Arquitectura informàtica inspirada en el cervell.

Un equip internacional de científics, inclosos investigadors de la Universitat de Limerick, a Irlanda, ha descobert una nova molècula que encara, podria augmentar més la presa de decisions ultra ràpida en ordinadors.

El descobriment d’estalvi d’energia, que sorgia d'un nou tipus d’arquitectura informàtica, podria tenir importants implicacions en les àrees que van i tenen a veure sobre la presa de decisions financeres fins a la bioinformàtica.

L’equip de l’Institut Bernal d’UL va descobrir que una simple molècula formada a partir de només 77 àtoms proporciona un nou element de circuit electrònic fonamental en què la lògica complexa es codifica en propietats de materials a escala nanomètrica.

Aquest nou tipus d’arquitectura informàtica inspirada en el cervell es va crear optimitzant les propietats elèctriques dels cristalls tous creats a partir de les molècules. Aquest descobriment, ha estat possible gràcies a les simulacions informàtiques d’última generació realitzades al superordinador del Centre Irlandès d’Informàtica.

Va demostrar que la molècula utilitza asimetria natural en els seus enllaços metall-orgànics per canviar netament entre diferents estats, cosa que li permet dur a terme una presa de decisions ultra ràpida.

Aquest nou disseny, tot es fa en un sol lloc, de manera que no cal continuar llegint ni moure informació.

Això elimina el "coll d'ampolla de von Neumann", un problema que ha sofert la informàtica des del principi i que encara dificulta el desenvolupament de la tecnologia. El nou circuit molecular significa que la unitat de processament de l'ordinador ja no ha de buscar dades per a cada operació que realitza, i això és un estalvi enorme en temps i en costos energètics.

Les possibilitats són molt interessants, perquè els dispositius mostren totes les característiques distintives de la informàtica cerebral. En primer lloc, un gran nombre idèntic de petits processadors moleculars estan connectats en xarxa i funcionen en paral·lel. El que és més important, mostren redundància i reconfigurabilitat, el dispositiu pot resoldre problemes encara que els components individuals no funcionin perfectament tot el temps o de la mateixa manera cada vegada. 

Els nous elements del circuit podrien proporcionar equips més petits, més ràpids i més eficients energèticament, exactament el que es necessita per el edge-computing, la Internet de les coses i aplicacions d'intel·ligència artificial.

Les molècules metàl·liques-orgàniques van ser sintetitzades per col·laboradors de l'Associació Índia de la Ciència (IACS) de Calcuta, convertides en pel·lícules de la Universitat Nacional de Singapur i provades com a elements del circuit a Singapur, a l'AI Research Lab de Hewlett Packard a Colorado i a Universitat Texas A&M.

Aquesta investigació d’alt impacte reforça l’ambició de l’Institut Bernal d’UL d’impactar el món sobre la base de les millors ciències en un context cada vegada més internacional. Aquesta és una continuació de la contribució líder mundial dels científics de Bernal al camp de la modelització de materials predictius.

Els investigadors del Departament de Física d'UL continuen sent pioners en l'explotació de materials orgànics per a aplicacions elèctriques, i aquest treball els situa a l'avantguarda de la nanotecnologia molecular.

Font: Universitat de Limerick

Renovació energètica: primer ordenar, després reformar.

La calefacció i la refrigeració d’edificis és un dels principals contribuents a les emissions de CO2 a tots els països industrialitzats. Per assolir els objectius climàtics del govern suís (zero per al 2050), el parc immobiliari de Suïssa també ha de contribuir significativament. Però tant els planificadors com els responsables, necessiten aplicar les mesures adequades.

Arquetips de totes les cases de Suïssa

A Suïssa hi ha al voltant d’1,8 milions d’ edificis residencials. Modelar les necessitats de renovació de cada casa individualment requeriria una gran quantitat de càlculs. Per tant, cal recórrer a la mineria de dades per buscar en les bases de dades nacionals per poder classificar els edificis, ordenats per any de construcció, tipus de calefacció i nombre d'ocupants. El resultat: la majoria dels edificis suïssos es van construir entre 1949 i 1994 i el 77% d’aquests edificis s’escalfen elèctricament amb gas-oil o gas. Això demostra que hi ha un potencial considerable de renovació.

Atès que l'energia solar representa una base essencial per al subministrament d' energia del futur, tots els arquetips es van avaluar per obtenir la seva idoneïtat per a la tecnologia fotovoltaica, utilitzant dades climàtiques de la regió on es troben els edificis , així com dades de geometria del sostre amb informació sobre la mida i el pendent de la superfície.

Ciutat i país

La selecció adequada del mètode d’equipament energètic, també depèn de la densitat de l’edifici: les cases de la ciutat es poden connectar de manera eficient a una xarxa de calefacció; en canvi, per a edificis amb superfícies grans en zones rurals, sovint no té sentit una xarxa de calefacció. Per tant, el parc immobiliari suís també s’ha de classificar per zones urbanes i rurals.

