Comunicación presentada al II Congreso Ciudades Inteligentes:
Autores
- Purificación Amaya Trinidad, Ingeniera de Proyectos de Innovación y Desarrollo de negocios, Sinapse Energía
- Álvaro Díaz Aguilar, Director Técnico, Sinapse Energía
Resumen
Actualmente, es muy frecuente escuchar acerca de la importancia de las Smart Cities. Es un gran reto la transformación de una ciudad, dotándola de inteligencia y tecnologías que la hagan sostenible con el medio ambiente. En Sinapse Energía, nos planteamos contribuir con este objetivo común y es por ello que surgió el proyecto de transformación de 30 municipios de la provincia de Cádiz, dotándoles de inteligencia gracias a la implantación del sistema de telegestión del alumbrado público con tecnologías inalámbricas, consiguiendo un ahorro energético gracias a adaptar los niveles de iluminación a las necesidades de cada momento. A partir de esta solución, surgieron otras derivadas de proyectos más específicos dentro de la casuística de cada municipio.
Introducción
Al igual que se estudian tecnologías que conviertan a las ciudades en inteligentes, deben proveerse de soluciones a las pequeñas poblaciones. Esta labor es más sencilla debido al menor tamaño. Sin embargo, los resultados y tecnologías pueden adaptarse y extrapolarse a poblaciones de mayor tamaño, desarrollando soluciones escalables.
Dentro de los posibles campos a abordar, desde sus comienzos, Sinapse Energía se centró en el alumbrado público, debido a las posibles soluciones con potenciales ahorros utilizando tecnologías de telecomunicación.
En el caso de la Provincia de Cádiz, la mayoría de las instalaciones de alumbrado público existentes poseen lámparas de alto consumo y baja eficiencia. En cuanto a los encendidos y apagados, se realizan mediante programaciones fijas y a flujo constante.
Actualmente se está tomando conciencia de los problemas medioambientales y existen multitud de proyectos para disminuir el consumo energético y las emisiones de CO2.
La Fundación medio ambiente, energía y sostenibilidad de la Diputación de Cádiz, y Sinapse Energía se unieron a este objetivo común, proponiendo un proyecto global, que dotara de una solución energéticamente eficiente e inteligente a la mayoría de los municipios de menos de 20.000 habitantes de la Provincia de Cádiz. Así es como surgió la implantación de la telegestión del alumbrado público, y en algunos casos, cambio de luminarias, para adaptar los niveles de iluminación a cada circunstancia, mediante programaciones, alarmas o controles puntuales. Además, este sistema lleva implícito la trazabilidad de cada equipo, de tal manera que se puede realizar un seguimiento más exhaustivo de la instalación, funcionamiento, estado y todo aquello susceptible de ser asociado.
El proyecto no solo implica el ahorro energético y económico con la adaptación de la iluminación, sino además un mantenimiento más eficiente, al conocer con precisión el funcionamiento de cada equipo, realizándose una gestión global, con alarmas que alerten de un funcionamiento anómalo o incluso robo de las instalaciones.
Al utilizar la infraestructura de iluminación como soporte para de aplicaciones como la telegestión, también se abren las puertas a nuevas soluciones como son la sensorización, controles autónomos en lugares de poca concurrencia, control en cuadro para una monitorización de consumos, ahorros, estados… en definitiva, un campo por explorar.
Fueron diversas las problemáticas encontradas en cada municipio, pero el objetivo común fue crear una solución que redujera el consumo energético, haciendo un uso eficiente y flexibilizar el control a través de la utilización de las nuevas tecnologías.
Descripción de la solución
Sinapse-Network es una plataforma de gestión de las redes eléctricas que permite telegestionar cualquier elemento asociado a las mismas. En el caso de la red de alumbrado público nos permite gestionar punto a punto todo el alumbrado de la infraestructura sin depender de los cuadros que la conforman. Permite implementar un sistema lógico de gestión del alumbrado partiendo de las necesidades del cliente sin depender de las configuraciones clásicas.
La estructura del sistema no requiere elementos accesorios en cabecera, concentradores ni instalación de pasarelas con costes de comunicaciones tipo GSM/3G.
Estructura del sistema
- Módulo de control (Easy Control, EasyLed, Sector Control).
- Balasto o driver regulable (puede incluir la telegestión).
- Módulo de comunicaciones (Easy Net)
- Software Control de Iluminación.
- Aplicación Android Geoposición Sinapse Auditor, Herramienta de Instaladores.
- Aplicaciones complementarias: Integración de sensores inteligentes, control en cuadro y control autónomo.
Comunicaciones
Las comunicaciones por radiofrecuencia multibanda crean una red mallada inteligente, interoperable con otros sistemas independientemente de la red y protocolos empleados.
Ventajas
- Reduce los costes de mantenimiento.
- Suprime revisiones de control.
- Detecta fallos en tiempo real.
- Reducciones luminosas.
- Instalaciones más eficientes.
- Apagados y encendidos selectivos.
- Control remoto a tiempo real.
- Ahorro en consumo y la factura de la luz.
- Disminución de emisiones de CO2.
- Interoperable con otros sistemas.
Módulos de control
El Easycontrol® es un módulo inteligente de control. Integrado en un punto de luz es capaz de controlar: encendidos, apagados, regulaciones, luminosidad, medir el consumo, etc.
Permite una gestión inteligente punto a punto mediante RF para un control de la iluminación interior y alumbrado exterior. Sus versiones según aplicación son: Easy Led y Sector Control.
