ELEXIA: integración y optimización digital de sistemas energéticos híbridos
Sistemas energéticos integrados: hacia una gestión multivectorial
El proyecto ELEXIA, financiado en el marco del programa Horizonte Europa, tiene como objetivo el desarrollo de herramientas digitales para la planificación, operación y optimización de sistemas energéticos integrados.
El enfoque se centra en la convergencia de múltiples vectores energéticos y sectores de uso final, incluyendo:
- Generación eléctrica renovable
- Sistemas térmicos y redes de calor
- Producción y almacenamiento de hidrógeno
- Movilidad eléctrica
- Gestión de la demanda en entornos industriales y residenciales
El concepto central del proyecto es la evolución hacia un sistema energético de sistemas, donde la interacción entre infraestructuras y vectores permite maximizar la flexibilidad operativa y la eficiencia global.
Infraestructuras piloto y demostración en entorno operativo
La fase de demostración ha comenzado en distintos emplazamientos europeos, incluyendo Dinamarca y Noruega, con un nuevo piloto en Polonia en fase de implementación.
Estos entornos integran configuraciones energéticas complejas que combinan:
- Aerogeneración e instalaciones fotovoltaicas
- Sistemas de almacenamiento en baterías
- Producción y almacenamiento de hidrógeno
- Cogeneración de electricidad y calor
- Infraestructura de recarga de vehículos eléctricos
- Sistemas industriales con capacidad de gestión activa de la demanda
El objetivo es validar el comportamiento de las herramientas en condiciones reales de operación, incorporando restricciones técnicas, regulatorias y de mercado.
Digitalización energética: EMS, gemelos digitales e inteligencia artificial
El proyecto ELEXIA desarrolla una plataforma digital para la gestión energética (EMS) que permite el intercambio, procesamiento y análisis de datos entre sistemas distribuidos.
Entre los componentes tecnológicos destacan:
- Pasarelas inteligentes y sistemas de IA, orientados a mejorar la observabilidad y el control de activos energéticos.
- Gemelos digitales, aplicados a infraestructuras térmicas y transformadores eléctricos para optimizar su operación y capacidad.
- Monitorización basada en datos, con algoritmos explicables para la evaluación del estado de activos críticos.
- Gestión activa de la demanda, integrada en edificios e infraestructuras públicas.
Estas herramientas se encuentran en niveles de madurez tecnológica (TRL 7–8), correspondientes a demostración en entorno operativo y validación precomercial.
Optimización de redes térmicas y flexibilidad del sistema
Uno de los focos del proyecto es la optimización de sistemas de energía térmica mediante:
- Modelos digitales de almacenamiento térmico en foso (PTES)
- Tarifación flexible para consumo térmico
- Evaluación del uso de capacidad en redes de calefacción urbana
Estos desarrollos permiten analizar cómo la flexibilidad del consumo puede mejorar la eficiencia del sistema y reducir la necesidad de inversiones en infraestructura adicional.
Planificación energética avanzada y herramientas de soporte a la decisión
El proyecto integra una caja de herramientas para planificación energética que incluye:
- SiteOpt, herramienta de diseño y optimización de sistemas energéticos
- ERMSS, sistema de evaluación de riesgos y escenarios
Estas soluciones permiten simular distintos escenarios de demanda, integración tecnológica y evolución del sistema energético, incorporando incertidumbre en el comportamiento del consumo y en la adopción de tecnologías flexibles.
El enfoque basado en escenarios resulta clave para la planificación de sistemas híbridos en transición energética.
Interoperabilidad, datos y gobernanza digital
La arquitectura del sistema contempla aspectos críticos de gobernanza de datos, incluyendo:
- Ciberseguridad y protección de datos
- Interoperabilidad entre plataformas energéticas
- Integración en el espacio europeo de datos
- Acceso controlado a información operativa sensible
Este marco permite la integración de sistemas energéticos distribuidos bajo criterios comunes de seguridad y eficiencia.
Barreras regulatorias y aprovechamiento de la flexibilidad
Uno de los retos identificados en el despliegue del proyecto es la existencia de marcos regulatorios y tarifarios que limitan el aprovechamiento de la flexibilidad energética.
Se han identificado restricciones asociadas a:
- Tarifas térmicas indexadas de forma rígida
- Precios eléctricos fijos en determinados mercados
- Falta de señales económicas que incentiven la flexibilidad de la demanda
Estas condiciones reducen el potencial de tecnologías como almacenamiento, gestión activa de la demanda o programación inteligente del consumo, afectando su integración en fases de diseño.
Validación, resultados iniciales y escalabilidad
Los resultados preliminares obtenidos en los pilotos indican mejoras en:
- Gestión de capacidad de redes energéticas
- Optimización del uso de activos críticos
- Integración de almacenamiento energético
- Coordinación entre generación, consumo y almacenamiento
Asimismo, se ha observado un creciente interés en la replicación del modelo en otros emplazamientos europeos, lo que sugiere potencial de escalabilidad más allá del alcance inicial del proyecto.
Conclusión: hacia sistemas energéticos coordinados e inteligentes
El proyecto ELEXIA se sitúa en la frontera de la integración energética digital, combinando modelización avanzada, inteligencia artificial y análisis de sistemas complejos.
Su enfoque contribuye a la transición hacia sistemas energéticos más flexibles, interconectados y resilientes, donde la optimización no se limita a un vector energético aislado, sino al conjunto del sistema en su totalidad.