Els investigadors van dividir tota la superfície terrestre suïssa en superfícies d’un quilòmetre quadrat; les superfícies sense cases van ser ignorades. La resta es va ordenar de nou mitjançant bases de dades públiques, depenent de la quantitat d'espai habitable situat a cada rajola, així com d'altres característiques. El resultat són dotze arquetips de barris suïssos: quatre arquetips urbans, quatre suburbans i quatre rurals que descriuen la distribució dels edificis a Suïssa.

Com renovar amb eficàcia

Després de tota la classificació, es podrien calcular mesures de renovació per als arquetips individuals. Conclusió: val la pena abordar la renovació de teulades i la substitució de finestres en cases antigues amb la màxima prioritat. Això pot reduir la demanda d’energia de calefacció i refrigeració entre un 20 % i un 30 %.

El següent pas hauria de ser renovar els sistemes de calefacció de gairebé tot tipus de cases: els edificis d’apartaments, escoles i edificis d’oficines sovint es poden renovar de manera més rendible que les cases unifamiliars. Per què? En edificis més grans, la renovació del sistema de calefacció afecta alhora molts metres quadrats d’espai ocupat. Per tant, qualsevol intervenció tècnica és més rendible.

Xarxes i planificació d’emmagatzematge

A mesura que el sistema energètic es transforma, la planificació i explotació d’edificis i barris es fa cada vegada més complexa. L’energia solar es genera principalment a l’estiu al migdia, però s’espera que es consumeixi durant tot el dia, potser fins i tot a la tardor i a l’hivern. Per tant, es necessiten nous sistemes d’emmagatzematge d’energia durant hores o dies, així com un emmagatzematge a llarg termini durant mesos, per satisfer la demanda d’energia en tot moment. Cal investigar l’emmagatzematge de bateries per obtenir electricitat i calor, així com la conversió de l’energia solar en combustibles per afrontar aquest repte. L’emmagatzematge d’energia generada de manera sostenible no només s’hauria de produir a nivell nacional, sinó també a nivell d’edifici o barri. Al mateix temps, els sistemes de calefacció fòssil, com les calderes de gas, s’han de substituir el més ràpidament possible per sistemes nous i sostenibles, com ara piles de combustible d’hidrogen, una connexió de calefacció urbana o bombes de calor alimentades amb electricitat renovable. Tota la transformació també s’hauria d’equilibrar segons criteris socials i econòmics. Totes aquestes decisions necessiten una base científicament sòlida. 

Estalvi de gasos d’efecte hivernacle

És important substituir els combustibles fòssils el més ràpid possible, per plaques fotovoltaiques a la coberta i a les façanes. La calor es pot generar, per exemple, mitjançant bombes de calor d’aire alimentades per la pròpia electricitat solar de l’edifici o altres fonts d’energia renovables. Els sistemes de calefacció per biomassa (biogàs o pellets de fusta) també redueixen eficaçment les emissions de CO2.

Si es prenen les mesures proposades, les emissions de gasos d'efecte hivernacle causades pel parc immobiliari de Suïssa es poden reduir entre un 60 % i un 80 %

Font: Laboratoris Federals Suïssos de Ciència i Tecnologia de Materials 

Xarxa elèctrica i les sequeres.

Les onades de calor, poden afectar a la qualitat de servei de les distribuïdores elèctriques.

Les condicions meteorològiques extremes recurrents, poden ser un problema per les antiquades xarxes elèctriques ja què,  no van ser dissenyades per fer front a les exigències del canvi climàtic. Tampoc no es van dissenyar per suportar l'impacte energètic derivat de les extremes incidències com són: les onades de calor, les sequeres o els incendis forestals, que es preveu que aniran a més.

En les zones que es depèn de l’energia hidroelèctrica per generar electricitat, les onades de calor, l’escassetat d’aigua i l’augment del risc d’incendis forestals exerceixen una major pressió sobre una sobrecarregada xarxa elèctrica. Per minvar aquesta pressió, cal treballar en la prevenció per tant, cal destinar esforços en la predicció d'escenaris futurs de sequera i crear plans de contingència, implementar controls intel·ligents sobre els valors de càrrega elèctrica, gestionar la tala i poda dels boscos per reduir l’impacte d'incendi i col·locar on calgui, noves infraestructures de xarxa, com són les bateries o les microxarxes.

Les onades de calor van associades a un augment de la demanda d’energia que fa que els operadors de les preses hidroelèctriques,  utilitzin l’aigua per fer front a l’augment del consum el que provoca menys aigua per a finals d’estiu o cal comprar energia al mercat, que acostuma a estar a preus molt més com a conseqüència del preu del gas natural.

És important, utilitzar modeladors per predir aquest tipus de situacions i els impactes sobre la generació i les càrregues, inclús estudiar els problemes a curt termini com serien les onades de calor o, els problemes a llarg termini com seran les sequeres.

