Comunicación presentada el III Congreso Ciudades Inteligentes:
Autoras
- Elisa Quintero López, Marketing, Sinapse Energía
- Purificación Amaya Trinidad, Ingeniera de proyectos, Sinapse Energía
Resumen
El presente proyecto, promovido por la Agencia Provincial de la Energía, dependiente de la Diputación de Cádiz, continúa la estrategia de implantación de tecnologías que favorezcan el ahorro energético en la provincia, como se vino demostrando con el proyecto de implantación de la telegestión del alumbrado en 30 municipios. En este caso, el Gastor ha apostado por la eficiencia energética mediante la renovación paulatina del alumbrado público e implantación de una tecnología novedosa en la telegestión, que aúna las comunicaciones con los elementos encargados del control. Esto se consigue con el SE-Driver, que proporciona un sistema más robusto y seguro, permitiendo la instalación de luminarias más ligeras. La escalabilidad del sistema y adaptabilidad, lo hace accesible a cualquier núcleo urbano, independientemente de su tamaño y distribución de la infraestructura de alumbrado público.
Palabras clave
SmartRural, Eficiencia Energética, Telegestión, Alumbrado, Ahorro, Se-driver
Introducción
El concepto de Smart City se ha convertido en uno de los grandes retos para el mundo de la tecnología y la comunicación. Uno de los fines perseguidos es favorecer la sostenibilidad medioambiental mediante un uso más eficiente de la energía. Este concepto se puede extrapolar a pequeños núcleos urbanos, donde las necesidades son similares en cuanto a gestión energética se refiere.
Transformar los núcleos urbanos en inteligentes, abre un abanico de soluciones que desarrollar e implementar. Estas líneas de trabajo se enmarcan dentro de lo que se denomina SmartRural, consistente en convertir pequeños núcleos rurales en zonas pioneras para el despliegue de tecnologías que permitan crear ciudades cómodas, eficientes y accesibles.
Dentro de los objetivos fijados a nivel mundial para el alcance de un mundo sostenible, se encuentra la mejora de la eficiencia de los sistemas, enfocándose en la obtención de ahorros. Las instituciones públicas y privadas a todos los niveles (autonómico, estatal, europeo) marcan sus estrategias de acuerdo con dichos objetivos.
Es fundamental encontrar soluciones que permitan disminuir el consumo energético y las emisiones de CO2, sin disminuir la calidad de vida, mejorando a su vez los productos y servicios ofrecidos.
La industria alrededor de la tecnología LED está experimentando un gran crecimiento en el mercado europeo, gracias a las metas fijadas por la Unión Europea para 2020 (incrementar la eficiencia energética un 20%, reducir un 20% las emisiones de CO2 y un aumento de las energías renovables en un 20%). Con el itinerario marcado para el cambio a LED, poco a poco se dejan de comercializar lámparas poco eficientes y contaminantes como las incandescentes o las halógenas.
Estudios (Sinapse, 2015) muestran que la penetración de la iluminación LED en Europa se prevé que aumente de un 28% en 2015 a un 60% en 2020.
Países como Italia, Alemania, Austria o Francia son los más avanzados en el cambio a tecnología LED. España y Portugal les siguen de cerca. Sin embargo, en cuanto a implantación de telegestión en el alumbrado, nos encontramos con que Italia, España y Portugal son los países más avanzados (Sinapse, 2015).
Además del ahorro energético asegurado con el cambio a tecnología LED, el driver telegestionado amplía las funcionalidades de las luminarias, sobre todo en ciudades, permitiendo conectarlas a sensores y otros dispositivos a través de los drivers, favoreciendo el desarrollo de conceptos como “Internet de las cosas” y las “ciudades inteligentes”.
En este sentido, una ciudad inteligente engloba conceptos mucho más amplios que los de ahorro energético y uso eficiente de recursos. Considera al ciudadano como centro de información y conocimiento, haciéndoles partícipes de todo lo que en ellas ocurre. Para ello se hace necesario el uso de este tipo de tecnologías, que habilitan el desarrollo de futuras aplicaciones usando como base la infraestructura desplegada en el alumbrado público.
Desde su fundación, Sinapse Energía ha ofrecido soluciones para la telegestión del alumbrado, motivada por los grandes ahorros que implican el uso eficiente de la iluminación y el rápido retorno de la inversión. Hoy en día, afianzada como una empresa tecnológica con soluciones destinadas a la gestión energética, emplea las últimas tecnologías disponibles para avanzar en pro del incremento de la eficiencia y robustez de los sistemas.
En este sentido, Sinapse Energía ha llevado a cabo multitud de implantaciones de sistemas de telegestión del alumbrado en municipios de menos de 40.000 habitantes (CI, 2016). Esto permite un mayor control del alumbrado público, lo cual se traduce en grandes ahorros y supone un acercamiento al modelo de ciudad inteligente. En esta ocasión se presenta el proyecto de El Gastor, en la provincia de Cádiz, en el que se ha realizado la primera fase para la implantación de un sistema novedoso de telegestión en el que se utiliza un nuevo modelo de drivers telegestionados, de ahora en adelante SE-Driver.
