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Retos Tecnológicos en la Empresa Eléctrica actual : Estrategia de I+D+i de Iberdrola

Bilbao 26 Noviembre 2010

● Mathematical challenges in sustainable electric network management systems

•  Entorno: Poli<ca Europea Energé<ca

•  Retos tecnológicos de la Empresa Eléctrica

•  Estrategia de I+D+i de Iberdrola

•  Ejemplos de Ac<vidades de I+D+i en las áreas de negocio.

•  Conclusiones

● Indice

● Politica Energética de la UE

•  El Impulso a la I+D+i en el Sector Eléctrico es fundamental para conseguir los objetivos de Suministro, Competitividad y Sostenibilidad

Vamos a vivir una Revolución Tecnológica en los proximos años

Dirección de Innovación, Medio Ambiente y Calidad. Recursos Corporativos Iberdrola.

Retos Tecnológicos de la Empresa Eléctrica

● 5

● CCS

● Integracion de Vehiculos Electricos y Renovables ● Redes Inteligentes

● Desarrollo Nuevas Renovables ● Almacenamiento de Energia ●

Dirección de Innovación, Medio Ambiente y Calidad. Recursos Corporativos Iberdrola. ● 6

● Strategic Focus

Dirección de Innovación, Medio Ambiente y Calidad. Recursos Corporativos Iberdrola. ● 7

● Strategic Focus

● 8

● Referentes en gestión del conocimiento

● LÍDERES MUNDIALES EN I+D+I EN EL SECTOR ENERGÉTICO ● (225 M€ en 2008-2010 / 400 M€ en 2008-2012)

● PLAN ESTRATÉGICO DE I+D+i

● Referentes en gestión de la I+D+i

● Desarrollo de las áreas estratégicas de I+D+I de

IBERDROLA

•  I+D+i para la creación de valor a largo plazo •  Innovación de procesos para la mejora de la eficiencia •  Calidad de suministro en redes de transporte y distribución •  Maximizar el valor de los activos aumentando el rendimiento en las actividades de O&M •  Fuerte compromiso con el respeto medioambiente y la seguridad

•  Modelo de I+D+I abierto, integrando a los colaboradores de I+D •  I+D descentralizada, cercana a las áreas de negocio •  Excelencia en gestión de la I+D+i (Normas UNE 166.000) •  Cultura de innovación, incluyendo formación en creatividad para los empleados. •  Vigilancia e inteligencia tecnológica sistemáticas

•  Desarrollo/gestión del talento •  Compartir conocimiento y buenas prácticas •  Formación técnica avanzada •  Intensa colaboración con proveedores de I+D de excelencia

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● Presupuesto 2008-2010 para I+D+i

● Presupuesto de I+D+I M€ %

● Renovables 70M€ 31%

● Generación 70M€ 31%

● Redes 50M€ 22%

● Otros* 35M€ 16%

● Total 225M€ 100%

● * Incluye TICs

● Presupuesto 2010-2012 400 M€

Plan estratégico en I+D+i

•  La estrategia global busca reflejar tanto las prioridades de la Unión Europea (por ejemplo, siguiendo el enfoque del SET Plan y de las diversas plataformas europeas) como de los programas nacionales relevantes (como el Low Carbon Fund promovido por Ofgem, y las plataformas españolas).

•  El plan estratégico de Iberdrola está clasificado por Unidad de Negocio.

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● 11

● 12

● Áreas estratégicas en renovables

● Integración en la red

●  MED

IOA

MB

IENTE

●  SEGU

RID

AD

● Recurso eólico

● Termosolar

● Mejora de las ● infraestructuras eléctricas

● Off-Shore

● Biomasa

● Energía marina, fotovoltaica ●  & otras fuentes

● Mejora en la operación

Áreas estratégicas en renovables

•  Recurso eólico: Estudio de la variabilidad climáQca y opQmización en las esQmaciones del recurso. Modelos, medidas, metodologías, etc.

•  Integración en la red: analizar y desarrollar aspectos que puedan influir en favorecer la integración de la electricidad en la red. Tanto acomodación de energía verQda como prestación de servicios al sistema.

•  Mejora de las infraestructuras: Mayor conocimiento y control de parámetros mediante la uQlización de información en Qempo real, lo que permita aumentar la estabilidad y reduciendo la probabilidad de fallos.

•  Termosolar: Avances en campos que permitan mejorar la compeQQvidad para implementación a gran escala.

•  Biomasa: OpQmización de costes y mejorar rendimientos.