Per això, cal utilitzar models avançats per predir les sequeres i proporcionar als operadors de la xarxa elèctrica informació per decidir com assignar energia durant situacions extremes. Per tant és important poder predir les condicions futures de sequera i els impactes sobre les centrals hidroelèctriques i termoelèctriques, per després utilitzar-les per comprendre el potencial impacte sobre les operacions de la xarxa i així, orientar la seva adaptació.

Per tant, aquesta informació es podria utilitzar per ajudar els operadors a prendre decisions basades en els riscos i determinar on es poden situar les vulnerabilitats. En última instància, també ajudaria a respondre a la pregunta, tenint en compte diferents factors de tensió si, hi haurà prou energia per satisfer la demanda i altres necessitats de la xarxa elèctrica?

Si es fa una avaluació sobre com les operacions hidroelèctriques varien estacionalment i anualment en funció de la disponibilitat d’aigua, es podria mostrar que fins i tot durant un estiu sec, quan la generació d’energia hidràulica està limitada per la baixa disponibilitat d’aigua, en casos extrems l’energia hidràulica manté la seva flexibilitat per suportar les càrregues màximes. Això posa de manifest la necessitat de considerar millor l’oferta de serveis que pot proporcionar l’energia hidroelèctrica per fer front a la resistència de la xarxa elèctrica en cas de situacions extremes.

Durant una temporada que hi hagin més incendis del normal, és probable que hi hagi impactes a la xarxa, ja sigui a través d’aturades intencionades per reduir el risc d’incendi o la pèrdua d’infraestructura a causa del mateix incendi.

Per tant, pot ser el que caldria seria no és aturar tots els incendis, sinó treballar per endavant per reduir el risc i predir àrees que els siguin més propensos. Després d'un incendi, normalment hi ha un augment de l’escorrentia i la sedimentació. Els sediments flueixen riu avall, s’acumulen als embassaments i no són bons per a les turbines.

Quan cal  màxima potència durant una onada de calor, la tecnologia emergent ofereix als consumidors el potencial de gestionar el seu consums gràcies a les eines intel·ligents, com podria ser un  control intel·ligent de consum que permet una gestió automàtica de l’ús d’energia durant les màximes necessitats d’electricitat. 

Les fonts d'alimentació autònomes, també son d'ajut, sobretot en situacions d'emergència. Les microxarxes són xarxes autònomes que poden alimentar zones clau, com ara hospitals o casernes de policia, durant dèficits d’electricitat.

Sense dubte, cal un paper de lideratge del sector en el desenvolupament de noves tecnologies per a l’emmagatzematge d’energia a escala de xarxa, que inclou una nova generació de materials i sistemes de bateries i altres formes d’emmagatzematge d’energia. Per exemple, els sistemes actuals d’emmagatzematge d’energia a escala de xarxa, com l’energia hidràulica de bombat, utilitzen bombes per moure l’aigua cap amunt per emmagatzemar energia renovable quan la demanda és baixa i generen energia quan les demandes són elevades mentre l’aigua flueix cap avall. 

Per acabar, comentar que per preparar-nos per a situacions extrems, mitjançant la innovació tecnològica, serà possible una millora de la resistència de la xarxa o el suport a la planificació a llarg termini agafant una visió holística permetrà afrontar aquests grans reptes a llarg termini.

Ramon Gallart

Petits reactors nuclears.

A mesura que el món s’enfronta a una emergència climàtica provocada per les emissions de carboni per la crema a gran escala de combustibles fòssils, hi ha un  interès renovat  per l’energia nuclear, específicament per la nova generació de petits reactors modulars.

El grup intergovernamental de l’ONU sobre el canvi climàtic (IPCC) va publicar en el seu sisè informe d’avaluació, del 9 d’agost, que les temperatures mitjanes podrien augmentar en més de 1,5 ºC sobre els nivells preindustrials pel 2040. L’últim informe aporta una nova urgència per reduir dràsticament les emissions.

D’acord amb l’Acord de París de 2015, tots els països han d’establir objectius per ajudar-se a mantenir-se dins del límit d’1,5 ºCs i treballar cap a un objectiu neutre en carboni trobant alternatives al carbó, el petroli, el gas natural i altres combustibles fòssils.

De les moltes alternatives, els petits reactors modulars, definits per la International Atomic Energy Association com a reactors nuclears fins a 300 MW (els reactors convencionals produeixen 1.GW o més), guanyen per reduir la petjada ambiental. També ocupen molt menys espai que les centrals elèctriques convencionals o els parcs eòlics i solars que produeixen energia renovable.

A diferència de les grans instal·lacions nuclears convencionals, que poden trigar fins una dècada o més per construir-se i fer-se operatives, els petits reactors poden estar preparats en una fracció d'aquest temps, ja que són prou petits per ser fabricats en una única fàbrica i transportats al lloc d'explotació.

Els països que necessiten un subministrament d'energia neta poden utilitzar reactors petits modulars com a alternativa a una energia perjudicial per al medi ambient.  A mesura que creix la demanda d'hidrogen com a combustible per al transport i la indústria, els petits reactors modulars també podrien proporcionar l'energia necessària per generar hidrogen.