El municipio de El Gastor (Gastor, 2016), de casi 2.000 habitantes y ubicado en la Sierra de Cádiz, ha sido el lugar de desarrollo de un proyecto que se sitúa a la vanguardia del progreso tecnológico, y que ha sido posible gracias a la colaboración de dos empresas gaditanas innovadoras: Sinapse Energía (con sede en Puerto Real) y LEC (con sede en Barbate).
El proyecto, promovido por la Agencia Provincial de la Energía de Cádiz, instrumento técnico y de gestión de la Diputación de Cádiz, ha consistido en la sustitución de más del 10% de los puntos de luz del municipio por luminarias con tecnología LED de alta eficiencia y drivers con telegestión integrada. Anteriormente, estas luminarias eran de vapor de mercurio, material altamente contaminante y cuya rotura libera vapor de mercurio, incrementando el riesgo de envenenamiento por este material.
El resultado del trabajo llevado a cabo es un nuevo sistema de telegestión inalámbrico del alumbrado público, permitiendo un ahorro de un 70% (aproximadamente, dependiendo de las regulaciones aplicadas). Además de permitir adaptar los niveles de iluminación a las necesidades de cada momento, como ya hacían los sistemas convencionales, incorpora la nueva generación de drivers para su funcionamiento que posee las comunicaciones embebidas en el propio equipo.
El SE-Driver integra las comunicaciones en su interior, lo cual da paso a la siguiente generación de tecnologías para la telegestión del alumbrado LED.
A su vez, incluye un sistema de trazabilidad de cada equipo, que ofrece la posibilidad de realizar un seguimiento exhaustivo de la instalación, con inventariados y planes de mantenimiento, además de ampliar la funcionalidad del software, dando la posibilidad de crear alarmas que alerten de cualquier funcionamiento anómalo en cada uno de los componentes de la solución, lográndose un mantenimiento más eficiente y un servicio de mayor calidad.
En general, el proyecto aquí presentado aporta una solución novedosa de gran impacto positivo.
Descripción de la solución
La implantación de la solución se realiza mediante la instalación de una serie de componentes hardware y software con potencial suficiente para la telegestión de las redes eléctricas. En este caso concreto se aplica al alumbrado público, pudiendo en un futuro incluir otro tipo de elementos asociados.
El software permite la gestión de todo el alumbrado, con control punto a punto gracias a la creación de una red mallada de comunicaciones, que permite ajustar la iluminación a las necesidades particulares del cliente en cada momento.
Las comunicaciones por radiofrecuencia multibanda crean una red mallada inteligente, interoperable con otros sistemas independientemente de la red y protocolo empleados. De esta manera no interfiere en las comunicaciones más utilizadas en los municipios tales como la red móvil, la televisión por satélite, etc.
En cuanto al hardware utilizado, se trata de un equipo tecnológico altamente novedoso que aúna en un mismo elemento las capacidades del driver y el módulo de control de un sistema de telegestión.
Este dispositivo ha sido desarrollado de manera conjunta por una empresa China, Lumlux, y otra Española, Sinapse Energía, concluyendo con un equipo robusto con grandes ventajas, en cuanto a ahorro energético, mantenimiento y espacio requerido.
Estructura del sistema de telegestión
En la Figura 4 se muestra la estructura básica del sistema de telegestión y la equivalencia entre el control convencional y la nueva solución tecnológica.
Los componentes del sistema instalado en El Gastor son:
- SE-Driver, Driver con telegestión integrado en la luminaria (Sinapse, 2014).
- Software, con posibilidad de conexión local y en la nube.
- Puentes de comunicaciones.
- Aplicaciones móviles para el despliegue de infraestructuras (geoposicionamiento y trazabilidad).
SE-Driver, Driver con telegestión integrada
El SE-Driver supone la gran novedad de este proyecto, ya que es una solución que aplica la más novedosa tecnología para la gestión de la iluminación exterior. La principal característica, como se muestra en la Imagen 5, es que, debido a su diseño compacto y características eléctricas, unifica tanto al driver como al módulo de control en un solo equipo, lo que se traduce en ahorro de espacio y mantenimiento.
En el aspecto técnico, es un driver LED de corriente continua para iluminación exterior, que permite encendidos/apagados escalonados y suaves desde la señal de control, e incluye protecciones que alargan la vida útil del propio driver y la luminaria.
Por su parte, el módulo de control integrado, es capaz de realizar encendidos, apagados, regulaciones, y medidas de intensidad, tensión y temperatura.
Software de gestión
El software permite visalizar toda la instalación de alumbrado público pudiendo actuar sobre cada punto de luz o en conjunto sobre grupos previamente configurados. Además, ofrece al usuario la posibilidad de crear sus propias alarmas con límites configurables, diseño de informes y comparativas.
Este software puede instalarse de manera local o en la nube, pudiendo estar accesible desde cualquier dispositivo conectado a internet.
