La viabilidad de los sistemas de generación eléctrica nacionales y supra-nacionales bajos en carbono (SGBC) está cada vez más fuera de toda duda. Sin embargo, estos sistemas aún presentan desafíos importantes que debe ser resueltos. Quizá el mayor de ellos es que los SGBC deben ser sostenibles, fiables y económicos, pero estas características son difíciles de conciliar cuando el grado de penetración de las energías renovables crece. De hecho, la generación renovable depende de las condiciones meteorológicas, lo que resulta en intermitencias inevitables en la generación eléctrica. Además, el diseño y optimización de SGBC involucra condicionantes adicionales respecto al coste, demanda, transmisión y fiabilidad de la energía y limitaciones de índole política y regulatoria.

Los modelos usados en el diseño y simulación de SGBC requieren bases de datos meteorológicas apropiadas, que cubran múltiples décadas e, idealmente, incluso tengan en consideración escenarios de cambio climático. El tamaño de estas bases de datos junto con la complejidad de los procedimientos de optimización para encontrar la mejor distribución de las plantas generadoras renovables hace que este problema no pueda ser resuelto en la mayoría de las aplicaciones reales. Sin embargo, puede ser resuelto si se asumen hipótesis ideales, aunque aún realistas hasta cierto punto. No obstante, una alta penetración de renovables en el sistema eléctrico implica que también hay que considerar el problema de la relativamente pobre predictabilidad de los recursos eólico y solar. A este respecto, las predicciones probabilísticas podrían jugar un papel importante en la operación de los SGBC.

Este proyecto pretende contribuir a la planificación y desarrollo de un SGBC en España proporcionando para ello bases de datos meteorológicas especializadas para la evaluación de los recursos renovables, herramientas de análisis y guías de diseño para la distribución óptima de las plantas de generación renovable. Para este fin, el proyecto plantea cuatro objetivos generales. En primer lugar, desarrollar bases de datos meteorológicas histórica, de predicción y de cambio climático especializadas para la evaluación de los recursos renovables en España.

En segundo lugar, proponer hojas de ruta para la distribución óptima de las plantas de generación eólica y solar bajo diversos criterios de diseño que puedan ser usadas como guía para la actualización del sistema eléctrico español actual. Finalmente, pero no menos importante, analizar las potenciales debilidades y vulnerabilidades de un sistema eléctrico con alto grado de penetración de energías eólica y solar desde el punto de vista de: 1) los patrones de variabilidad espacial y temporal de los recursos eólico y solar y los fenómenos meteorológicos extremos (Tercer objetivo), y 2) las limitaciones en la predictabilidad de estos recursos renovables y los potenciales beneficios derivados del uso de predicciones probabilísticas, para lo cuál se desarrollarán nuevas metodologías que serán evaluadas (Cuarto objetivo).

El trabajo requiere combinar experiencia y conocimiento en varias áreas tales como la meteorología, la inteligencia artificial y la optimización evolutiva/meta-heurística. Por esta razón, el proyecto se ha planeado y organizado como un proyecto coordinado que involucra personal principalmente de dos áreas de conocimiento: Ciencias de la Tierra y Ciencias de la Computación.