Malgrat aquests avantatges, l'ús més ampli de petits reactors modulars exigirà un canvi transformador de les mesures de seguretat per tal de generar confiança pública i obtenir acceptació social.

L'energia nuclear ofereix l'oportunitat d'avançar cap als objectius de l'Acord de París, segons l'Associació Mundial de Nuclears (WNA). Un llibre blanc publicat el 27 de maig per la WNA suggereix que el temor als riscos associats a l'energia nuclear ha conduït a l'acceptació de combustibles fòssils malgrat causar milions de morts prematures per contaminació atmosfèrica i ha contribuït al canvi climàtic.

En reacció al sisè informe d’avaluació de l’IPCC, el director general de WNA, Sama Bilbao i Lleó, va reiterar les demandes del llibre blanc que governs, reguladors i indústria treballessin junts per accelerar el desplegament de nous projectes nuclears, inclosos els reactors modulars petits, per ajudar a una ràpida descarbonització.

Però perquè el concepte de petits reactors modulars tingui èxit a Àsia, ha de satisfer els requisits primaris d'una major seguretat, simplicitat en la construcció i el funcionament. També ha de ser comparable en termes econòmics amb les centrals nuclears convencionals.

Altres experts de primer ordre no veuen que els petits reactors modulars  que tinguin un paper important en la descarbonització durant la propera dècada.

Per fer-ho possible, cal establir cadenes de subministrament senceres després de construir, provar i provar els primers petits reactors modulars. No hi ha cap perspectiva realista que pugui fer un cop important en la necessitat de passar ràpidament a un sistema elèctric lliure de carboni.

Font: Universitat Jawaharlal Nehru

Vehicles alimentats amb hidrogen: Són un camí realista cap a l’energia neta?

L’hidrogen, és l’element més abundant de l’univers i aquest, cada cop es veu més vinculat amb els vehicles elèctrics, com una manera de frenar l’impacte ambientalment destructiu que provoquen els 1.2 bilions de vehicles del planeta, la majoria dels quals cremen gasolina i gasoil. 

Els fabricants de grans camions i vehicles comercials comencen a adoptar les tecnologies de les piles de combustible d’hidrogen com un camí a seguir. També ho fan,  els fabricants d’avions, trens i vehicles de passatgers.

El transport és el principal contribuent pel que te a veure amb  el canvi climàtic, motiu pel qual l'energia de l'hidrogen, a la llarga, es considera una manera potencialment important d'ajudar a reduir les emissions de carboni.

Certament, encara l’hidrogen queda lluny de ser una solució màgica. De moment, l’hidrogen que cada any es produeix mundialment, principalment per a la fabricació de refineries i fertilitzants, es fabrica amb gas natural o carbó. Aquest procés contamina l’aire, contribuint a l'escalfament del planeta en lloc de salvar-lo. De fet, un nou estudi realitzat per investigadors de les universitats de Cornell i Stanford va trobar que la major part de la producció d’hidrogen emet diòxid de carboni, cosa que significa que el transport alimentat per hidrogen encara no es pot considerar una energia neta.

Tot i això, els defensors del transport amb hidrogen diuen que, a la llarga, la producció d’hidrogen està destinada a ser més segura per al medi ambient. Si es suposa un  creixent ús de l’electricitat  provinent de fonts renovables com seria la  eòlica i la solar,  seria factible separar l’hidrogen i l’oxigen de l’aigua. Com que aquestes formes d'energia renovables cada cop guanyen un ús més ampli, la producció d'hidrogen s'hauria de convertir en un procés més net i menys costós.

PEr altre bansa, es preveu que en pocs anys, General Motors, Navistar i la firma de camions JB Hunt construirna estacions de combustible distribuides per diferents autopistes dels EUA com a combustible pels camions d’hidrogen. 

Volvo Trucks, Daimler Trucks AG i altres fabricants també han anunciat aliances. Les empreses esperen comercialitzar la seva investigació, oferint camions de zero emissions que estalvien diners i compleixin amb les normatives de contaminació més estrictes.

A Alemanya, ja hi ha un tren que des del 2018,  funciona amb hidrogen. Airbus, amb seu a França, és el major fabricant mundial d’avions, també està considerant l’hidrogen.

L’hidrogen ha estat durant molt de temps una matèria primera per a la producció de fertilitzants, acer, petroli, formigó i productes químics. També fa anys que circulen vehicles: al voltant de 35.000 carretons elevadors als Estats Units, que és aproximadament el 4% del total del país, funcionen amb hidrogen. 

El combustible d’hidrogen s’inclou en els plans del president Joe Biden per reduir la meitat de les emissions pel 2030. El projecte de llei d’infraestructures que el Senat va aprovar fa uns mesos, 9.000 milions de dòlars per a la investigació per reduir el cost de fabricar hidrogen net i per als centres regionals de fabricació d’hidrogen.