•  Offshore: Énfasis en estructuras para turbinas a gran escala y aguas profundas (>30 m)

● 13

Áreas estratégicas en renovables (2)

•  Energía Marina y otras fuentes: Estudio, desarrollo y seguimiento de nuevos elementos de energía marina, energía procedente de las olas, mareas, fotovoltaica, geotérmica.

•  Predicción de la producción: Aumentar la exacQtud en la previsión de la producción de electricidad mediante fuentes de energía renovables para facilitar la penetración en el Sistema.

•  Mejora en la operación: Aumento en el rendimiento de las instalaciones y mejora en el mantenimiento. También acciones de mejora en los procedimientos, metodologías, equipamientos y materiales.

● 14

Prioridades estratégicas en renovables

•  Entre las áreas estratégicas mencionadas, las prioridades se corresponden con aquellas idenQficadas por el Wind European Industrial IniQaQve:

–  Nuevas turbinas y componentes,

–  Tecnología Offshore,

–  Estudios de los recursos y planificación espacial,

•  Para todas las tecnologías renovables, el área de mayor importancia es el de integración a la red. El principal enfoque es en el desarrollo de técnicas para un alto grado de penetración de fuentes intermitentes de electricidad.

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● System for predicting electricity output at wind farms (MeteoFlow)

● Wind farms power production depends critically on the wind

● Wind power production is irregular > Instabilities in the power grid

● Why MeteoFlow?

● Wind farms production should be programmed in some way

● Numerical prediction


+

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● Programa de Predicción Meteoflow Predicción de vientos a 72 hrs

● Datos meteorológicos ● Cartografía digital


● System for predicting electricity output at wind farms ● MeteoFlow

● Elements

● 22

● Áreas estratégicas en generación

Áreas estratégicas en generación

•  Operación y mantenimiento nuclear e ingeniería de las nuevas plantas de generación nuclear. Ingeniería relacionada con reactores de III generación (reactores pasivos), sistemas y gesQón de la seguridad. Análisis de la vida úQl de la planta y operaciones a largo plazo. Ingeniería para la gesQón de residuos. ParQcipación en ITER y en proyectos internacionales de aceleradores.

•  Captura y Almacenamiento de Carbono (CCS, por sus siglas en inglés). CombusQón oxycoal, separación Amina – CO2; almacenamiento de CO2 en reservorios acuíferos; usos de CO2: materia prima, invernaderos, etc; proyectos de carbono limpio.

•  Operación y Mantenimiento: OpQmización de estas acQvidades.

•  Materiales: Alta temperaturas. FaQga por corrosión. Ensayos no destrucQvos avanzados y degradación de materiales.

● 23

Áreas estratégicas en generación (2)

•  Cogeneración: Valorización del CO2, producción de syngas para uQlizarlo en motores de combusQón interna, reducción catalíQca de NOx para motores pequeños, nuevos sistemas de refrigeración.

•  Ges<ón de la energía y proceso de venta de la energía: OpQmización y mejora de la planificación y actuaciones en mercados energéQcos.

● 24


Se requiere un importante desarrollo tecnológico y económico en el ámbito del CCS .

● 25

  Consiste en la captura, transporte y almacenamiento del CO2 originado en un proceso de combustión.

  Se encuentra en fase de I+D.   Lanzamiento de 12 proyectos piloto con

ayudas públicas europeas.   Fase de comercialización prevista a

partir de 2030.   Su desarrollo permitirá aprovechar las

importantes reservas de carbón.

● El CCS se utilizará a lo largo de sectores energético (combustión carbón, gas…) pero también en industria (química, cemento, acero…). Es básica la colaboración sectorial para alcanzar objetivos.

● Las necesidades de almacenamiento de CO2 son inferiores al 1% de la capacidad de almacenamiento.

● Fuente: Energy Technology Perspectives. 2010. Agencia Internacional de la Energía


PROYECTO HOREX

●  Canales y central de Torrejón.

●  Presa del Tiétar


LA EXPANSIÓN QUÍMICA DEL HORMIGÓN

  Fenómeno químico con efectos csicos.

  Reacciones internas.

∑ volúmenes productos resultantes > ∑ volúmenes productos reacQvos

  Clases de reacción:

a) Productos del agua con el cemento

b) Áridos con cemento

c) Componentes de los áridos entre sí

  El agua es un agente imprescindible.

  Efecto final análogo a un calentamiento.


PERCEPCIÓN ACTUAL DE LA EXPANSIÓN QUÍMICA EN HORMIGONES DE PRESAS

  Nueva forma de deterioro.

