Digi WDS ayuda a E-GEAR a crear un controlador de gestión de la energía para optimizar la generación, el almacenamiento, el uso y el vertido a la red de la energía solar

Con el respaldo del equipo de Servicios de diseño de Digi Wireless, E-GEAR ha desarrollado su innovador controlador de gestión de la energía para ayudar a los propietarios de viviendas, empresas y servicios públicos a optimizar y estandarizar el almacenamiento y la transmisión de la energía captada de células fotovoltaicas y otras fuentes de energía alternativas. El resultado: una forma más inteligente y eficiente de mejorar el uso de energías limpias y renovables.

Diseñar un futuro mejor

En Hawai, donde la mayoría de las mercancías y suministros llegan en buques de carga, los recursos energéticos -en particular los combustibles fósiles- son caros y difíciles de gestionar. Debido a factores como el turismo y la presencia militar, Hawai es el estado de EE.UU. que más depende de los combustibles fósiles, lo que lo hace más vulnerable a las fluctuaciones del precio y la disponibilidad del petróleo. Pero los hawaianos miran hacia un futuro mejor, basado exclusivamente en combustibles renovables y alternativos, como la energía solar y eólica. De hecho, la Iniciativa de Energía Limpia de Hawái pretende que el ^50º Estado pase a utilizar el 100% de energía limpia en 2045.

Este esfuerzo de futuro está creando oportunidades para empresas innovadoras como E-GEAR, LLC, especialista en energías renovables que ofrece soluciones de gestión y almacenamiento de energía patentadas y pendientes de patente. Según Chris DeBone, cofundador/socio director, la solución E-GEAR responde a los retos de la energía solar a los que se enfrentan Hawái y otros estados. "A diferencia de los combustibles fósiles, la generación de energía renovable está sujeta a cierta variabilidad. "Puede ser algo tan sencillo como que el viento amaine o que las nubes pasen por encima, disminuyendo la energía que puede generar una célula fotovoltaica. Esto hace que cientos o miles de hogares y empresas inyecten o retiren energía de la red en cantidades y momentos impredecibles. Las cargas también pueden variar drásticamente, como cuando se encienden y apagan los aires acondicionados centrales, los calentadores de agua o los cargadores de coches eléctricos".

"Las empresas de servicios públicos y energéticos quieren suministrar y recibir energía de forma predecible o cuando se les solicite para apoyar la red global, y ahí es donde podemos ayudar: ofreciendo una solución que puede gestionar la energía renovable en cada emplazamiento de forma autónoma utilizando criterios predeterminados o de forma concertada mediante un control agregado."

Una solución conectada para optimizar la energía solar

Con el objetivo de recoger y distribuir la energía solar de forma más eficiente, E-GEAR ha desarrollado el Controlador de Gestión de la Energía (EMC). Este dispositivo utiliza una serie de sensores de medición de tensión y corriente para supervisar y controlar el almacenamiento de la energía solar en una batería local y, a continuación, gestiona la liberación de esa energía en la residencia o de nuevo en la red eléctrica de la manera suave y controlada que desean las empresas de servicios públicos.

El EMC incluye un software propio que calcula el flujo de energía y compensa las fluctuaciones en tiempo real de la generación solar y el consumo doméstico, ya sea para capturar el exceso de energía o para enviar a la red suficiente potencia para suavizar las variaciones de generación/consumo. El EMC también incluye conectividad en la nube y controles de panel que permiten tanto al propietario de la vivienda como a la compañía eléctrica ver los datos en tiempo real, controlar a distancia el sistema y tomar las medidas oportunas.

Con esta función suavizadora, barrios enteros pueden actuar como fuentes distribuidas de generación y almacenamiento para la compañía eléctrica. De este modo, se reduce la necesidad de exceso de capacidad de generación y las variaciones de tensión en la red. "Los sistemas de la competencia no tienen la novedosa capacidad de la EMC de suavizar la exportación de energía a la red eléctrica y permitir a la empresa controlar la exportación doméstica para satisfacer la demanda de energía en tiempo real", afirma Steve Godmere, cofundador y socio director.

 

Avanzar hacia el futuro

E-GEAR se reunió por primera vez con Digi Wireless Design Services (WDS) al principio del proyecto para esbozar ideas, formalizar las necesidades del producto y diseñar el hardware y el software que cumplieran esos requisitos. "Tras las sesiones de pizarra en las que debatimos las ventajas y desventajas de las distintas opciones, Digi nos ayudó a identificar los mejores componentes inalámbricos, el microprocesador, los componentes de supervisión eléctrica y la tecnología en la nube para llevar el sistema de la mesa de dibujo a la realidad", explica Steve. No disponíamos de recursos de ingeniería para desarrollar nuestras ideas, por lo que la experiencia de Digi fue especialmente valiosa".

"En concreto, nuestra estrategia de comunicaciones abarcaba conexiones celulares, Wi-Fi, Ethernet, RS-485, USB y Zigbee. Los consultores de Digi proporcionaron la experiencia inalámbrica, el desarrollo de software y el diseño de hardware para ayudarnos a lanzar este producto."

"Pudimos proporcionar 12 unidades alfa que eran prototipos totalmente funcionales en solo 15 semanas", afirma Josh Jaeger, Director de Digi WDS. "Estuvimos probando y mejorando el algoritmo de control y las comunicaciones en la nube muy rápidamente. Digi Remote Manager proporcionó a E-GEAR una interfaz en la nube muy funcional de inmediato. Y la forma en que el EMC aprovecha el módulo de procesador integrado de Digi, el Digi ConnectCard™ para i.MX28, también aceleró el desarrollo de hardware y software."

Digi también ha colaborado con uno de los fabricantes de sus sistemas de almacenamiento en baterías para modificar su inversor y poder exportar energía a la red eléctrica de forma estrictamente controlada.

Con el EMC de E-GEAR, los generadores de energía distribuida pueden automatizar la suavización de la generación, el almacenamiento, la exportación y la participación en servicios auxiliares. Las empresas de gestión de activos y servicios energéticos disfrutan de visibilidad, control y recopilación de datos agregados en tiempo real, mientras que las empresas de servicios públicos pueden aprovechar los datos reales del borde de la red para el modelado, la confirmación de la respuesta a la demanda y el diseño de incentivos.