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Cibernàrium Jornada TIC i Energia: Las TIC y el cambio de paradigma dels sistema energético
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Dr. José Morales Barroso (L&M Data Communications): Las TIC y el cambio de paradigma dels sistema energético

Dr. José Morales Barroso (L&M Data Communications): Las TIC y el cambio de paradigma dels sistema energético

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    Cibernàrium Jornada TIC i Energia: Las TIC y el cambio de paradigma dels sistema energético Cibernàrium Jornada TIC i Energia: Las TIC y el cambio de paradigma dels sistema energético Presentation Transcript

    • Barcelona 19 de noviembre de 2009 Las Tecnologías de la Información y el cambio de Paradigma del Sistema Energético Dr. José Morales Barroso L&M Data Communications
    • Programa • Energía e Información • Necesidad de cambio del modelo actual • Consumo de Energía y Telecomunicaciones • Los Sistemas de Información: del PC al Ordenador en Red • Los Centros de Datos: una de las instalaciones más intensivas en energía • La siguiente gran industria mundial • ¿Què es realmente la “Smart Grid”? • Las micro-redes como generadoras de eficiencia y ocupación • El Contador Inteligente y el Vehículo Híbrido Conectado a la Red © L&M Data Communications 2009 Las Tecnologías de la Información y el cambio de paradigma del Sistema Energético 2
    • Energía e Información: ¿Qué dicen los expertos? “Así pues, para crear, mantener y transmitir la información hay que consumir energía y, además, ésta se degrada.” “El ahorro de energía y la eficiencia en el consumo final es mucho más eficaz que en cualquier otra parte del sistema.” “Sería estupendo que hubiera un buen programa de gestión de los consumos con el objetivo de disminuirlos y también distribuirlos en el tiempo de forma inteligente.” “El fuerte aumento de la movilidad es la causa principal del aumento del consumo de energía y de la correspondiente contaminación ambiental de origen humano.” “El sistema energético del futuro será más distribuido, descentralizado, eficiente, limpio, solidario y próximo al consumo.” Valeriano Ruiz, El reto energético © L&M Data Communications 2009 Las Tecnologías de la Información y el cambio de paradigma del Sistema Energético 3
    • La única solución: cambiar el modelo actual Nuestro problema es el modelo, no la energía. “No se puede plantear un futuro sostenible sin modificar el sistema energético” © L&M Data Communications 2009 Las Tecnologías de la Información y el cambio de paradigma del Sistema Energético 4
    • Ahorro de Energía y TICs: aspectos fundamentales • Consumo de Energía de los Sistemas y Redes de Información – De las “Redes de Ordenadores” al “Ordenador en Red” – Un nuevo Paradigma de Red • Convergencia Energía - Comunicaciones: “Smart Grid” – Adaptación del consumo a la producción (demanda/oferta) – La clave fundamental es la Red de Telecomunicaciones • Convertir en Virtual lo que es Material – De las “Autopistas de Asfalto” a las “Autopistas de Información” © L&M Data Communications 2009 Las Tecnologías de la Información y el cambio de paradigma del Sistema Energético 5
    • Consumo de Energía y Telecomunicaciones • La industria de las Tecnologías de la Información y las Comunicaciones (TICs) es uno de los mayores consumidores de electricidad del mundo, y está en continuo crecimiento • Según un estudio del AIST (Advanced Industrial Science & Technology Institute) de Japón, sólo los routers, manteniendo la tecnología IP actual, representarían en 2015 el 9% del consumo total de electricidad en su país • Se estima que en las nuevas redes de fibra óptica, el consumo de electricidad en el lado del usuario es cuatro veces el de la operadora © L&M Data Communications 2009 Las Tecnologías de la Información y el cambio de paradigma del Sistema Energético 6
    • Consumo de Energía y Telecomunicaciones - 2 ES IMPRESCINDIBLE UN NUEVO PARADIGMA DE RED © L&M Data Communications 2009 Las Tecnologías de la Información y el cambio de paradigma del Sistema Energético 7