La indústria del camió de llarg recorregut sembla ser la millor aposta per a l'adopció inicial d'hidrogen. Les piles de combustible, que converteixen l’hidrogen gasós en electricitat, ofereixen un abast més llarg que els camions amb bateria elèctrica, funcionen millor en temps fred i es poden repostar molt més ràpidament que les bateries elèctriques. Els defensors afirmen que en el poc temps de repostatge dels vehicles d’hidrogen els dóna un avantatge respecte als vehicles elèctrics.

Aquest avantatge era important ja que és possible fer més de 500 quilòmetres amb un tanc i repostar en tres minuts, respecte els 40, 50 minuts, una hora, dues hores que pot requerir un VE

Al voltant de 7.500 cotxes de piles de combustible d’hidrogen ja es troben circulant per les carreteres als Estats Units, principalment a Califòrnia. Toyota, Honda i Hyundai fabriquen els cotxes, que tenen un preu  més car que els vehicles que funcionen amb gasolina. Califòrnia compta amb 45 estacions de combustible públiques, amb altres planificades o en construcció.

A diferència dels autobusos i camions pesats, els experts diuen que el futur dels vehicles de passatgers als Estats Units passa principalment per la bateria elèctrica i no per l’hidrogen. Els vehicles totalment elèctrics poden viatjar més del que la majoria de la gent necessita per anar amb una bateria relativament petita.

De fet, ara mateix, la producció d’hidrogen afegeix contaminació en lloc de reduir-la. El món produeix uns 75 milions de tones de CO2 a l'any, la majoria en processos de creació d'emissions de carboni que impliquen la reforma de vapor de gas natural. De fet Xina utilitza carbó més contaminant.

L’anomenat hidrogen “blau”, elaborat amb gas natural, requereix un pas addicional. El diòxid de carboni emès durant el procés s’envia per sota de la superfície terrestre per emmagatzemar-lo. De fet, l'estudi de Cornell i Stanford va xifrar que la fabricació d'hidrogen blau emetia un 20% més de carboni que la crema de gas natural o carbó per calor.

Per això, aquesta indústria se centra en l'electròlisi, que utilitza l'electricitat per separar l'hidrogen i l'oxigen de l'aigua. L’hidrogen es barreja amb l’oxigen a la pila de combustible d’un vehicle per produir energia. La quantitat d’electricitat generada per l’energia eòlica i solar creix a tot el món, cosa que fa que l’electròlisi sigui més neta i econòmica.

Actualment, costa més fabricar un camió d’hidrogen i produir combustible que posar un camió amb motor dièsel a la carretera. L’hidrogen costa uns 13 dòlars per quilogram a Califòrnia i 1 quilogram pot subministrar una mica més d’energia que un galó de gasoil. Per contra, el gasoil només costa uns 3,25 dòlars per galó als EUA. No obstant, diferents experts preveuen  que la disparitat es reduirà.

Tot i que un semi dièsel pot costar uns 150.000 dòlars, segons com estigui equipat, no està clar quant costarien els camions de pila de combustible. Nikola, un fabricant de camions, va estimar fa un any que els seus camions de hidrogen, costarien uns uns 235.000 dòlars.

Font:  Universitats de Cornell i Stanford

Importància de les mesures del sistema elèctric.

A l’agost del 2016, dues línies de transport de 500 kV al comtat de San Bernardino, Califòrnia, es van veure afectades per un incendi. 

Com a resultat, es van desconnectar de la xarxa més d'1 GW de generació solar. Afortunadament,  ningú va perdre el servei elèctric. En canvi, una falla en un generador a prop del llac Erie va provocar una pèrdua de generació lleugerament menor, però va afectar més de 50 milions de persones

Per què dos esdeveniments de mida similar van tenir un impacte tan diferent en el sistema elèctric?

L’apagada del 2003 i la desconnexió del 2016 van tenir resultats diferents de manera què, són només dos exemples de com es podria comportar un sistema estretament acoblat sota estrès. I els efectes de falles potencials, combinats amb un sistema estretament acoblat, podrien tenir conseqüències més pertorbadores ja que la xarxa incorpora fonts d’energia més diverses —i imprevisibles— com són l’energia solar i eòlica.

L'Energia a l’ecosistema de sistemes estretament acoblats

Tot i els excedents de la generació solar, els sistemes automatitzats de protecció i control van mantenir l'estabilitat de la xarxa. Però la generació solar no s’hauria d’haver desconnectat. Va fallar a causa d’una mala mesura. És a dir, una mala mesura captada per un instrument que funciona perfectament el qual, va fer exactament el que estava dissenyat per fer.

La possibilitat que un gran generador solar es desconnecti en un dia assolellat no és significativa, però si passa quan el sistema de transport d’energia està sotmès a tensions, podria provocar una falla amb efecte en cascada, tal com el que va provocar l’apagada del 2003 al nord-est de Califòrnia.

Una  forma eficaç per evitar aquests possibles perills és millorar la metodologia i la significativitat de mesures sofisticades comunicades entre diferents parts de la xarxa. 

Coneixement de la mesura d’electricitat

La mesura existeix a la intersecció de tecnologia i filosofia. De fet, la mesura l'electricitat es remunta a una era analògica. 

