Optimización de la energía de los edificios combinando big data, deep learning y machine learning en el proyecto Matrycs

Logotipo Matrycs.

Hoy en día, los edificios inteligentes proporcionan una gran cantidad de datos gracias a la adopción de las tecnologías de vanguardia. El proyecto europeo Matrycs, liderado por Engineering (Italia), aprovechará estos datos con el fin de mejorar la eficiencia energética de los edificios durante su ciclo de vida, así como mejorar la gestión del consumo y la generación de energía a nivel inmobiliario.

El proyecto Matrycs busca mejorar la eficiencia energética de los edificios inteligentes con ayuda de los datos que éstos aportan.

Matrycs combinará los avances tecnológicos modernos en las áreas de machine learning, deep learning y big data, que permitirán desarrollar una nueva solución de análisis de datos y toma de decisiones para obtener unos edificios energéticamente eficientes. Para ello, el proyecto tiene definidos siete objetivos divididos en tres categorías: científicos, tecnológicos y empresariales.

Para conseguir los objetivos, el proyecto cuenta con un consorcio de 17 entidades, procedentes de Grecia, España, Italia, Eslovenia, Polonia, Portugal, Alemania, Letonia, Bélgica y República Checa. La participación española está representada por el Ente Público Regional de la Energía de Castilla y León, Veolia y Fundación Cartif.

Matrycs aplicará big data, machine learning y deep learning para la recopilación, procesamiento y análisis de los datos.

Matrycs comenzó en octubre de 2020 y finalizará en septiembre de 2023, y dispone de un presupuesto de 4.577.835 euros, de los cuales 3.996.022,50 euros están financiados por el programa de investigación e innovación Horizonte 2020 de la Unión Europea.

Herramienta Matrycs Toolbox

El consorcio desarrollará Matrycs Toolbox, una caja de herramientas modular basada en análisis abiertos en la nube, que proporcionará soluciones para la construcción de intercambio de datos, gestión y procesamiento en tiempo real basado en tres pilares principales: gobernanza, procesamiento y analítica. Bajo estos pilares, se podrán formular políticas fiables y eficaces, así como respaldar la creación y explotación de servicios innovadores.

El proyecto se basa en tres pilares fundamentales: gobernanza, procesamiento y analítica.

Todo ello a través de un conjunto de herramientas de análisis, que engloba el análisis estadístico, visualización de datos, inteligencia empresarial y modelado predictivo. Para el procesamiento de datos, se utilizarán algoritmos y modelos de machine learning y deep learning basados en inteligencia artificial, que permitirán gestionar tipos heterogéneos de datos abiertos procedentes de múltiples dominios y fuentes como sensores, dispositivos IoT o datos históricos, entre otras opciones.

De esta forma, Matrycs realizará un marco holístico y de vanguardia con inteligencia artificial para modelos de soporte de decisiones, análisis de datos y visualizaciones para los gemelos digitales y aplicaciones de la vida real.

Pruebas piloto a gran escala

El proyecto Matrycs aplicará, implementará, demostrará y validará su solución en 11 pruebas piloto a gran escala (LSP). En cada uno de los pilotos se llevará a cabo tanto la aplicación como las pruebas específicas de la analítica diseñada en Matrycs, que representan diferentes modelos de negocio. Además, se reflejarán los intereses de las partes interesadas y las perspectivas de desafío de la construcción en cada uno de ellos.

A través de cuatro apartados, Matrycs clasifica los servicios y modelos de negocio representados en los pilotos.

Los servicios y modelos de negocio de los pilotos se dividen en cuatro apartados. El primer apartado corresponde a la actuación, que se centra en la etapa operativa de los edificios, con el fin de monitorizar y mejorar su desempeño energético. El segundo es el diseño, que se orienta a facilitar el diseño, rehabilitación y desarrollo de la infraestructura del edificio.

El tercer apartado es la política, para respaldar la formulación de políticas y la evaluación del impacto de éstas. Y, por último, la financiación abordará los desafíos para mejorar la confiabilidad y reducir los riesgos de las inversiones en eficiencia energética, adaptados a las instituciones financieras, contribuyendo así a definir mejor las condiciones del contrato de rendimiento energético.

Microrred de edificios y centro comercial

Uno de los 11 pilotos es una microrred de edificios propiedad de la empresa de servicios públicos y miembro del consorcio ASM, que incluye el edificio inteligente de la sede de las oficinas de la compañía. En este piloto, el sistema HVAC, las bombas de calor para calefacción y refrigeración, junto con los subsistemas de iluminación, se pueden controlar individualmente y/o en general, a través de un sistema de gestión de edificios (BMS) heredado, en este caso es DELTA. La instalación se completa con una planta fotovoltaica, un almacenamiento de batería y una estación de recarga de vehículos eléctricos.

En total se desarrollarán 11 pruebas piloto, que permitirán comprobar la fiabilidad de la solución Matrycs Toolbox.

En algunos edificios residenciales y comerciales se han implementado entre 20 y 30 medidores IoT en las instalaciones, que proporcionarán una medición digital del consumo de energía casi en tiempo real. Este piloto tiene como objetivo incorporar un caso de uso de partes interesadas, como administradores de edificios, instaladores y minorista, entre otros, al tiempo que se valida la capacidad de la arquitectura de referencia Matrycs.

Otro de los pilotos es el centro comercial BTC, ubicado en Ljubljana (Eslovenia), donde se aplicará la solución de Matrycs para ayudar al administrador de la instalación a realizar una gestión eficiente de los dispositivos y subsistemas. Para ello, se utilizan los datos históricos disponibles y se aplicará un enfoque de huella dactilar no intrusiva a los flujos de datos en tiempo real. El objetivo de este piloto es ayudar a los sistemas de monitorización tradicionales con capacidades de razonamiento y, por lo tanto, evaluar el valor de un sistema de gestión de edificios holístico.

Los datos que generan los edificios inteligentes combinados con diversas tecnologías como big data, maching learning y deep learning ayudarán a mejorar la eficiencia energética. Este es el objetivo principal del proyecto Matrycs, que busca unificar todas estas tecnologías en una única solución que optimice los sistemas del edificio conectado y que sea válida para diferentes tipologías de edificios.

 
 
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