  Más del 10% de las presas de hormigón dañadas por envejecimiento sufren

expansión.

  Importante escenario de alteración del material.

  Proceso variado y complejo.

  Efectos estructurales diversos en signos y enQdad.

  Heterogeneidad y carencias en las fases del estudio y tratamiento del fenómeno.


HITO 1. JULIO 2007-‐ DICIEMBRE 2008

●  Fase 2: DESARROLLO DE NUEVAS METODOLOGÍAS

Parámetro Descripción Valor propuesto

β Expansión unidireccional a

tiempo infinito 0,0% - 0,4%

τc (θ0) Tiempo característico de

referencia Figura

τL (θ0) Tiempo de latencia de

referencia Figura 3–1

Uc Constante de activación del

tiempo característico 5400 ± 500 K

UL Constante de activación del

tiempo de latencia 9400 ± 500 K

● Modelo de Ulm et al.

● Modelo de Charlwood et al.

Parámetro Descripción Valor propuesto

α Parámetro de incremento del tiempo de latencia

4/3

fc Resistencia a compresión

-

wc Apertura de fisura máxima

-

γt Factor de tracción para inicio de reducción de la expansión

-

Γr Coeficiente de expansión residual para tracción

-

β Parámetro de reducción de expansión con la compresión

0,5

● Modelo Saouma y Perotti

● Modelización de la reacción álcali-árido en estructuras de hormigón

 Desarrollo de los modelos matemáticos

● MODELOS DE EXPANSIÓN


HITO 1. JULIO 2007-‐ DICIEMBRE 2008

● COMPORTAMIENTO ELÁSTICO DEL

HORMIGÓN

● IMPLEMENTACIÓN EN UN CÓDIGO DE ELEMENTOS FINITOS

Y VALIDACIÓN NUMÉRICA DE LOS MODELOS

● SELECCIÓN DE MODELOS MODELO SAOUMA Y PEROTTI

● 31

● Áreas estratégicas en redes

Áreas estratégicas en redes

•  Calidad del servicio y nuevos materiales: Aspectos medioambientales, aumento de los niveles de seguridad y de calidad de los equipos. Incremento de la capacidad de líneas existentes y nuevos Qpos de cables.

•  Protecciones: sistemas que permitan mejorar la calidad del suministro y la seguridad de las instalaciones y personas. Control remoto, protección de equipos y monitorización y análisis de la información.

•  Smart Grids – redes inteligentes del futuro: Nuevas tecnologías para la operación del Sistema, para mejorar la flexibilidad y la seguridad del servicio, con el fin de miQgar futuros gastos en capital y operaciones. Aumento de la canQdad de data para la operación y automaQzación de la red, así como nuevas herramientas para su gesQón.

•  Calidad de onda: Mejora en la calidad de onda y su conQnuidad, relacionado con la calidad del producto.

● 32

Áreas estratégicas en redes (2)

•  Generación distribuida: Aprovechar al máximo la contribución de los recursos energéQcos distribuidos a la operación y sostenimiento del sistema, y facilitar su incorporación. Estudiar la posibilidad de las microrredes.

•  Ges<ón de la demanda: Red de comunicaciones entre el operador de la red y los clientes. Nuevos conceptos en la operación (sistema de interrupQbilidad), mediante el control de varias pequeñas demandas. Esto cambiará la medición, eficiencia, mantenimiento y la calidad del servicio a la vez que facilitará la integración de generación renovable.

•  Ges<ón de ac<vos: Planificación y opQmización de recursos y mantenimiento predicQvo basado en la fiabilidad.

● 33

●  - CT con Telegestión: 512 (87%)

●  Castellón: primer desarrollo en España de Red Inteligente

•  583 Centros de Transformación en servicio con varias configuraciones de transformadores (entre 1 y 3) •  100.973 puntos de suministro domésticos que atienden a 175.000 ciudadanos. •  Variada configuración de la Baja Tensión: contadores monofásicos y trifásicos, centralizados e

individuales,… •  Densidades eléctricas amplias: entre 1 y 831 clientes por CT, entre 1 y 78 líneas BT por centro,... •  Diferentes tipologías de instalaciones, antigüedades,…

- Telegestión mediante concentrador en CT (100%) -  Supervisión de MT (88%) -  Supervisión de BT avanzada (78%) -  Automatización (13%)

•  Alcance previsto (números provisionales):

● 34

● PERO NO EL ULTIMO DE IBERDROLA

● Dirección de Innovación – Recursos corporativos

Muchas gracias por su atención.

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