Les primeres preocupacions estan en com resoldre les mesures d’electricitat prevalent. Una manera és gràcies als PMU, els quals ajuden a fer coincidir l’oferta i la demanda de la xarxa mitjançant dades en temps real de diversos punts per donar una imatge general de les condicions de la xarxa. Aquesta representació permet augmentar l'automatització i integrar l'emmagatzematge d'electricitat, vehicles elèctrics i energia intermitent de panells solars o eòlics a la xarxa elèctrica.

Tot i els beneficis dels PMU, s'ha vist que hi havia alguna cosa fonamentalment diferent entre una mesura de PMU i altres mesuraments del sistema d'energia. Les mesures PMU es podrien utilitzar per avaluar la qualitat de la mesura, ja que la PMU caracteritza completament el senyal del sistema d’alimentació, on altres mesures simplement el resumeixen.

Aquesta caracterització, permetria veure per què els resultats de molts tipus diferents de mesures d'electricitat no coincideixen. Aquest desajust significa errors, pèrdua d'energia i ineficiències quan tant el centre com les fronteres de la xarxa tenen molts dispositius i sistemes que reaccionen amb més velocitat que les persones.

l "com" és tan important com el "què"

Durant dècades, s'ha vist fins a quin punt havien avançat els camps de la mesura d'electricitat. És més fàcil posar-se d’acord sobre com mesurar la longitud o el pes perquè els humans poden tocar i sentir les coses específiques que es vol mesurar, fins i tot si trien un quilogram en lloc d’una lliura per quantificar-lo. Però les mesures es queden curtes quan es tracta de quantificar conceptes abstractes com la bellesa, la intel·ligència o fins i tot algunes de les coses d’interès del sistema de potencia.

Al llarg dels anys, s'ha après que mesurar un concepte abstracte com la intel·ligència podia ser poc fiable si s’utilitzessin diferents enfocaments en les proves del CI. La solució era sempre utilitzar el mateix enfocament. Calia una normalització. I les mateixes incoherències van sorgir en les mesures de conceptes que semblen tenir només un peu al món material. Tot i que la duresa dels metalls, el valor octanat de la gasolina i la pressió del globus ocular capturada per les proves de glaucoma semblen quantificar una cosa física diferent, la "cosa" no es defineix mai, només el mètode mitjançant el qual es mesura. Per obtenir resultats consistents, totes aquestes mesures es basen en un procés prescrit.

Aquestes mesures s’anomenen mesures pragmàtiques o operatives, on el mètode de mesura està estretament definit, perquè és difícil definir exactament el que s'intenta quantificar.

Per exemple, es pren la potència reactiva suposada per ser consumida pels motors elèctrics en el camp magnètic del seu corrent altern. Originalment descrit com el wattless wattless impulsat per un "corrent de ralentí", el concepte de potència reactiva ha estat tan difícil de definir que va conduir a fins a 10 mesures actualment operatives i diferents en ús. Aquestes diferents mesures condueixen a discrepàncies que podrien costar tants diners com fiabilitat.

Cal crear processos de mesura d’electricitat que donin respostes uniformes a tot el sistema d’energia en lloc de continuar escrivint noves definicions per a coses que desafien la definició. Per això es va decidir desenvolupar un mètode d’implementació de PMU per eliminar els errors de mesura causats per les distorsions del món real.

Aquest desenvolupament va fer possible una tècnica per indicar als dispositius del sistema elèctric quan confiar (i quan desconfiar) dels resultats de les mesures.

Calibrar la mesura.

El problema de la mesura es pot resoldre. La solució requerirà que un grup d’investigadors multidisciplinaris, enginyers d’energia, experts en mesurament i operadors abordin els problemes amb una comprensió avançada de les mesures i implementin tot en estàndards lògics i aplicables. 

Com que els recursos distribuïts produeixen energia més ràpidament, amb menys marge per als marges d'error en un ecosistema energètic més divers, hi ha un gran avantatge per assegurar-se que aquests actius participin d'una manera estable. Cal tenir mesures que puguin revelar on es necessiten "coixins" addicionals, quant de grans són aquests "coixins" i quant es pot confiar-hi. 

Font:  Pacific Northwest National Laboratory (PNNL)

Panells Solars que atrauen vapor d'aigua per fer créixer els cultius al desert

Utilitzant un hidrogel únic, científics de l'Aràbia Saudita han creat un sistema solar que fa possible conrear verdures utilitzant aigua extreta de l'aire mentre produeix electricitat. 

Aquest concept prove, ha estat presentat a la revista Cell Reports Physical Science. Presenta una estratègia sostenible i de baix cost per millorar la seguretat alimentària i hídrica per a les persones que viuen a les regions amb un clima sec.

Una part de la població mundial encara no té accés al aigua neta o energia verda, i molts d'ells, viuen a zones rurals amb un clima àrid o semiàrid. Aquest disseny fa que l'aigua sigui obtinguda des de la humitat de l'aire utilitzant energia neta de manera què, és adequat per a petites explotacions en zones agrícoles descentralitzades com podrien ser els deserts i les illes oceàniques.