Balastos y Drivers
Dispositivo que permite encendidos/apagados escalonados o suaves desde la señal de control y mejora la vida útil de la lámpara. Se han desarrollado equipos como el Se-driver, driver para Led de corriente contínua para iluminación exterior, con comunicaciones inalámbricas embebidas. Su diseño compacto y características eléctricas lo hacen integrable en la mayoría de las luminarias existentes.
Comunicaciones
Easynet, punto de acceso de comunicaciones, es un dispositivo que permite las comunicaciones entre diferentes equipos. Equipado con RTC, mantiene consignas programadas de modo autónomo.
Software de Control
El Software permite desde el centro de control actuar sobre cada punto mediante regulaciones de luminosidad, control, medida de parámetros a distancia, de manera instantánea y de modo unitario sobre cada punto de todos los elementos asociados a los equipos de control (luminarias, elementos decorativos como guirnaldas navideñas, fuentes de riego, etc.) monitorizando a tiempo real cada elemento del sistema.
Elementos Complementarios
- Control de Cuadros: La gestión de cuadros que permite actuar y controlar los circuitos asociados, monitorizar en tiempo real y leer el consumo e incidencias de la red.
- Sensor Move: Sensoriza e ilumina de manera inteligente y según las necesidades la instalación, con un ángulo de detección de 200º. Actúa sobre su propio punto o sobre un grupo de equipos configurable independientemente del cableado. Puede trabajar en modo automático o modo normal (sólo el módulo de control), desconectándolo remotamente mediante el software.
Metodología
Para realizar la implantación de la telegestión se comenzó con la instalación de equipos en cada luminaria, para crear una red mallada de comunicaciones.
Con el sistema de trazabilidad, la herramienta de instaladores y Sinapse Auditor, 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, 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.
Resultados Obtenidos
Para hacernos una idea de los ahorros producidos, nos trasladamos al caso de Ubrique:
Se instalaron aproximadamente 700 puntos de control. A través de la regulación del flujo luminoso se experimenta un ahorro del 37% con respecto a la instalación sin regulación. Por otra parte, la realización de esta a través del centro de control, facilita su gestión, pudiendo actuar en encendidos y apagados, regulaciones puntuales o programando éstas con anterioridad.
Mediante la telegestión se realiza una mejora en el uso de la energía, cuyo principal indicador es el consumo energético y ahorros experimentados. Teniendo en cuenta el consumo energético estimado de esos 700 puntos antes y después del proyecto, extraemos un indicador positivo que reafirma la mejora con el diseño.
Por otra parte, la fácil gestión repercute en una disminución del tiempo invertido en dicha tarea.
Estimación de la reducción del consumo
El cambio de lámparas e implantación de la telegestión se realiza en aproximadamente 700 puntos.
Anteriormente se utilizaban lámparas de Vapor de Mercurio de 125W, lo que suponía un consumo energético anual de 440.737,5 kWh/año, aproximadamente 65.000 Euros/año.
Gracias al cambio de luminarias a LED se estima un ahorro de energía de 300.000 kWh/año, es decir, 44.200 euros al año disminuyendo en 115 TCO2 al año.
Mediante la regulación Sinapse, basada en la adaptación del flujo luminoso a las necesidades del municipio, se estima una reducción del consumo energético con respecto al sistema LED sin regulación de 52800 kWh/año, lo que equivale a un ahorro de 7800 Euros al año y una disminución de emisiones de 20,36 TCO2/año.
Como se ha indicado anteriormente, el ahorro total de la instalación implantada supone una disminución de emisiones de 135,747 TCO2 anuales.
Solo con la implantación del sistema de telecontrol, se consigue una disminución de emisiones de 20,36 TCO2 al año, considerando como base del cálculo la instalación de lámparas LED con y sin regulación.
Conclusiones
La Fundación, plenamente consciente de las necesidades de los municipios de la Provincia de Cádiz, pone en marcha una convocatoria para mejorar la eficiencia energética y lumínica, siendo la empresa Sinapse Energía la seleccionada para tal fin.
En Sinapse se defiende que, con un buen uso de la energía, adaptándola a las necesidades de cada momento, se pueden conseguir grandes ahorros. En el presente proyecto se demuestra una disminución importante del consumo energético, lo que implica una gran reducción de emisiones, contribuyendo al crecimiento sostenible.
Se propuso un sistema flexible y adaptable que permite al usuario del sistema, que es el principal conocedor de las necesidades de iluminación, que gestione y controle la instalación, pudiendo comprobar a través de nuestro software, los ahorros por punto y globales dependiendo de la regulación elegida.
Además, se les proporciona una Tablet a través de la cual se pueden visualizar los datos y realizar las programaciones, haciendo el software Sinapse Network aún más accesible para todos los usuarios, ya que no se requiere de grandes conocimientos técnicos para su uso.
En definitiva, el proyecto tubo grandes repercusiones a nivel local y provincial, en cuanto a ahorros energéticos y económicos, así como disminución del impacto ambiental, lo cual favorece a la creación de entornos urbanos sostenibles con el medio ambiente, a la vez que dota de inteligencia a las infraestructuras.
Agradecimientos
Agradecemos a la Fundación Medio Ambiente, Energía y Sostenibilidad de la Diputación de Cádiz, Agencia Provincial de la Energía de Cádiz , la confianza depositada en Sinapse Energía para realizar el proyecto.