Puentes de comunicaciones
Permite las comunicaciones entre diferentes equipos. Es el elemento imprescindible para que a cada módulo de control le llegue la señal de actuación. Equipado con RTC, mantiene consignas programadas de modo autónomo.
Herramientas para smartphones
Ayuda en la creación de la base de datos de cada instalación gracias al sistema de trazabilidad que permite captar cada punto y geoposicionarlo en un GIS. Los datos recogidos se vuelcan en el software de gestión.
Ventajas de la solución
- Control remoto en tiempo real de toda la instalación.
- Apagados, encendidos y regulaciones selectivos.
- Programación de acciones.
- Detección de incidencias en el sistema de alumbrado.
- Medida de consumos en tiempo real.
- Reducción de costes de mantenimiento e instalación.
- Ahorro energético por el uso más eficiente de la energía.
- Disminución de emisiones de CO2.
- Interoperable con otros sistemas.
Metodología
Para la implantación de la telegestión, se comenzó con la integración de cada equipo SE-Driver en la luminaria correspondiente, simplificando las acciones en campo. Una vez instalado el punto de luz en su báculo y conectado a la red eléctrica, se crea una red mallada de comunicaciones.
Con el sistema de trazabilidad, la herramienta de instaladores y Sinapse Auditor (Sinapse, 2014), se desplegó la infraestructura que generó los datos que posteriormente pasaron al software para su tratamiento.
Una vez creada la red de comunicaciones, y gracias al dispositivo llamado Easy Net (Sinapse, 2014), se transportan los datos a internet (por Wifi, GPRS, Ethernet, etc.), lo cual nos permite visualizar la instalación en tiempo real, a la vez que realizar actuaciones y programaciones sobre cada equipo o crear grupos para asignarlas.
En este caso, se ha concluido la primera fase de la renovación del alumbrado y la implantación del sistema de telegestión en más del 10% de los puntos de luz del municipio, un total de 51 luminarias.
Se sustituyeron las antiguas luminarias de vapor de mercurio por nuevas luminarias LED modelo Villa de la empresa gaditana LEC y se incluyeron en su interior los nuevos SE-Drivers de Sinapse Energía, que aúnan la regulación y el control de la luminaria en un solo equipo. Las antiguas luminarias tenían potencias de 80W y 125W y se sustituyeron por luminarias de 30W y 40W respectivamente, por lo que el gasto energético se ha reducido considerablemente, además del ahorro derivado de poder regular la iluminación según las necesidades.
Conclusiones
Con este proyecto se demuestra que los pueblos también pueden ser inteligentes. Son los lugares idóneos para la instalación de nuevas tecnologías, sirviendo como pilotos para grandes implantaciones. La casuística es muy variada por lo que pone a prueba a las empresas tecnológicas, ayudándolas a adaptarse y estar preparadas para los grandes retos de la ciudad.
Este proyecto sirvió de ejemplo para resaltar las virtudes de pueblos pioneros como El Gastor, que apoyan tecnología ofrecidas por empresas Gaditanas, como el SE-Driver.
En este caso se ha concluido la primera fase de implantación del sistema, esto se puede realizar debido a la escalabilidad del sistema, permitiendo añadir a demanda puntos y zonas que controlar, gracias a la fácil instalación de los equipos en las luminarias.
Con el sistema implantado, no solo se están consiguiendo ahorros energéticos con el uso de la iluminación adaptado a las necesidades, sino un control total de la instalación, en cuanto a conocimiento del estado, medidas puntuales de consumo y planes de mantenimiento optimizados. Se estima un ahorro diario de energía con la nueva instalación de 43,2 kWh. Esto equivale a 15,76 MWh anuales. La energía primaria requerida es de 41,075 MWh. En cuanto al ahorro de energía expresado en toneladas equivalentes de petróleo, esto equivale a 9,2 tep.
Debemos destacar la replicabilidad del proyecto, ya que cualquier población que desee dar el salto al concepto de Smartcity podría instalar el Sistema Sinapse Network, debido a que su instalación no requiere obra civil, sino que se instala el SE-Driver directamente en la luminaria. Hoy en día se está poniendo énfasis en el cambio de tecnologías de iluminación más contaminantes como el vapor de sodio o mercurio por la iluminación led, es por eso que implementar a la vez un sistema de telegestión que permita el control total de la instalación significa apostar por la creación de ciudades más cómodas, eficientes y comprometidas con el medio ambiente.
Referencias
- Sinapse Energía, 2015, Estudios de mercado propios. En el texto: Sinapse, 2015
- Sinapse Energía, 2014, Catálogo de productos, Telegestión y Control. En el texto: Sinapse, 2014
- En texto: CI, 2016: Casos de éxito de telegestión del alumbrado público en 30 municipios de la provincia de Cádiz (6 Febrero 2017)
- En texto: Sinapse, 2014, (6 Febrero 2017)
- En el texto: Gastor, 2016: Primera fase de la implantación de nuestro sistema de telegestión en El Gastor (6 Febrero 2017)
- En texto 2016, La Diputación instala lámparas LED en 51 farolas para ahorrar en la factura de la luz (6 Febrero 2017)