    • De las “Redes de Ordenadores” al “Ordenador en Red” El “Ordenador en Red” se basa en una red de nivel 2 de muy altas prestaciones que, manteniendo la idea original y el “espíritu” de Ethernet e Internet, extiende el sistema de multiprocesadores débilmente acoplados a escala global: “Cuando la red es tan rápida como los enlaces internos del ordenador, la máquina se desintegra a través de toda la red en un conjunto de dispositivos de propósito especializado” George Gilder © L&M Data Communications 2009 Las Tecnologías de la Información y el cambio de paradigma del Sistema Energético 8
    • Cuando la red es tan rápida como los enlaces internos del ordenador,… © L&M Data Communications 2009 Las Tecnologías de la Información y el cambio de paradigma del Sistema Energético 9
    • … la máquina se desintegra en la red PoE (Power over Ethernet) HASTA 100 Gbps © L&M Data Communications 2009 Las Tecnologías de la Información y el cambio de paradigma del Sistema Energético 10
    • Centros de Datos: ¡Exuberancia irracional! Heat 224 W 235 W 310 W 324.4 W 334.4 W Data Center 11 75 14.4 10 224 10 Servers 5 Grid Power (40%) η~50% End users distribution utilization Disks 111 100 & conversion 25 9.25 2.8 (37%) η~30% < .6 η < 5% HVAC Electronics Network 2.8 5.75 η~33% AC (23%) η~50% η~90% η~25% DC 335 W 100 W 25 W 10.6 W < 0.6 W 0.6 W 334.4 W ηTOT = ———— < 0.2% Heat = ———— > 99.8% 335 W 335 W © Jose Morales Barroso © L&M Data Communications 2009 Las Tecnologías de la Información y el cambio de paradigma del Sistema Energético 11
    • Centros de Datos: instalaciones intensivas en energía CONSUMO FINAL ENERGÍA PRIMARIA AL MEDIO AMBIENTE © L&M Data Communications 2009 Las Tecnologías de la Información y el cambio de paradigma del Sistema Energético 12
    • SMART GRID
    • La siguiente gran industria mundial • La convergencia de la tecnología energética con las telecomunicaciones se considera la siguiente gran industria mundial y el mayor mercado del futuro: “… the next great industrial revolution: E.T., or energy technology.” • Cisco en su Global Smart Grid Initiative, ha cuantificado este mercado: "It will be 10 to 100 times bigger than the Internet. […] If you think today about how large the routing and switching market is, it's about a $25 to $30 billion market. So if we're looking at $20 billion being the start of the smart grid rollout, I think it will far eclipse the routing and switching market." • La clave fundamental es la red, y es necesario que ésta tenga "seguridad inherente", de lo que carece IP, como describe el informe National Smart Grid Vulnerable To Attacks: "The Smart Grid infrastructure promises to deliver significant benefits for many generations, but first we need to address its inherent security flaws." • Jornada Europea “Ahorro energético y Telecomunicaciones” MMA Madrid, 17 octubre 2006: "In the 21st Century, Europe has the opportunity to develop an 'Intelligent Grid' for energy saving and sustainability, based on UETS/EFR technology, able to transport both electrical power and information over a common infrastructure.” © L&M Data Communications 2009 Las Tecnologías de la Información y el cambio de paradigma del Sistema Energético 14
    • Smart Grid en EE.UU. (27 Oct 2009 ) © L&M Data Communications 2009 Las Tecnologías de la Información y el cambio de paradigma del Sistema Energético 15
    • ¿Cúal es el quid de la cuestión? «Ahí es donde está el asunto, y aquí está el milagro, el cambio de paradigma del sistema energético, apoyado en el cambio de paradigma, que ya se ha producido, en el sistema de comunicaciones» Pero… los expertos en energía saben qué hay que hacer pero no cómo hacerlo, y los expertos en telecomunicaciones no están familiarizados ni con la energía ni con el funcionamiento de la red eléctrica. © L&M Data Communications 2009 Las Tecnologías de la Información y el cambio de paradigma del Sistema Energético 16
    • “Smart Grid” RED ELÉCTRICA RED IP USUARIOS USUARIOS Energía Información © L&M Data Communications 2009 Las Tecnologías de la Información y el cambio de paradigma del Sistema Energético 17
    • Futuro: Convergencia de redes y adaptación demanda/oferta “Intelligent Grid” UNA SOLA INFRAESTRUCTURA DE RED DE ENERGÍA Y TELECOMUNICACIONES INHERENTEMENTE SEGURA Energía e información © L&M Data Communications 2009 Las Tecnologías de la Información y el cambio de paradigma del Sistema Energético 18