El sistema, anomenat WEC2P, es compon d'un panell solar fotovoltaic col·locat sobre una capa d'hidrogel, que es munta a la part superior d'una estructura metàl·lica per condensar i recollir aigua. L'hidrogel,  eficaçment pot absorbir el vapor d'aigua de l'aire ambient i alliberar el contingut d'aigua quan aquest s'escalfa.

S'ha utilitzat la calor residual dels panells solars quan generaven electricitat per expulsar l'aigua absorbida de l'hidrogel. L'estructura metàl·lica inferior, recull el vapor i condensa el gas en aigua. Alternativament, l'hidrogel augmenta l'eficiència dels panells solars fotovoltaics fins a un 9% absorbint la calor i reduint la temperatura dels panells.

Al juny del 2021, es va fer una prova de cultiu de plantes utilitzant WEC2P a l'Aràbia Saudita durant dues setmanes, quan el clima era molt calorós. Van utilitzar l'aigua només recollida de l'aire per regar 60 llavors d'espinacs plantades en una caixa de plàstic per a cultiu de plantes. Al llarg de l'experiment, el panell solar, amb una mida similar a la part superior d'un escriptori d'estudiants, va generar un total de 1.519 Wh, i 57 de les 60 llavors d'espinacs van germinar i van créixer normalment fins a 18. centímetres. En total, es van condensar uns 2 litres d'aigua de l'hidrogel durant el període de dues setmanes.

Això, permet crear un sistema integrat d'energia neta, aigua i producció d'aliments, especialment la part de creació d'aigua amb la finalitat d'obtenir una diferenciació sobre les aplicacions d'agrovoltaics actuals.

Assegurar que tothom a la Terra te accés al aigua neta i energia neta assequible forma part dels Objectius de Desenvolupament Sostenible establerts per les Nacions Unides. Introduir  un sistema d'energia i aigua descentralitzat per il·luminar les cases i els cultius d'aigua, esdevé com innovador.

Font: Peng Wang, An Integrated Solar Driven System Produces Electricity with Freshwater and Crops in Àrid Regions, Cell Reports Physical Science (2022). DOI: 10.1016/j.xcrp.2022.100781 . www.cell.com/cell-reports-phys … 2666-3864(22)0004

Tecnologia per la xarxa elèctrica búlgara i una millor gestió d’energies renovables.

Les xarxes de transport, podrien tenir problemes per mantenir-se al dia provocat pel creixement de les energies renovables. 

A Bulgària, gràcies a la instal·lació d’un nou sistema de control pel flux de potència variable i aleatori, li permet augmentar de forma considerable la quantitat d’energia renovable que pot gestionar la xarxa elèctrica del país i també,  està  millorant els fluxos elèctrics transfronterers.

Aquesta tecnologia, va ser instal·lada al transportista del sistema elèctric de Bulgària com a part del projecte FLEXITRANSTORE, finançat per la UE, amb la col·laboració amb el gestor de la xarxa búlgara, l'operador del sistema elèctric (ESO) i l'empresa que fabrica cables Smart Wires.

La tecnologia de control de flux de potència, permet als operadors de xarxa optimitzar la capacitat de transport que actualment està infrautilitzada en els seus sistemes, cosa que fa que la seva infraestructura de xarxa elèctrica sigui més eficient i resistent. També, es redueix la congestió de la xarxa i fa possible connexions més ràpides entre les noves energies renovables i la demanda. Aquesta solució pionera de control desenvolupada per Smart Wires, ha estat instal·lada al nord-est de Bulgària, on es generen 750 MW de potencia eòlica. 

Aquest projecte ha permès captar l'excés de capacitat a la xarxa per augmentar la penetració de les renovables, reduir les limitacions i millorar els fluxos transfronterers entre Bulgària i Romania.

Si és bo per als clients, és bo per al medi ambient

Descrivint els avantatges de la tecnologia de control de flux de potència variable i aleatori, es possible millorar notablement la capacitat i la flexibilitat de la xarxa i així, accelerar la descarbonització de la regió. El valor de la tecnologia de Smart Wires, és que es pot lliurar en mesos, instal·lar-lo en hores i reutilitzar-lo en diversos llocs diferents. El control del flux d'energia no és nou, però aquest innovador mètode, proporciona a la indústria una solució increïblement flexible i d'alt impacte, que en última instància ofereix un cost més ràpid, menor i una millor manera de planificar i operar sistemes d'energia.

Aquest projecte, mostra una veritable innovació: redistribuir a gran escala la infraestructura de xarxa sense interferir entre xarxes de manera que permet resoldre múltiples problemes. Aquesta tecnologia, es va desplegar per primera vegada. a Grècia en el 2019 per reduir la congestió de les renovable com a projecte conjunt amb els operadors de transport d’energia independents ESO i IPTO ambdós,  han demostrat un lideratge mundial en aquest projecte que ha captat l'interès d’operadors de tot Europa, EUA, Austràlia i Amèrica Llatina. 

