Investigación avanzada sobre sistemas energéticos integrados

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Advanced Research on Integrated Energy Systems (ARIES) es una nueva plataforma de investigación que puede igualar la complejidad del sistema energético moderno y realizar investigaciones integradas para respaldar el desarrollo de nuevas tecnologías energéticas innovadoras.

ARIES representa un aumento sustancial en la capacidad de experimentación de las plataformas de investigación existentes, lo que permite la investigación al nivel de 20 MW. La escala de la plataforma se amplifica mediante un entorno de emulación virtual impulsado por la supercomputadora de 8 petaflop de NREL.

ARIES permitirá comprender el impacto y aprovechar al máximo los millones de dispositivos nuevos, como vehículos eléctricos, generación renovable, hidrógeno, almacenamiento de energía y edificios eficientes interactivos con la red, que se conectan a la red a diario.

La escala de la plataforma también permitirá considerar oportunidades y riesgos con las crecientes interdependencias entre el sistema eléctrico y otras infraestructuras como gas natural, transporte, agua y telecomunicaciones.

Áreas de investigación

ARIES une las capacidades de investigación en múltiples escalas y en todos los sectores para crear una plataforma para comprender el impacto total de la integración de sistemas de energía. ARIES aborda los riesgos y oportunidades de la integración a gran escala en cinco áreas de investigación.

Almacen de energia

ARIES conecta múltiples aplicaciones individuales de almacenamiento de energía con una perspectiva a nivel de sistema. El acoplamiento de tecnologías de almacenamiento a escala, como baterías + térmicas o baterías + hidrógeno, respaldará los pasos esenciales para validar los modelos y controles de sistemas de energía. A medida que las tecnologías de almacenamiento pasen del laboratorio al nivel de varios megavatios, ARIES ayudará a los sistemas a adelantarse al rendimiento y a los desafíos de interconexión asociados con el escalado.

Electrónica de potencia

El continuo crecimiento de la electrónica de potencia está creando un nuevo paradigma en el funcionamiento de los sistemas de potencia. ARIES ayuda a abordar las diferencias fundamentales entre los equipos basados ​​en electrónica de potencia y los dispositivos tradicionales y los límites que deben superarse para permitir niveles más altos de generación renovable. Al integrar nuevas tecnologías de electrónica de potencia y arquitecturas de sistemas, ARIES apoyará una red futura con un funcionamiento resistente y flexible.

Sistemas de energía híbridos

Dado que se espera que los sistemas de energía futuros incorporen millones de activos de energía distribuidos, la plataforma de investigación ARIES es capaz de reproducir las diversas escalas de tiempo, escalas físicas y tecnologías de estos sistemas de energía híbridos. ARIES presenta un entorno casi real con modelos de alta fidelidad, basados ​​en la física y en tiempo real que facilitan la conexión entre cientos de dispositivos de hardware reales y decenas de millones de dispositivos simulados. Esta área de investigación promoverá la ciencia fundamental para la optimización y el control en tiempo real de sistemas de energía a gran escala.

Infraestructura energética futura

ARIES apoya la innovación necesaria para las soluciones de infraestructura energética de próxima generación. El área de investigación de la futura infraestructura energética se refiere a las redes de transmisión y suministro para una variedad de tipos e infraestructuras de combustibles avanzados, que sustentan los sectores de la energía, el transporte, los edificios y la industria. ARIES permitirá realizar pruebas en diseños de redes que abarcan desde microrredes hasta redes de transmisión de corriente continua de alto voltaje y en sistemas de gestión y control que integran de manera óptima la entrega de energía para diversos tipos de combustibles y tecnologías.

La seguridad cibernética

ARIES ayuda a cerrar las brechas de seguridad a nivel del sistema que surgen de la integración de hardware y software distintos. La plataforma ARIES implica visualización, monitoreo y procesamiento de datos para los activos de investigación de ARIES y las conexiones entre ellos. Al crear un gemelo digital de grupos de hardware de investigación, ARIES tiene la capacidad de simular y detectar ataques a los sistemas de control y comunicaciones que aún están en evolución, con el efecto de reducir las vulnerabilidades generales en los sistemas de energía.

Artículo cortesía de Laboratorio Nacional de Energías Renovables (NREL).

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