Proxecto «Fisterra»

O Proxecto Fisterra ten o obxectivo de crear un convertidor de electrónica de potencia que permitirá reducir drasticamente o consumo de combustibles fósiles nos barcos durante a súa chegada, atracada e saída dos portos. Con esta aposta pola innovación, equipos de traballo galegos achegarán unha solución ao reto da descarbonización do transporte marítimo. De feito, o 80% do transporte de mercadorías ten lugar por mar e que supón o 15% das emisións anuais de óxido de nitróxeno (NOx) e o 13% das de óxido de xofre (SOx).

O proxecto dividirase en catro fases que se desenvolverán entre 2024 e 2026, dando lugar a diferentes fitos dentro dun proceso iterativo. En primeiro termo, investigarase a estado da arte en convertidores multimegavatio, para alcanzar un consenso común entre os socios do prototipo final esperado. Na segunda etapa crearase un xemelgo dixital e deseñarase o primeiro convertidor de proba, mentres que na terceira fase avaliaranse os casos de uso e implementarase o xemelgo dixital creado no segundo fito. Por último, validarase o prototipo nunha contorna controlada e manufacturaranse os convertidores mediante técnicas de fábrica intelixente.

Aínda que este avance está pensado para o seu uso en transporte marítimo, os seus beneficios poden reverter noutros sectores. O sector enerxético poderá conseguir maior autonomía na subministración e fabricación de elementos críticos no desenvolvemento de proxectos enerxéticos. En particular no ámbito portuario, de produción de hidróxeno verde e o aproveitamento da rede de catenarias para o despregamento de infraestrutura de recarga ultrarrápida en vehículos.

CARACTERÍSTICAS DO INNOVADOR CONVERTIDOR MULTIMEGAVATIO

Este convertidor ofrecerá características que ata a data non se detectaron no mercado, innovando en electrónica de potencia e manufactura para transformar o sector marítimo e portuario, facendo énfase na sustentabilidade e eficiencia enerxética. Respecto a a competencia, a principal novidade da nova serie nGM radicará en:

Un deseño ultraeficiente baseado nun sistema de refrixeración do convertidor, o que mellorará a resposta dinámica para ofrecer ao redor do dobre do que actualmente se atopa no mercado.

Incorporación de algoritmia punteira para o control e comunicacións do convertidor que reducirán os tempos de resposta.

Funcionalidades adicionais que permitirán as seguintes vantaxes en calquera ecosistema eléctrico: a integración de renovables, compensación reactiva e aumento de fiabilidade e estabilidade de rede en ambos os lados do convertidor.

IMPACTO AMBIENTAL E SOCIAL DE FISTERRA

A sustentabilidade é central en FISTERRA, a través do seguintes cinco obxectivos, dos cales os dous primeiros teñen un impacto directo no transporte marítimo e o resto implican a todos os sectores electrointensivos:

Descarbonización do tráfico marítimo.

Reducir a dependencia dos combustibles fósiles nas operacións portuarias mediante a electrificación.

Minimizar a pegada ambiental durante todo o ciclo de vida dos produtos desenvolvidos, desde a fabricación ata o seu despregamento e operación.

Incrementar a achega de enerxías renovables e de combustibles alternativos, como o hidróxeno verde, na produción eléctrica.

Desenvolvemento dunha industrialización sostible e inclusiva grazas á redución de custos que proporcionan este tipo de convertidores multimegavatio, garantindo ademais o acceso eléctrico a nivel global.

A Comisión Europea identificou 319 portos marítimos (dos máis de 1.200 portos comerciais existentes en Europa) que son esenciais para o bo funcionamento do mercado interior e da economía europea. Supoñendo que se alcanza soamente o 10% destes portos, FISTERRA supoñería a descarbonización de, aproximadamente 32 portos, unha redución de máis de 583.000 kg de SO2 anualmente, equivalentes ao que emitirían nun ano, máis de 47,8 millóns de coches.

FISTERRA terá un impacto significativo na competitividade do modelo produtivo de Galicia, integrando tecnoloxías industriais innovadoras, como a fabricación avanzada e intelixente nas cadeas de valor, a través do uso de intelixencia artificial, fabricación aditiva e blockchain, e da implantación de Proxecto subvencionado pola Axencia Galega de Innovación da Xunta de Galicia e cofinanciado pola UE tecnoloxías habilitadoras, como a automatización, robótica, visión artificial, machine learning, deep learning ou iOT.

Os resultados de FISTERRA poden ser explotados comercialmente a nivel internacional, o que reduce a dependencia económica do exterior. FISTERRA tamén potenciará a creación de emprego cualificado en Galicia. Espérase que se efectúen sete novas contratacións, sendo todos perfís técnicos de investigación e de fabricación, con preferencia a mulleres con experiencia previa.

Ao longo destes dous anos de investigación, FISTERRA lanzará resultados e estimacións máis precisas do impacto definitivo que o innovador convertidor multimegavatio reportará ao medio ambiente, a economía e sociedade nacional e internacional.

PRIMEIRA ANUALIDADE PROXECTO FISTERRA

Desde Norvento Tecnoloxía, a achega ao proxecto de Fisterra durante o primeiro ano estivo centrada na análise das diferentes topoloxías de electrónica de potencia que se poden adaptar mellor á finalidade, que é contar cun sistema de potencia para buques en porto. Do mesmo xeito, buscáronse sinerxías con outros mercados que permitan aproveitar o desenvolvemento da diversificación de produtos. Ademais, establecéronse os mínimos da unidade de control a nivel computacional e realizáronse investigacións para optimizar o sistema de control e comunicacións entre o convertidor e o buque.

A realización destas tarefas permitiunos establecer os requisitos para comezar as tarefas de deseño nas que estamos a traballar na actualidade, avanzando tanto no deseño detallado do convertidor como nas simulacións do comportamento para os usos definidos.

A participación de Norvento nED Factory no primeiro ano do proxecto Fisterra céntrase no estudo de ferramentas que nos axuden a transformar o noso proceso de fabricación de convertidores.

Para pasar dun modelo semiindustrial de baixo volume a un modelo industrial de gran volume, cómpre implementar metodoloxías de análise e fabricación que aseguren a escalabilidade, a trazabilidade, a flexibilidade e a dixitalización.

No marco deste primeiro ano, exploramos diferentes opcións para axudar aos operarios na realización das tarefas de montaxe, revisión e proba dos equipos, avanzando sobre todo na creación de instrucións finais de revisión de equipos por parte dos operadores coa axuda da realidade aumentada.

Por outra banda, e nun nivel de proceso superior, avanzamos na definición dos pasos básicos de montaxe do convertidor e da disposición global da fábrica para facer unha primeira estimación produtiva do futuro proceso, coa axuda do xemelgo dixital.

CTAG traballou en dúas liñas de investigación principais que lle permitiron iniciar, por unha banda, o Deseño e Construción dun modelo de produción que sirva de base para o desenvolvemento do XEMELGO DIXITAL, a partir de experiencias previas de produtos similares e revisión da competencia, contemplando os diferentes casos de uso do convertidor, e por outro, o desenvolvemento dun Sistema de REALIDADE AUMENTADA parametrizable baseándose nunha solución ANDROID para Tablet e de aplicación en tarefas de ensaios de validación final do convertidor.

A UVigo iniciou a actividade de análise e deseño da estratexia de control do convertidor de potencia baseándose en especificacións de base iniciais, experiencia previa en sistemas similares e revisión do concurso.