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Proyecto de investigación


LADERA Project : Large-scale Assessment of plus-energy Districts through Escalation and Replicability in Andalusia

Responsable: Servando Álvarez Domínguez / José Sánchez Ramos
Tipo de Proyecto/Ayuda: Proyectos I+D+i FEDER Andalucía 2014-2020
Referencia: US-1380863
Fecha de Inicio: 01-01-2022
Fecha de Finalización: 31-12-2022

Empresa/Organismo financiador/es:

  • Junta de Andalucía (Consejería de Economía, Conocimiento, Empresas y Universidad)

Equipo:

Contratados:

  • Técnicos/Personal Administrativo:
    • Rafael Antonio Monge Palma
    • María de la Paz Montero Gutiérrez
    • Elena Barranca Alcántara
    • Cristian Romero García

Resumen del proyecto:

El objetivo final de LADERA es desarrollar la base conceptual y práctica que permitirán la consecución del paradigma de distrito de balance energético positivo o nulo para todo tipo de agentes interesados. Esta base conceptual estará sustentada por un conjunto de herramientas de fácil manejo, una plataforma web afable y redes sociales; y sobre todo un paquete de casos prácticos reales estudiados bajo la colaboración de agentes como la Angencia Andaluza de la Energía y el Ayuntamiento de Sevilla, Agencia de la Vivienda y Rehabilitación de Andaluza (AVRA) y Naturgy. Este paquete de casos prácticos a desarrollar durante el proyecto será diseminado en las formas que los agentes anteriores propongan hacerlo, sin embargo el compromiso ha quedado establecido.
Los elementos clave de la propuesta son: distritos de energía casi nula o positivos (rehabilitación energética + sistemas eficientes + energías renovables con almacenamiento + movilidad eléctrica), los agentes involucrados en su desarrollos como demandantes referentes, y la participación ciudadana como eje vertebral de la replicabilidad de este conocimiento frontera.
Para ello se va a crear un sistema inteligente capaz de integrar, en una misma plataforma, el conjunto de desarrollos multidisciplinares necesarios de la cadena de valor objetivada: Modelización 3D BIM automática de distritos, tanto geometría, elementos constructivos como uso del mismo; Caracterización inversa de los edificios a partir de datos medidos de consumo energético; Catálogo de soluciones convencionales e innovadoras para la regeneración energética de edificios y generación de electricidad, calor y frío con o sin almacenamiento; Algoritmos de simulación y optimización; y explotación TIC del sistema. Es decir, este proyecto supone la ladera de subida al pico último de la montaña, que puede ser entendido como la ejecución y puesta en marcha de soluciones de generación distribuida en entornos urbanos. Esta ladera será inteligente, e irá aprendiendo progresivamente a medida que se incorporen casos a la base de datos del proyecto, de tal forma que el caso enésimo pueda ser definido y obtenido con menor esfuerzo y más probabilidad de éxito que el anterior.
De esta forma LADERA da solución al problema de la modelización de distritos en herramientas que permitan una simulación detallada del comportamiento energético de los edificios. Para ello el sistema integrará herramientas para la caracterización energética detallada de distritos existentes mediante datos disponibles en internet, preguntas al usuario o datos experimentales, tales como facturas o campañas de medición detallada. La solución propuesta se llevará a cabo a partir de la información geofísica pública en la web y en catástro, la creación de base de datos de construcciones por defecto en función del año de construcción y la caracterización inversa de las necesidades reales de sus ocupantes a partir de datos de monitorización o facturas. Así es cómo el sistema conocería el objeto de la intervención, y procedería con el análisis de los proyectos de rehabilitación energética óptimos. Para ello el sistema incorporará un paquete de medidas convencionales (modelos, datos técnicos y precios), y un conjunto de medidas innovadoras, como serían soluciones de almacenamiento térmico usando la inercia del edificio como la Gestión de la demanda DSM o la instalación de elementos térmicamente activados TABS (cubiertas ventiladas, fachadas ventiladas e incluso forjados activos); o estructuras verdes y sumideros naturales de calor. Del mismo modo el usuario dispondrá de un catálogo de sistemas eficientes a partir de los cuales analizar las mejoras en sus instalaciones de climatización y agua caliente sanitaria.
A nivel TIC, se ha pensado en dos tipos de usuario: un usuariol básico, que se conecta a una plataforma web y recibe una serie de preguntas en función de su perfil y objetivo,  y mediante un sistema experto se definen los escenarios a analizar; y un nivel avanzado en el que el usuario es suficientemente conocedor como para definir en detalle los casos a simular mediante un software local. Este software local, descarga actualizaciones de la plataforma al conectarse y también sube sus resultados. La única diferencia entre usuarios es la interfaz y los grados de libertad que ofrecerá la misma, ya que el motor de cálculo será análogo. Asimismo el usuario interactua en una doble vía: él debe introducir los datos de su caso o responder a las preguntas que le van apareciendo, y la herramienta además de devolverle el proyecto tipo, le ofrecerá resultados intermedios como los vinculados con una auditoría en condiciones estándar (análogo a lo que se realiza en los procedimientos oficiales de certificación energética). Posteriormente el usuario devuelve su feedback sobre los resultados. Esta plataforma incorpora un motor de simulación que permita la co-simulación de diferentes motores de cálculo, y un sistema experto de ayuda en la toma de decisiones que sea capaz de conocer al usuario y ayudarle con la información requerida mediante la adaptación inteligente de la plataforma.
Aunque el sistema ladera permitirá poner de manifiesto evidencias sobre la capacidad de reducción del consumo de energía final, integración de energía renovables, y reducción de emisiones de CO2, su diseño está pensado para que sea cercana a los usuarios, es decir, se convierta en motor de replicabilidad de paquetes de soluciones que permitan impulsar los edificios de energía casi nulo y los distritos de balance positivo o nulo.
El objeto de trabajar con los distritos es aumentar la escala de intervención para hacer viables los costes vinculados, adoptando como las directivas europeas promueven intervenciones de balance neto entre conjuntos de edificios y smartgrids.