El projecte FLEXITRANSTORE (una plataforma integrada per augmentar la flexibilitat a les xarxes de transport intel·ligents amb actius d’emmagatzematge i amb gran penetració de les fonts d’energia renovables) té com a objectiu transformar el sistema energètic europeu amb intervencions dirigides a tota la cadena de valor energètic.

Font: Smart Wires

Adéu al AN-255

Avui en dia, qualsevol guerra a qualsevol lloc no haurien de tenir lloc. Tot i que malauradament hi han altres guerres actives, la d'#Ucraïna, està copsant gran part de les noticies. Sempre, la pitjor part són les conseqüències humanes amb tot el que comporta. 

Sense pretendre desviar l'atenció i preocupació de les conseqüències a la població civil, avui ha sortit la noticia confirmada pel Ministre Kuleba en el seu Twitter (https://lnkd.in/dmy8BFtm) sobre la destrucció de l'An-225 (#MRIYA) què és l'avió més gran del Món amb un pes net equivalent a una massa de 285.000 Kg i una massa màxima d'enlairament de 640.000 kg amb una càrrega màxima de 250.000 kg. 

L'#Antonov An-225 Mriya va ser dissenyat per dur a terme operacions militars i civils en les pitjors condicions meteorològiques. Inicialment, va ser dissenyat per portar els coets de propulsió i el transbordador espacial Buran (https://lnkd.in/dQ8dYX-t),

com a part del Programa Buran. Està equipat amb un sistema de tren d'aterratge de 32 rodes més quatre rodes, al tren de direcció del davant.

Està propulsat per sis motors turbofan Ivchenko Progress Lotarev D-18T de tres eixos, cadascun dels quals pot produir una empenta màxima de 229,5 kN. L'An-225 Mriya pot volar amb una velocitat màxima de 850 km/hora. La velocitat de creuer és de 800 km/h. L'autonomia de l'aeronau varia entre 4.000 km i 15.400 km.

Aquest avió, te una velocitat de creuer relativa al aire de 800 km/h i pot recorre 15.400 km ple de combustible o només 4.000 km amb la càrrega màxima.

L'enginyer que va estar al davant del projecte An-225, va ser en Nikolay Kalashnikov. 

És un avió que vola poc, bàsicament per l'elevat cost de l'hora de vol ( uns 28.000 €) i habitualment està estacionat a l'aeroport de Hostomel (https://lnkd.in/dDXy6R95).

L'any 2017, la Industry Corporation of China, volia adquirir fins a 1.000 Antonov An-225 pel seu programa de llançament de satèl·lits artificials.

https://lnkd.in/d6qH9HZ7

Ramon Gallart

Bateries Iron-Air de 100 hores.

Fa pocs mesos, el fabricant de bateries Form Energy va fer saber el desenvolupament de la bateria d’emmagatzematge Iron-Air amb una durada de 100 hores, una bateria destinada a emmagatzemar electricitat creada a partir de fonts renovables com la solar i l’eòlica. 

Form Energy descriu la seva nova bateria com un sistema d’ emmagatzematge d’energia amb autonomia per diversos dies que podria alimentar a la xarxa elèctrica durant aproximadament 100 hores a un cost significativament inferior a les bateries d’ió-liti.

El principi bàsic que hi ha darrere de la bateria de ferro-aire és que consumeix oxigen i després l’utilitza per convertir el ferro de la bateria en òxid, convertint-lo posteriorment en ferro de nou. La conversió d’anada i tornada entre el ferro i l’òxid permet emmagatzemar l’energia que s’emmagatzema a la bateria durant més temps respecte les bateries convencionals.

Si bé es cert que aquestes bateries són massa grans i pesades per utilitzar-les per aplicacions petites o per els automòbils donat que cada bateria té aproximadament la mida d’una rentadora.

Però permeten la se va connexió amb capacitat d’emmagatzemar grans quantitats d’electricitat durant dies. Les cel·les s’apilen a l’interior d’un electròlit no inflamable a base d’aigua, que la companyia afirma que és similar al que s’utilitza a les bateries estàndard AA. Les cel·les estan formades per elèctrodes de ferro i aire.

Quan s’agrupen en milers de bateries, es possible utilitzar-les per emmagatzemar grans quantitats d’energia pel que permetrien proporcionar energia a un sistema d’1 MW. La versió d'alta densitat seria el triple. Per fer-ho possible, cal  una superfície aproximada de 0,4 hectàrees amb les  bateries de baixa densitat

Al web de Form Energy es proposa que les seves bateries proporcionen una solució a un problema que va a més, com és la gestió de la variabilitat de les fonts d’energia renovables. Possiblement,  altres tecnologies més actuals de bateries no són tan rendibles de manera que normalment costen fins a 70 € kWh d’emmagatzematge. 

Aquesta nova bateria en la seva forma més bàsica costa menys de 4,5 € per kWh i aproximadament  14 € kWh quan s’instal·len com a part d’un sistema,

Font: Form Energy