    • Contador Eléctrico y Acceso de Telecomunicaciones FIBER OPTICS FIBRAS OPTICAS COPPER ETHERNET TRUE TRUE DATA (Informacion, Gbps) PHONE CABLES FUERZA PAIRS (Energia electrica, kW) POWER LINE TRUE: TerminadoR Universal Ethernet PHEV Presentado en la Conferencia Europea “Power Saving and Telecommunications” (http://www.lmdata.es/uets/mma/mma-10-06-en.htm) © L&M Data Communications 2009 Las Tecnologías de la Información y el cambio de paradigma del Sistema Energético 19
    • Sistema autosuficiente: micro-red de c.c. Micro-red de c.c. 100% Muy alta “Intelligent Grid” 75% eficiencia PHEV INSTALADORES LOCALES INSTALADORES LOCALES © L&M Data Communications 2009 Las Tecnologías de la Información y el cambio de paradigma del Sistema Energético 20
    • El “Vehículo Híbrido Conectado a la Red” (PHEV) Los coches híbridos conectados a la red no son sólo medios de transporte, son generadores móviles; no les importa si la electricidad que producen va a parar a sus propias ruedas o a cualquier otra parte. Cuando los coches híbridos aparcan junto a las viviendas, los lugares de trabajo o el supermercado, se podrían conectar a la microrred local y suministrar electricidad a sus aparatos eléctricos o a las compañías a tarifas diurnas de alta demanda. Los generadores automotrices proporcionarían así una fuente de energía eléctrica que haría posible la integración de dos de los mercados más importantes del mundo: los automóviles y la electricidad. Mitsubishi’s PX-MiEV Plug-in Hybrid concept car, exhibited at the Tokyo Motor Show 2009. “It is possible to charge the batteries at night, when electricity is cheaper, and supply electricity for home appliances during the daytime” the company said. © L&M Data Communications 2009 Las Tecnologías de la Información y el cambio de paradigma del Sistema Energético 21
    • El “Vehículo Ultraligero Híbrido Conectable a la Red” El concepto actual del automóvil va en contra de un mundo que se tiene que orientar a la eficiencia: • Utiliza para su fabricación ingentes cantidades de recursos: materias primas, recursos productivos, energía fósil… y sólo dura 10 años • Hace un uso extraordianariamente ineficiente del combustible del depósito, típicamente en el rango del 1 al 2% • De promedio, se utiliza 2 horas al dia, con una ocupación de 1,1 personas Solución: “Vehículo Ultraligero Híbrido Conectable a la Red” • Estructura modular, extremadamente sencilla y ultraligera • Diseño “abierto” y estándar, que crearía una industria parecida a la de los PCs clónicos y generaría gran cantidad de puestos de trabajo locales • Se podría reparar en cualquier taller y tener una duración indefinida • Velocidad máxima: 30 km/h – Accidentes sin peligro: número de víctimas = CERO • Un vehículo de este tipo consumiría entre 1 y 1’5 litros cada 100 km • Coste estimado de 1.000 a 2.000 euros © L&M Data Communications 2009 Las Tecnologías de la Información y el cambio de paradigma del Sistema Energético 22
    • Sinergias: AMI, PHEVs y V2G • AMI (Advanced Metering Infrastructure) Sistema que recoge, mide y analiza el uso de energía, y envía los datos a través de una red de comunicaciones que conecta los contadores inteligentes con los sistema de control de las compañías eléctricas – Contadores inteligentes (Smart Meters) – Red de Comunicaciones • El mercado de Vehículos PHEV favorece el desarrollo de las aplicaciones críticas, como tarificación inteligente y V2G (Vehicle-to-Grid) – Fase I: Ajuste de carga mediante tarificación inteligente – Fase II: Fuente de generación distribuída a gran escala © L&M Data Communications 2009 Las Tecnologías de la Información y el cambio de paradigma del Sistema Energético 23
    • ¿Europa es capaz de liderar la innovación? • Tenemos el modelo, las personas y conocimientos para implementarlo • Sólo se necesita la ambición política e industrial para llevar adelante el proyecto • Europa ha perdido hasta ahora todas las oportunidades de liderar la revolución de las Tecnologías de la Información e Internet: – Donald Davies, National Physics Lab, UK: Packet Switching – Louis Pouzin, CYCLADES, France: Catenet & Datagram concepts – Tim Berners-Lee, CERN, CH: World Wide Web • No deberíamos perder esta oportunidad de liderar la innovación, o al menos intentarlo: un esfuerzo orientado siempre da buenos frutos © L&M Data Communications 2009 Las Tecnologías de la Información y el cambio de paradigma del Sistema Energético 24