La estructura que sigue el proyecto en sus diferentes fases, así como sus principales indicadores cuantitativos son los siguientes:
Gracias a este proyecto se investigarán tecnologías como la geotérmica y la biomasa que permitan formas alternativas de generación, integración y almacenamiento en redes. Supondrá un gran avance en los sistemas de almacenamiento con la consecución de un equilibrio en los procesos de carga y descarga a través del uso de geotermia estratificada, con un nivel mayor de aprovechamiento del terreno en régimen estacionario. Por tanto, no sólo se crearán redes más eficientes, flexibles e inteligentes y alimentadas con fuentes renovables, sino que se logrará una mejor gestión de la demanda combinando producción, almacenamiento, integración de prosumidores y reducción de la temperatura operativa, facilitando la integración.
Proyectos como TERA_RED son un claro paso adelante hacia la sostenibilidad y la eficiencia energética. ya que promueven la descarbonización y ofrecen herramientas digitales para la mejora en el consumo energético en redes térmicas. Estas iniciativas son un ejemplo de la innovación digital y la cooperación entre diferentes líneas de investigación y proyectos con un objetivo común de la mejora del medio ambiente.
1. Análisis en redes térmicas de anergia o muy baja temperatura con integración de generación renovable
El objetivo de esta actividad es profundizar en la mejora del aprovechamiento del potencial energético y económico de las redes de baja y muy baja temperatura bajo una perspectiva global, abordando todos los puntos clave: diseño, adaptación, observabilidad y controlabilidad, teniendo en cuenta que es el soporte físico de las actividades de generación y almacenamiento.
De manera específica se pretende generar el conocimiento para analizar, diseñar, y regular las redes 5G. Debido a que en la actualidad apenas existen referencias válidas para evaluar, y dada la flexibilidad que a priori ofrece este concepto de red, esta tarea genera oportunidades relevantes para el desarrollo tecnológico de las mismas.
2. Nuevos conceptos de generación renovable para integración en redes térmicas
Alineados con el objetivo de integrar el máximo porcentaje de energías renovables sobre el consumo total de energía final y reducir las emisiones de gases de efecto invernadero para conseguir mitigar los efectos del cambio climático, esta actividad desarrollará sus acciones encaminadas a proveer los instrumentos necesarios para que estos objetivos se puedan aplicar sobre redes térmicas.
La integración de energías renovables sobre redes térmicas está actualmente muy polarizada a la estructura del binomio generación-distribución y al vector energético de la biomasa. Desde aquí se pretende crear ladrillos estructurales que nos permitan expandir el concepto actual de red térmica, permitiendo ampliar el rango de viabilidad de integración de energías renovables.
De este modo, sistemas como los geotérmicos, bombas de calor y calderas de condensación de biomasa tendrán cabida mediante la mejora en el rendimiento de los sistemas de generación, nuevos diseños funcionales de redes de calor con generación distribuida, definiendo menores niveles de temperatura, aprovechamientos térmicos escalonados, asociaciones de hibridación térmico-eléctrica o creando tramas de prosumidores.
El objetivo de esta actividad es avanzar hacia nuevos conceptos de sistemas de generación renovable para integración en redes térmicas. Así, esta actividad contempla tres tecnologías diferentes: bombas de calor, geotermia y calderas de biomasa de condensación. En cada una de ellas se avanzará en los desarrollos e innovaciones.
3. Almacenamiento de energía térmica
El objetivo de esta actividad es la investigación de sistemas de almacenamiento térmico para su disponibilidad, capacidad de respuesta y gestión de cargas base y cargas pico en redes energéticas. Se realizará la investigación del almacenamiento térmico mediante materiales de cambio de fase y de almacenamiento térmico estacional a corto y largo plazo en el subsuelo mediante diferentes sistemas de acumulación de frío y calor en campos geotérmicos. Los diferentes tipos de almacenamiento que se describen se diseñarán e investigarán mediante modelado dinámico, se simularán los diferentes sistemas en redes térmicas, se estudiará su evolución temporal de temperatura y comportamiento, la predicción de resultados y la obtención de conclusiones.
4. Ensayos de operación integrada real y virtual de redes energéticas híbridas renovables
El objetivo de esta actividad es generar conocimiento y validar en un entorno relevante completo, los resultados obtenidos de manera parcial y mediante simulación, en las tareas anteriores. Para ello se plantean dos vías de estudio: un laboratorio real en las instalaciones del CEDER-CIEMAT que permitirá el estudio conjunto de la red y la realización de ensayos parciales en un escenario completo caracterizado por alta observabilidad y flexibilidad en las configuraciones. Por otro lado, se plantea un laboratorio virtual que reúne los modelos parciales desarrollados anteriormente y que permiten la realización de estudios conjuntos a medida.