El objetivo final de LADERA es desarrollar la base conceptual y práctica que permitirán la consecución del paradigma de distrito de balance energético positivo o nulo para todo tipo de agentes interesados. Esta base conceptual estará sustentada por un conjunto de herramientas de fácil manejo, una plataforma web afable y redes sociales; y sobre todo un paquete de casos prácticos reales estudiados bajo la colaboración de agentes como la Angencia Andaluza de la Energía, Ayuntamiento de Sevilla (EMVISESA), Agencia de la Vivienda y Rehabilitación de Andaluza (AVRA) y Naturgy. Este paquete de casos prácticos a desarrollar durante el proyecto será diseminado en las formas que los agentes anteriores propongan hacerlo, sin embargo el compromiso ha quedado establecido.
Los elementos clave de la propuesta son: distritos de energía casi nula o positivos (rehabilitación energética + sistemas eficientes + energías renovables con almacenamiento + movilidad eléctrica), los agentes involucrados en su desarrollos como demandantes referentes, y la participación ciudadana como eje vertebral de la replicabilidad de este conocimiento frontera.
Para ello se va a crear un sistema inteligente capaz de integrar, en una misma plataforma, el conjunto de desarrollos multidisciplinares necesarios de la cadena de valor objetivada: Modelización 3D BIM automática de distritos, tanto geometría, elementos constructivos como uso del mismo; Caracterización inversa de los edificios a partir de datos medidos de consumo energético; Catálogo de soluciones convencionales e innovadoras para la regeneración energética de edificios y generación de electricidad, calor y frío con o sin almacenamiento; Algoritmos de simulación y optimización; y explotación TIC del sistema. Es decir, este proyecto supone la ladera de subida al pico último de la montaña, que puede ser entendido como la ejecución y puesta en marcha de soluciones de generación distribuida en entornos urbanos. Esta ladera será inteligente, e irá aprendiendo progresivamente a medida que se incorporen casos a la base de datos del proyecto, de tal forma que el caso enésimo pueda ser definido y obtenido con menor esfuerzo y más probabilidad de éxito que el anterior.
De esta forma LADERA da solución al problema de la modelización de distritos en herramientas que permitan una simulación detallada del comportamiento energético de los edificios. Para ello el sistema integrará herramientas para la caracterización energética detallada de distritos existentes mediante datos disponibles en internet, preguntas al usuario o datos experimentales, tales como facturas o campañas de medición detallada. La solución propuesta se llevará a cabo a partir de la información geofísica pública en la web y en catástro, la creación de base de datos de construcciones por defecto en función del año de construcción y la caracterización inversa de las necesidades reales de sus ocupantes a partir de datos de monitorización o facturas. Así es cómo el sistema conocería el objeto de la intervención, y procedería con el análisis de los proyectos de rehabilitación energética óptimos. Para ello el sistema incorporará un paquete de medidas convencionales (modelos, datos técnicos y precios), y un conjunto de medidas innovadoras, como serían soluciones de almacenamiento térmico usando la inercia del edificio como la Gestión de la demanda DSM o la instalación de elementos térmicamente activados TABS (cubiertas ventiladas, fachadas ventiladas e incluso forjados activos); o estructuras verdes y sumideros naturales de calor. Del mismo modo el usuario dispondrá de un catálogo de sistemas eficientes a partir de los cuales analizar las mejoras en sus instalaciones de climatización y agua caliente sanitaria.
A nivel TIC, se ha pensado en dos tipos de usuario: un usuariol básico, que se conecta a una plataforma web y recibe una serie de preguntas en función de su perfil y objetivo,  y mediante un sistema experto se definen los escenarios a analizar; y un nivel avanzado en el que el usuario es suficientemente conocedor como para definir en detalle los casos a simular mediante un software local. Este software local, descarga actualizaciones de la plataforma al conectarse y también sube sus resultados. La única diferencia entre usuarios es la interfaz y los grados de libertad que ofrecerá la misma, ya que el motor de cálculo será análogo. Asimismo el usuario interactua en una doble vía: él debe introducir los datos de su caso o responder a las preguntas que le van apareciendo, y la herramienta además de devolverle el proyecto tipo, le ofrecerá resultados intermedios como los vinculados con una auditoría en condiciones estándar (análogo a lo que se realiza en los procedimientos oficiales de certificación energética). Posteriormente el usuario devuelve su feedback sobre los resultados. Esta plataforma incorpora un motor de simulación que permita la co-simulación de diferentes motores de cálculo, y un sistema experto de ayuda en la toma de decisiones que sea capaz de conocer al usuario y ayudarle con la información requerida mediante la adaptación inteligente de la plataforma.
Aunque el sistema ladera permitirá poner de manifiesto evidencias sobre la capacidad de reducción del consumo de energía final, integración de energía renovables, y reducción de emisiones de CO2, su diseño está pensado para que sea cercana a los usuarios, es decir, se convierta en motor de replicabilidad de paquetes de soluciones que permitan impulsar los edificios de energía casi nulo y los distritos de balance positivo o nulo.
El objeto de trabajar con los distritos es aumentar la escala de intervención para hacer viables los costes vinculados, adoptando como las directivas europeas promueven intervenciones de balance neto entre conjuntos de edificios y smartgrids.



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