022) del IPCC (Panel Internacional sobre el Cambio Climático) afirma que el cambio climático ya va más allá de la capacidad de muchas sociedades para hacerle frente.

2. Cómo IoT está abordando estos problemas

La infraestructura de energía del mañana necesita redes de energía inteligentes y conectadas que comprendan operaciones de generación, transmisión y distribución.

El Internet de las cosas permite a las organizaciones capturar datos más granulares y realizar análisis sofisticados, lo que permite la optimización del uso de recursos a través de la medición. Las redes de sensores transmiten datos a la nube o al borde en tiempo real o casi en tiempo real, donde se analizan para obtener información y una mejor comprensión de su funcionamiento, así como para identificar áreas para mejorar la eficiencia.

Todo esto va de la mano con la digitalización en curso de las industrias energéticas. La digitalización es la recopilación y transferencia de información de forma analógica a una forma digital compartible. La captura digital de datos de activos, medidores y clientes ayuda al proveedor moderno a identificar áreas donde la automatización puede mejorar la productividad y reducir la incertidumbre.

Algunas de las muchas áreas en las que IoT está ayudando con esto incluyen las siguientes:

  • Análisis para la previsión de la demanda – la previsión del uso de la energía ofrece una visión en tiempo real de la energía a medida que se genera y se consume. Los proveedores están particularmente bajo presión para aumentar la eficiencia a través de la optimización de la red, aumentar el suministro de generación de energía renovable y distribuida, y gestionar el riesgo dentro de los volátiles mercados de materias primas energéticas y los patrones de uso cambiantes. Las aplicaciones de pronóstico utilizan datos de IoT, así como datos históricos y ambientales para reducir la incertidumbre de los operadores.
  • Monitoreo de activos – El monitoreo de activos industriales rastrea el estado del equipo y asegura que funcione sin problemas. Los sensores registran una variedad de señales que incluyen vibración, temperatura, fluctuaciones de corriente del motor, etc., lo que hace posible la inspección remota en áreas amplias.
  • Seguimiento y guía automatizados de vehículos – por ejemplo para petróleo y gas y minería en sitios remotos.
  • Conectividad:
    • 5G en redes eléctricas. Mucho se ha escrito sobre este tema. Como ejemplo, el Proyecto Wive en Finlandia tiene como objetivo demostrar que los requisitos de confiabilidad, latencia, velocidades de datos y seguridad para los segmentos de la industria, incluidas las redes inteligentes, se pueden cumplir con las futuras redes 5G.
    • LPWAN: La conectividad segura y rentable es un requisito previo para la recopilación remota de datos. La conectividad, ya sea fija, comunicaciones por línea eléctrica o inalámbrica, debe ser más confiable en situaciones de emergencia y la conmutación por error a menudo se realiza a través de redes celulares. Las redes de área amplia de baja potencia (LPWAN) están encontrando favor debido a su baja potencia, bajas velocidades de datos y soporte en largas distancias (km).
    • El costo y la carga de establecer una conexión de línea fija para cada sitio pueden ser antieconómicos. Celular ofrece una solución confiable para administrar activos remotos, por ejemplo, para Demand Response.
    • Redes celulares privadas. Las celdas pequeñas de las redes celulares privadas (PCN) son adecuadas para sitios de generación de energía centralizada. Los PCN de celda grande son adecuados para redes más grandes, incluidas las fuentes renovables, la red, las subestaciones y las redes de transmisión y distribución de energía.
  • Compromiso con el cliente – la posibilidad de que los clientes cambien de proveedor de energía hace que sea imperativo que los proveedores midan y evalúen la calidad del servicio (QoS). Las aplicaciones basadas en datos de IoT pueden mejorar el servicio al cliente y la satisfacción al resaltar las áreas de mejora.
  • Respuesta de la demanda – los cambios regulatorios en la industria energética permiten a los operadores mantener la confiabilidad de la red al reducir la demanda del sistema durante los períodos pico. Esto depende de poder medir la demanda y el uso.
  • Gemelos digitales puede ayudar a administrar activos cada vez más complejos y anticipar problemas antes de que sucedan mediante la creación de una réplica virtual precisa de objetos físicos. Los datos de los activos se aprovechan para simular el rendimiento de los activos en diversas condiciones, en función de los riesgos conocidos y la información de uso.
  • Drones – inspeccionar instalaciones industriales desde el aire, incluidas plantas de generación de energía, plataformas de petróleo y gas, líneas eléctricas, oleoductos y gasoductos.
  • computación de borde, en el que los datos se procesan localmente para su generación, proporciona un procesamiento de datos casi en tiempo real para una respuesta rápida y reduce la necesidad de enviar todos los datos a la nube. Está siendo adoptado por empresas energéticas cuyos activos están ampliamente distribuidos.
  • Protección del trabajador solitario – emplea un dispositivo inalámbrico equipado con GPS que realiza un seguimiento de los trabajadores en entornos de trabajo peligrosos y aislados, lo que exige un cumplimiento más estricto de la salud y la seguridad. La Realidad Aumentada y la Realidad Virtual son herramientas para ayudar a los trabajadores a visualizar situaciones en el lugar donde están trabajando. Son particularmente útiles en plataformas marinas.
  • Mantenimiento predictivo – analizar los datos de la maquinaria instrumentada para anticipar cuándo podría fallar, evitando el tiempo de inactividad.
  • Seguridad y ciberseguridad – Una red de comunicación inalámbrica segura, fiable y resistente permite a los proveedores ofrecer muchos servicios nuevos a clientes comerciales y domésticos. Deben poder conectarse a los medidores inteligentes de los clientes, termostatos Nest, acondicionadores de aire y todo tipo de maquinaria industrial.
  • Medición inteligente – medir el uso de energía de forma remota y casi en tiempo real, lo que brinda visibilidad de la dinámica de la industria, la oferta y la demanda. Esto permite una generación y distribución de electricidad más eficiente y basada en la demanda.
  • Facturación basada en el uso y detección de fraude – La investigación de la industria indica que las empresas de servicios públicos pierden hasta el 5 por ciento de sus ingresos anualmente debido a pérdidas no técnicas, incluido el robo de energía y el fraude.

3. Cómo puede ayudar el mapa mundial de IoT

Las soluciones de IoT tienen varios elementos diferentes y pueden ser complejas. Esta complejidad también aumentará con un mayor uso del procesamiento en tiempo real, la introducción de redes privadas y el despliegue de 5G. Cada uno de estos ofrece importantes beneficios en este sector, pero cada vez se necesita más la asistencia de expertos en soluciones de IoT con conocimientos específicos del sector energético. Esto presenta una dificultad para los compradores de IoT, que normalmente tienen que identificar qué proveedores tienen conocimientos específicos de sus áreas de aplicación.

El mapa mundial de IoT está organizado para que aquellos que requieren soluciones de IoT puedan acceder al mapa conociendo solo las aplicaciones para las que necesitan soporte en su propio sector. Los proveedores de IoT que tienen experiencia directa en el sector energético y pueden ayudar específicamente en soluciones energéticas pueden identificarse y contactarse fácilmente.

El objetivo de esto es ayudar a los compradores de IoT a proceder más rápidamente al diseño e implementación de la solución.

Robin Duke-Woolley

Investigación Beecham

By Erica Flores

Enamorada de la tecnología. Apasionada de la velocidad que la información puede adquirir en este mundo cambiante. Actualmente residiendo en Barcelona.